Кавитация мен DAF флотация қондырғыларының өнімділігіне қандай факторлар әсер етеді?

Ауа/қатты заттар қатынасы: Тиімділіктің негізгі драйвері Еріген ауа арқылы флотация машинасы Жұмыс іздемін

Тұрақты флок-көпіршіктердің бекіуі мен кері қалдық сапасы үшін оптималды A/S диапазоны

Ауа мен қатты заттардың қатынасы (A/S) — бұл негізінен ауаның қатты заттарға қатынасын сипаттайды және флотацияның қаншалықты жақсы жұмыс істейтінін реттеудің ең жақсы тәсілі болып табылады. Өнеркәсіптегі көптеген мамандар әртүрлі нақты өндірістік процестер мен зерттеу жұмыстарын талдаған соң әдетте қатты заттардың әрбір 1 кг-ына 0,005 пен 0,06 кг ауа аралығындағы мәндердің ең тиімді нәтиже беретініне келіседі. Бұл аралықта кішкентай көпіршіктер қатты бөлшектерге жақсы жабысады және оларды бұзбайды. 0,06 мәніне жақындағанда, материал көтерілетін жинақтарға бірігіп, бетіне тең баяу қалқып шығады да, жоғарыда тығыз қалқымша түзіп, оңай ғана жиналады. Алайда, егер мән 0,005-тен төмен болса, барлығын көтеруге жеткілікті көпіршіктер болмайды. Ал 0,06-дан жоғары мәнде артық ауа турбуленттілікті тудырып, пайдалы жинақтарды бұзып, бөлу процесін бүлдіреді. Бұл тек физикалық процестерге ғана емес, сонымен қатар күнделікті жұмыстың сенімділігіне де әсер етеді.

Төменгі/жоғары A/S кезінде шламның өтуі мен әлсіз қалдық түзілуінің теңсіздік қаупі

Ауа мен қатты бөлшектердің қатынасы 0,005 төмен болған кезде қатты бөлшектер өңдеу процесі кезінде жеткілікті көтерілмейді, әсіресе уақыт өте компакттелген ауыр минералды шлам немесе ескі флокулдармен жұмыс істегенде. Нәтижесінде соңғы шығарылатын су ағынында сүзгіштің деңгейі біршама жоғарылайды. Кейбір соңғы зерттеулер су сапасының идеалды жұмыс режиміне қарағанда 30%-дан астам нашарлайтынын көрсетеді, бұл өткен жылы Water Research жасаған табыстың нәтижесі. Алайда, 0,06-дан жоғары ауаны тым көп енгізу де орасан зор мәселелер туғызады. Артық ауа флокулдарды тікелей жыртып тастағандықтан гидравликалық тұрғыдан жүйе тұрақсыз болады, сондықтан бетінен тиімді түрде жиналмайтын әлсіз, сынған қалдық қалады. Сонымен қатар энергия шығыны туралы да айта кетейік. А/С қатынасындағы әрбір 0,01-ге дейінгі шағын өсу насосқа қойылатын талаптарды 12-ден 18 пайызға дейін арттырады. Бұл ақша тез қолдан жоғалып кетуді білдіреді. Бұл екі негізгі мәселе орнына A/S қатынасын дұрыс келтіру тек жақсы практика емес, сонымен қатар электр санауышын бақылау кезінде қондырғылар тұрақты жұмыс істеуді сақтағысы келсе, мүлде маңызды.

Гидравликалық жүктеме жылдамдығы мен ұстау уақыты: DAF флотация қондырғыларында өткізу және тазартуды теңестіру

HLR–Ұстау арасындағы үйлесімсіздік: Неліктен 20 м/сағ-тан асу турбидностьты алуға кедергі жасайды

Гидравликалық жүктеме деңгейі (HLR) — бұл негізінен ағын жылдамдығын резервуардың бетіне бөлу дегенді білдіреді, су жүйеде қанша уақыт болатынын анықтайды және кірлерге көпіршіктердің жабысып, жоғары көтерілуі үшін қажет физикалық жағдайларды туғызады. Жоғары өткізу қабілеті операциялар үшін қағазда жақсы болып көрінеді, бірақ сағатына 20 метрден асса тұмандықты алу тиімділігі бұзыла бастайды. HLR тым жоғары болғанда, толық бірігу мен жоғары қарай қозғалу үшін жеткілікті уақыт болмайды, сондықтан ұсақ бөлшектер бөлу аймағынан тікелей өтіп кетеді. Ең тиімді аралық сағатына 5 пен 15 метр аралығында орналасқан сияқты. Осындай жылдамдықтарда көпіршіктерге толық жабысуға, баяу жоғары көтерілуге және қалың көбік қабаттарын түзуге уақыт жетеді. Нақты өлшеулер сағатына 20 метрден тіпті 1 метрге асқан жағдайда типтік DAF жүйелерінде бөлу тиімділігі шамамен 3% төмендейтінін көрсетеді. Бұл идеалды жағдайлармен салыстырғанда тұмандықты алу тиімділігінің шамамен 25-40% нашарлауына аударылады, сонымен қатар төменгі бойындағы сүзгілердің басылып қалуы және жағдайды түзету үшін қосымша химикаттар қажет болуы сияқты мәселелер пайда болады. Таза шығарылым алу үшін гидравликалық жүйеде осы тепе-теңдікті сақтау мүлде маңызды.

Су сапасына әсер ету: Тұмандылық, DOC және Зета потенциалы ауаны еріткен флотация машинасының жұмысын қалай қалыптастырады

Болжау индикаторлары: Зета потенциалының өзгеруін коагулянтты оптимизациялау мен көпіршіктердің жабысу тиімділігімен байланыстыру

Тасымалданатын судың сапасы Еріген Ауа Флотациясы (DAF) жүйелерінің қаншалықты жақсы жауап беретінін анықтайды. Мұндай факторлар, мысалы, лайлық деңгейлері, еріген органикалық көміртегі мөлшері және коллоидты бөлшектердің беттік заряд сипаттамалары DAF жұмыс өнімділігіне әсер етеді. Нақты зета потенциалына назар аударғанда, егер тасымалданатын судағы зета потенциалы -20 мВ-тан жоғары болса, шамалы бөлшектер, мысалы, саз бөлшектері, су өсімдіктерінің қалдықтары мен гумин заттары сияқты теріс зарядталған бөлшектер мен оларға жабысуға тырысатын ауа көпіршіктері арасында маңызды электростатикалық тебілу пайда болады. Бұл дұрыс жабысуды қиындатады. Беттік зарядтарды бейтараптау және зета потенциалын нөл вольтқа жақындату үшін коагулянт мөлшерін реттеу арқылы операторлар көбінесе көпіршік-хлопья жабысу жылдамдығын 40% пен 60% аралығында жақсартады. Бұл нәтижелер көптеген жергілікті сынақтарда модельдік және нақты масштабтағы қондырғыларда расталды. Алайда, литріне 5 мг-нан астам жоғары DOC концентрациялары немесе 50 нефелометриялық лайлық бірлігінен асатын лайлық шарттармен жұмыс істегенде жағдай күрделенеді, себебі бұл жағдайлар коагулянтты көбірек тұтынады және маңызды заряд сигналдарын басып жібереді. Сондықтан коагуляция стратегияларын уақытылы түзету қажет болған өндіріс операторлары үшін нақты уақыт режиміндегі зета потенциалын бақылау өте маңызды болып табылады. Мұны істеу химикаттарды пайдалануды шамамен 15%-дан 30%-ға дейін қысқартуға мүмкіндік береді, бұл шөгінділердің тасып кетуі мен болжанбайтын қалдық түзілу проблемаларынан аулақ болуға көмектеседі. Бұл байланыстарды елемейтін қондырғылар көбінесе тұрақты түсіндіру проблемалары мен ай сайын химикаттардың кетуімен күресуге мәжбүр болады.

Көпіршіктердің пайда болуы және суда еруі: Кавитациялық және DAF жүйелеріндегі еру қысымы, өлшемдерінің таралуы және көтерілу динамикасы

Микрокөпіршіктердің артықшылығы: Неліктен 50 мкм-ден кіші көпіршіктер су ішіндегі әлсіз коллоидтар, әсіресе өсімдік планктондары мен Криптоспоридияларды алу процесін жақсартады

DAF жүйелерінің жұмыс істеу сапасына келетін болсақ, көпіршіктердің өлшемі шынымен маңызды, оны тек конструкцияның бір бөлігі деп елемеуге болмайды. 50 микрометрден төмен мөлшердегі микрокөпіршіктерді қарастырғанда, олар 80 микрометрден үлкен көпіршіктерге қарағанда нақты артықшылықтар береді. Бұл кіші көпіршіктер сулы ортадан сонау, қиын шағын Cryptosporidium ооцисттері мен әлсіз коллоидты бөлшектерді қоса алғанда, шамамен 40% артық заттарды ұстай алады, себебі олардың пішіні беткі ауданын жақсартады және нәрселермен тиімді түрде соқтығысуына ықпал етеді. Қызықтысы, бұл микрокөпіршіктер 48 мм/с немесе одан да төмен жылдамдықпен әлдеқайда баяу жоғары көтеріледі. Бұл баяу қозғалыс шығарылуы тиіс материалдармен ұзақ уақыт бойы контактіде болуын білдіреді, сондықтан 5 микрометрден кіші бөлшектер де жоғары көтерілмеден бұрын дұрыс жабысады. Көпіршіктердің қалай әрекет ететіні туралы зерттеулер 3-7 бар аралығындағы қысымда олардың диоксид және сазды сияқты заттардағы теріс зарядтарға жақсырақ жабысуына ықпал ететінін, сонымен қатар турбуленттілікке байланысты көбіктің ыдырау проблемаларын азайтатынын көрсетті (2020 жылғы Микрокөпіршіктер динамикасы зерттеуі). 50 микрометрден кіші көпіршіктерді тұрақты түрде шығаруға бағытталған жүйелер әдеттегі үлкен көпіршіктерді пайдаланатын орнатқыштарға қарағанда тазартылған судың лайлығын 15-ден 30 NTU бірлігіне дейін азайтуға әдетте әкеледі. Демек, DAF жүйесінің ең жақсы жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін микрокөпіршіктердің өлшемін реттеу өте маңызды.

ЖИҚ (Жиі қойылатын сұрақтар)

DAF жүйелері үшін идеалды A/S қатынасы қандай?
Еріген ауамен флотация (DAF) жүйелері үшін идеалды ауа/қатты заттар (A/S) қатынасы әдетте 0,005-ден 0,06 кг/кг дейінгі шекте болады, бұл тиімді флок-көпіршік жабысуы мен оптималды қоқыстың пайда болуын қамтамасыз етеді.

Егер A/S қатынасы 0,06-дан асса не болады?
Егер A/S қатынасы 0,06-дан асса, бұл флоктарды ыдырататын турбуленттілікті тудыруы мүмкін, нәтижесінде бөлу тиімсіз болады, энергия шығыны артады және жұмыс сенімсізге айналады.

Гидравликалық жүктеме жылдамдығы (HLR) дегеніміз не және оның DAF жұмысына әсері қандай?
Гидравликалық жүктеме жылдамдығы — бұл ағын жылдамдығының резервуар бетіне қатынасы. Егер HLR 20 м/сағ-тан асса, бұл бөгде заттардың шығарылуына зиян тигізеді, бөлу тиімділігі төмендейді және одан әрі қарай проблемалар туындайды.

Кіретін су сапасы DAF жұмысына қалай әсер етеді?
Турбидтілік, еріген органикалық көміртегі және дзета-потенциал сияқты факторлар DAF жұмыс істеуіне әсер етеді. Дзета-потенциалға негізделе отырып коагулянт мөлшерін дұрыс реттеу көпіршік-хлопья қосылу жылдамдығын жақсартуға, химикаттардың пайдалануын оптималдауға және түсіктілікті арттыруға мүмкіндік береді.

DAF жүйелерінде неге үлкен көпіршіктерге қарағанда микрокөпіршіктер ұсынылады?
50 микрометрден кіші микрокөпіршіктер бетінің жанасу ауданы жақсырақ және баяу қалқып жүреді, осылайша суспензия, криптоспоридия сияқты ұсақ бөлшектерді тиімді алып тастауға және жүйенің жалпы өнімділігін арттыруға мүмкіндік береді.