Ауа флотациясымен алдын-ала дайындау неге биологиялық тазарту тиімділігін арттырады

Түсіну Аерация машинасы және оның DAF арқылы алдын ала өңдеудегі рөлі

Қалдық суларды алдын ала өңдеуде еріген ауаның тасымалдануы (DAF) қалай жұмыс істейді

Еріген ауа флотациялық жүйесі қысымды ауа енгізу арқылы өндірістік сулардан ілеспе қатты бөлшектерді, майлар мен эмульсияланған ластағыштарды бөлу арқылы жұмыс істейді. Флотациялық резервуарда қысым төмендеген кезде диаметрі шамамен 30-50 микрон шамасындағы ұсақ көпіршіктер пайда болады. Бұл микрокөпіршіктер судағы әртүрлі бөлшектерге жабысады да, оларды бетіне қарай көтеріп, оңай ғана жинауға болатындай етеді. Ауыр жүктемелермен жұмыс істейтін өндірістік кәсіпорындар бұл әдіс арқылы ілеспе заттардың жалпы мөлшерін шамамен 90% дейін азайтады. Енді бұл процестің қалай жүзеге асырылатынын кезеңдерімен қарастырайық:

• Коагуляция/Флокуляция : Химиялық реагенттер бөлшектерді топтасуға бағыттап, көпіршіктерге жабысуын жақсартады.
• Қанығу камерасы : Ауа 30–90 psi қысым астында ериді.
• Бөлу аймағы : Микрокөпіршіктер ластанған заттарды бетіне көтеріп, механикалық түрде жойылатын шлам қабатын құрайды.

Ауа флотация машинасының биологиялық тазарту жүйелерімен интеграциясы

Суарын тазарту саласында ДАФ бастапқы өңдеу биологиялық процестерді тұрақты жұмыс істеуіне мүмкіндік береді, өйткені ол жүйені тепе-теңдіктен шығарып тастайтын күрт шоктық жүктемелерді азайтады. БиОЖ деңгейі 1500 мг/л-ден жоғары болатын тамақ өнеркәсібі қалдықтарымен жұмыс істейтін жүйелер үшін ДАФ технологиясын мембраналы биореакторлармен қосу жүйенің жалпы өнімділігін едәуір арттырады. Біз 2022 жылы текстиль бояуының суарын қалдығын өңдеу кезінде реакторларда ластанудың 65% азайғанын көрсететін сынақ жүргіздік. Мұнда екі технология бірігіп жұмыс істегенде микробтар тиімдірек жұмыс істейді. Нәтижесінде ХИҚ-ті жою дәрежесі әдеттегі биологиялық әдістерге қарағанда 25%-дан 40% дейін жақсарды.

Қашан ДАФ қажет? Бастапқы өңдеудің қажеттілігін бағалау

Суарын мыналарды қамтыса, ДАФ маңызды рөл атқарады:

• Майлар/майлы заттар/май : 100 мг/л асатын концентрациялар.
• Ұсақ қатты заттар : 50 мкм-ден кіші бөлшектер, түсіру резервуарлары оларды ұстай алмайды.
• Ауыспалы жүктемелер : Сүт, фармацевтикалық және химиялық өнеркәсіпте жиі кездеседі.
  2021 жылғы салалық бағалау бойынша, енуіндегі ТҚҚ 500 мг/л-ден жоғары құрылғылар шалшықты төгу шығындарын 38% қысқартты. Операторлар эмульгацияланған ластанулар мен түсірілетін заттарды бағалап, DAF-тың әр тоннаға $500–$800 құрайтын жұмыс шығындары тиімділік ұтыстылығымен сәйкес келе ме соны анықтауы керек.

Ауа ұшыру машинасын қолданып органикалық жүктемені және негізгі ластандырғыштарды алу

БТҚ, ХТҚ және ТҚҚ-ды төмендету: DAF тиімділігінің артқы механизмдері

Еріген ауа флотациясы (DAF) BOD, COD және TSS сияқты қиын органикалық ластағыштарды микрокөпіршіктердің жабысуы арқылы жояды. Өте ұсақ ауа көпіршіктері ілеспе бөлшектер мен майларға жабысып, оларды бетіне көтеріп шығарады, содан кейін олар бетінен жиналады. Өткен жылы өңдеу журналдарында жарияланған соңғы зерттеулерге сәйкес, бұл процестің нәтижесінде биологиялық реакторларға түсетін заттар 40–60 пайызға дейін азаяды. DAF эмульгленген майлар мен ұсақ қатты бөлшектерден құтылған кезде, келесі кезеңдерде жұмыс істейтін микроағзаларды шынымен қорғайды. Оларға кедергі болатын заттар болмағанда, ыдырау процесі әлдеқайда тиімді жүреді, бұл өңдеу қондырғыларын басқаратын әркім үшін жақсы жаңалық.

Нәтиженің өлшемі: DAF арқылы органикалық жүктеменің орташа 40–60% азаюы

DAF негізгі параметрлерді тұрақты түрде азайтады:

Бұл ерте кезде ұстап алу биологиялық жүйенің тиімділігін 20–30% арттырады және химикаттарды пайдалануды, шөгінділерді басқару шығындарын төмендетеді.

Зерттеу жағдайы: Өнеркәсіптік DAF жүйесінің өнімділігі

Бір аумақтық құрылғы өзгермелі өнеркәсіптік шығысты басқару үшін DAF жүйесін енгізді. Нәтижелерге мыналар кірді:

• хИҚ-да 55% төмендеу dAF тазарту кезінде
• төменгі ағымдағы MBR қондырғыларында мембрананың ластануы 40% төмен төменгі ағымдағы MBR қондырғыларында
• биогаз шығымының 22% артуы органикалық жүктеменің тұрақтандырылуына байланысты

Бұл нәтижелер DAF-тің ағын өзгеріп тұратын орталардағы төзімділікті арттырудағы кеңірек даму бағытын көрсетеді.

Майларды, ілініп тұрған бөлшектер мен эмульгирленген ластануларды тиімді алу

DAF майларды, майлы заттарды және ұсақ ілініп тұрған бөлшектерді қалай алады

DAF жүйелері микрокөпіршіктерді (30–50 µм) гидрофобты бөлшектерге жабыстыру арқылы майлар мен майлы заттарды алады, олардың тығыздығын төмендетіп, қалқытуға ықпал етеді. Бұл әдіс өнеркәсіптік ағындардағы эмульгирленген ластанулардың 70–90% дейінін алады және 10 µм-ге дейінгі бөлшектерді мақсат етеді. Пайда болған жүзіп жүретін шөгінділер жойылып, биологиялық сатыларға май тасымалдануынан сақтайды.

Төменгі биологиялық процестерде бітелуді және ластануды болдырмау

Суспендік заттарды 60–85% азайтудың арқасында ДАФ мембраналар мен диффузорлар бетінде биопленка пайда болуын азайтады. Сүзгілерді кері шаю жиілігі 35–50% төмендейді, бұл аэрациялық энергияны тікелей үнемдеуге әкеледі. Сонымен қатар, үйкеліске төзімді бөлшектердің жойылуы сорғыштардың тозуын 2–3 есе азайтып, белсенді илдік жүйелердегі жабдықтардың қызмет ету мерзімін ұзартады.

Биологиялық реакторларда майлылықтың жоғары деңгейі мен микроағзалардың сезімталдығын теңестіру

Ауа флотациясы биологиялық реакторларға қолданылған кезде, олар нитрификаторлау бактерияларын сау саулықта ұстай отырып, шынымен де мұнайдың төрттен алты есе дейін жоғары концентрациясын өңдей алады. Кейбір жергілікті сынақтар MBR жүйелеріне түскенге дейін DAF-пен өңделген судың COD-ты алу көрсеткішін әдетте 18-22 пайызға жақсартатынын көрсетті. Сонымен қатар, көптеген өңдеу қондырғыларын басып тұратын улы шок инциденттерінің байқаларлық дәрежеде төмендеуі байқалды. Биогаз өндірісінің тұрақты болуы үшін операторлар DAF өңдеуінен кейін мұнайдың деңгейін литріне 50 мг-нан төмен ұстауы керек. Осы кезде метанның шығымы шамамен 15% жоғарылайды, бұл микроорганизмдердің жалпы алғанда сауықтығы мен қалдық ағындарынан ресурстарды қалпына келтірудің жақсаруын білдіреді.

Төменгі биологиялық өңдеудің тиімділігі мен тұрақтылығын арттыру

DAF-тен кейінгі процестің тұрақтылығы мен өңдеу тиімділігінің жақсаруы

Ауалы флотация биореакторларға дейінгі өндірістік сулардағы органикалық заттардың (мысалы, БТҚ және ХТҚ) шамамен 40-60 пайызын және осындай бөлшектердің 70-85 пайызын алады. Мұның өзі микроағзалардың жағдайын тұрақтандыруға нағыз көмектеседі, себебі судағы майлар мен ауыр металдар сияқты оларға зиянды әсер ететін заттар жуылып кетеді. 2023 жылы Water Environment Federation (Сулы Орта Федерациясы) жасаған соңғы хабарламада қызықты нәрсе көрсетілді. DAF жүйелерін енгізген өндіріс орындары БТҚ-ны алу көрсеткішін жуық шамамен 92%-ға, ауытқуы ±3% шегінде жеткізді. Бұл технологиясыз қондырғылармен салыстырғанда, олардың тиімділігі жалпы алғанда шамамен 18% төмен болды. Жүйедегі тербелістер аз болған сайын операторлар еріген оттегі деңгейін дұрыс ұстауға және шөгіндіні ұстау уақытын басқаруға мүмкіндік алады. Бұл факторлар су ағынынан аммонийлендіруді және фосфорды алу процестерінің сапалы нәтижелерін алу үшін өте маңызды.

Биологиялық жүйелердегі шайырманы басқару мен биогаз шығымына әсері

TSS-тің 550–800 мг/л дейінгі мөлшерін алдын ала алып тастау арқылы DAF екіншілік тұндырғыштардағы шайырманы 30–40% азайтады. Бұл мыналарға әкеледі:

• суын алуда полимерлерді пайдалануды 15–30% азайту
• біріншілік шайырмадағы органикалық заттың артуы нәтижесінде биогаз шығымының 15–30% жоғары болуы
• mBR орнатылымдарында мембрананың қызмет ету мерзімінің 20% ұзаюы

Тұрақты органикалық жүктеме анаэробты ферментаторлардағы «ашар-толық» циклдарын да болдырмауға көмектеседі және метанның күндік шығымын ±7% ауытқумен сақтайды — бұл DAF-сыз жүйелердегі ±22% тербеліске қарағанда едәуір жақсы.

ЖИҚ (Жиі қойылатын сұрақтар)

Еріген Ауамен Флотация (DAF) дегеніміз не?

DAF — суды өңдеудің қысымды ауаны өндірістік суға енгізу арқылы микрокөпіршіктер түзу жолымен тұнба, майлар және басқа да ластағыш заттарды алу процесі.

Неліктен DAF алдын ала өңдеу биологиялық өңдеу жүйелері үшін қажет?

DAF алдын ала өңдеу биологиялық жүйелерге келетін соққылық жүктемені азайтады, оларды тұрақтандырады және органикалық ластағыш заттардың жоюын жақсартып, жалпы тиімділікті арттырады.

Органикалық жүктеме мен ластанғыш заттарды алу үшін DAF қаншалықты тиімді?

DAF BOD, COD және TSS көрсеткіштерін 40–60% дейін төмендетеді, шелухты азайтады және биологиялық тазарту тиімділігін арттырады.

Қандай салаларда DAF жүйелері кеңінен қолданылады?

DAF жүйелері май, майлы заттар мен майлардың жоғары концентрациясы бар, сонымен қатар ауыспалы жүктемелерді өңдей алатындықтан сүт, фармацевтика, химия және тамақ өнеркәсібі салаларында кеңінен қолданылады.

DAF шелухпен басқаруға және биогаз шығына қалай әсер етеді?

DAF шелух өндірісін 30–40% азайтады және шелухтағы органикалық заттардың мөлшерін арттырып, жүктеу циклдарын тұрақтандыру арқылы биогаз шығымын көбейтеді.