Kodėl oro plūduriavimu paremtas pirminis apdorojimas pagerina biologinio valymo efektyvumą

Suprantama Oro plūduriavimo mašina ir jos vaidmuo DAF pirminio apdorojimo procese

Kaip veikia ištirpinto oro flotacija (DAF) nuotekų pirminio apdorojimo procese

Ištirusio oro plūduriavimo sistema veikia, atskirdama nuolatines teršalų daleles, aliejus ir emulsijas iš nuotekų naudojant suslėgtą orą. Kai slėgis sumažėja plūduriavimo talpykloje, pradeda formuotis mažyčiai burbuliukai, kurių dydis siekia apie 30–50 mikronų. Šie mikroburbuliukai prisitvirtina prie įvairių dalelių vandenyje ir iš esmės pakelia jas į paviršių, kur jos gali būti lengvai nuskirtos. Pramonės įmonės, susiduriančios su didelėmis apkrovomis, dažnai pasiekia apie 90 % sumažėjimą bendrųjų pakabinamųjų dalelių dėka šios metodikos. Panagrinėkime, kaip tai vyksta žingsnis po žingsnio:

• Koaguliacija/Sulipinimas : Chemikalai surinkia smulkias daleles, kad pagerintų burbuliukų prikimšimą.
• Sočioji kamera : Oras tirpsta esant 30–90 psi slėgiui.
• Atskyrimo zona : Mikroburbuliukai iškelia teršalus, sudarydami dumblų sluoksnį, kuris mechaniniu būdu pašalinamas.

Oro plūduriavimo mašinos integracija su biologinio valymo sistemomis

Kai kalbama apie nuotekų valymą, DAF pirminis apdorojimas tikrai padeda išlaikyti tolesnius biologinius procesus sklandžiai veikiančius, sumažinant staigias smūginio poveikio apkrovas, kurios gali viską išvesti iš pusiausvyros. Sistemoms, tvarkančioms maisto perdirbimo atliekas, kurių BOD lygis dažnai viršija 1500 mg/L, DAF technologijos derinimas su membraniniais bioreaktoriais žymiai pagerina visos sistemos našumą. Tai matėme 2022 m. vykdydami bandomąją parinktį, kuri parodė kažką įspūdingo – apie 65 % mažesnę reaktorių užterštį, valant tekstilės dažų nuotekas. Kas čia vyksta? Kai šios technologijos dirba kartu, mikroorganizmai iš tiesų atlieka savo darbą geriau. Rezultatas? Kur kas stabilingesni COD šalinimo rodikliai, pagerėjimas siekia nuo 25 % iki 40 % lyginant su vien tik įprastomis biologinėmis valymo metodikomis.

Kada būtinas DAF? Pirminio apdorojimo poreikio vertinimas

DAF yra būtinas, kai nuotekose yra:

• Riebalai/Alyvos/Teptukai (FOG) : Koncentracijos, viršijančios 100 mg/L.
• Smulkios kietosios dalelės : Dalelės, mažesnės nei 50 µm, kurias nuosėdų rezervuarai nepagauna.
• Kintamos apkrovos : Dažnai pasitaikančios pieno, farmacijos ir chemijos pramonėje.
  Įrenginiai, kurių patekančiojo skysčio TSS viršija 500 mg/L, pagal 2021 m. pramonės etaloną sumažino dumblo tvarkymo išlaidas 38 %. Operatoriai turėtų įvertinti emulguotas teršalų rūšis ir nuosėdų formavimosi gebą, kad nustatytų, ar DAF eksploatacijos išlaidos 500–800 USD/toną atitinka efektyvumo naudą.

Organinės apkrovos ir pagrindinių teršalų šalinimas naudojant oro plūdimą

BVP, ChemVP ir TSS mažinimas: DAF efektyvumo mechanizmai

Ištirusio oro flotacija (DAF) naikina nemaloniąsias organines teršalų rūšis, tokius kaip BOD, COD ir TSS, naudodama taip vadinamą mikroputų adheziją. Mažytės oro putos tiesiog prilimpa prie įvairių pakabinamųjų dalelių ir riebalų, keldamos jas į paviršių, kur jas galima nuskabyti. Pagal pastaraisiais metais atliktus tyrimus, paskelbtus atliekų valymo žurnaluose, šis procesas sumažina tai, kas patenka į biologinius reaktorius, apie 40–60 procentų. Kai DAF pašalina sudėtingus emulsinius aliejus ir mažas kietąsias daleles, ji iš tikrųjų padeda apsaugoti mikroorganizmus, dirbančius toliau technologiniu ciklu. Be šių slopinančių veiksnių, viskas skaidoma žymiai efektyviau, kas yra gera naujiena bet kuriam atliekų valymo įrenginio valdytojui.

Našumo matavimas: vidutiniškai 40–60 % sumažėjimas organinėje apkrovoje per DAF

DAF užtikrina nuolatinį pagrindinių parametrų sumažėjimą:

Šis ankstyvas pašalinimas padidina biologinės sistemos efektyvumą 20–30 %, sumažinant cheminės medžiagos suvartojimą ir dumblo tvarkymo išlaidas.

Atvejo tyrimas: pramoninės DAF sistemos našumas

Miesto valdyta valykla įdiegė DAF sistemą pramoniniams nuotekoms valdyti. Gauti rezultatai apima:

• 55 % mažesnis BPS kiekis naudojant DAF apdorojimą
• 40 % mažesnis membranų nešvarinimas toliau esančiose MBR vienetuose
• 22 % biogazo išeigos padidėjimas dėl stabilizuoto organinio krūvio

Šie rezultatai atspindi platesnes tendencijas, kai DAF padidina atsparumą kintamo debitų aplinkose.

Efektyvus aliejų, pakabinamųjų dalelių ir emulguotų teršalų šalinimas

Kaip DAF šalina aliejus, riebalus ir smulkias pakabinamąsias daleles

DAF sistemos šalina aliejus ir riebalus pritvirtindamos mikroputes (30–50 µm) prie hidrofobinių dalelių, sumažindamos jų tankį ir skatindamos plūdumą. Šis metodas pašalina 70–90 % emulguotų teršalų pramoninėse srautuose, taikydamasis į daleles, mažesnes nei 10 µm. Gautas plūdumas nuimamas su šluoste, neleidžiant aliejui patenkti į biologines apdorojimo stadijas.

Užkimšimo ir užterštumo prevencija tolesniuose biologiniuose procesuose

Sumažinus pakabintasias daleles 60–85 %, DAF sumažina biofilmų kaupimąsi ant membranų ir difuzorių. Filtrų atvirkštinio praplovimo dažnumas mažėja 35–50 %, tiesiogiai mažinant aeroacijos energijos suvartojimą. Be to, šlifavimo dalelių šalinimas 2–3 kartus sumažina siurblių dilimą, pailginant įrangos tarnavimo laiką aktyviojo dumblo sistemose.

Aukštų aliejų kiekio ir mikroorganizmų jautrumo subalansavimas biologiniuose reaktoriuose

Taikant oro flotaciją biologiniams reaktoriams, jie iš tikrųjų gali perdirbti nuo keturių iki šešių kartų didesnę aliejaus koncentraciją, vis dar išlaikydami svarbius nitrintančius bakterijas sveikas. Kai kurie lauko tyrimai parodė, kad vanduo, apdorotas DAF prieš patenkdamas į MBR sistemas, lemia geresnį COD šalinimo efektyvumą, paprastai pagerėjimą nuo 18 iki 22 procentų. Be to, pastebimai sumažėjo bjaurūs toksiško šoko atvejai, kurie kankina daugelį valymo įrenginių. Norint išlaikyti stabilų biogazo gamybą, operatoriai turi užtikrinti, kad aliejaus lygis po DAF apdorojimo būtų žemiau 50 mg/l. Tokiu atveju metano išeiga padidėja apie 15 %, kas bendrai reiškia sveikesnes mikroorganizmas ir geresnį atliekų srautų perdirbimą.

Apatinės eilės biologinio valymo efektyvumo ir stabilumo didinimas

Pagerinta proceso stabilumas ir valymo efektyvumas po DAF

Oro flotacija pašalina apie 40–60 procentų organinių medžiagų (tokių kaip BOD ir COD), taip pat apie 70–85 procentus visų plūduriuojančių dalelių dar prieš tai, kai nuotekos pasiekia bioreaktorius. Šis procesas labai padeda stabilizuoti mikroorganizmų veiklą, nes pašalina jiems kenksmingas medžiagas, tokius kaip aliejai ir sunkieji metalai, esantys vandenyje. Naujausias 2023 metais paskelbtas Water Environment Federacijos ataskaitoje buvo pateikta ir įdomi informacija: valymo įrenginiai, kurie naudojo DAF sistemas, pasiekė apie 92 % BOD šalinimo rodiklį (±3 %). Tai yra gana įspūdinga, jei lyginsime su objektais be šios technologijos, kurių efektyvumas buvo apie 18 % žemesnis. Kai sistemoje vyksta mažiau svyravimų, operatoriai gali geriau palaikyti tinkamą ištirpinto deguonies kiekį ir kontroliuoti dumblo sulaikymo trukmę. Šie veiksniai yra labai svarbūs siekiant gerų rezultatų tiek nitrikacijos procesuose, tiek fosforo šalinime iš nuotekų srauto.

Poveikis dumblų tvarkymui ir biogazo išeigai biologinėse sistemose

Pašalinus 550–800 mg/L TSS aukštupio kryptimi, DAF sumažina dumblo susidarymą antriniuose nuosėdų rinktuvoje 30–40 %. Tai lemia:

• 15–30 % mažesnį polimerų suvartojimą džiovinant
• 15–30 % didesnį biogazo išeigą dėl padidėjusios organinės pirminio dumblo dalies
• 20 % ilgesnį membranų tarnavimo laiką MBR įrenginiuose

Stabilus organinis krūvis taip pat neleidžia valgyti-peralkti ciklų anaerobiniuose sufermentuose, palaikant kasdienį metano išmetimą ±7 % ribose – tai ženkliai geriau nei ±22 % svyravimas nenaudojant DAF sistemose.

DUK

Kas yra oru prisotintas plūduriavimas (DAF)?

DAF yra vandens valymo procesas, kurio metu pašalinami suspenduoti nešvarumai, aliejai ir kitos priemaišos, į atliekamąjį vandenį tiekiant slėgiamą orą, kad būtų sukurta mikroputų.

Kodėl DAF pirminis apdorojimas būtinas biologinėms valymo sistemoms?

DAF pirminis apdorojimas sumažina smūgines apkrovas biologinėms sistemoms, stabilizuoja jas ir pagerina organinių teršalų šalinimą, taip padidindamas bendrą efektyvumą.

Kiek veiksmingas DAF organinės apkrovos ir teršalų šalinimui?

DAF nuolat užtikrina BVP, COD ir TSS mažėjimą 40–60 %, sumažinant dumblą ir gerinant biologinio valymo efektyvumą.

Kurios pramonės šakos dažnai naudoja DAF sistemas?

DAF sistemos plačiai naudojamos tokiose pramonės šakose kaip pieno, farmacijos, chemijos ir maisto perdirbimo dėl jų gebėjimo tvarkyti kintamas apkrovas bei didelę riebalų, aliejų ir tepalų koncentraciją.

Kaip DAF veikia dumblų tvarkymą ir biogazo išeigą?

DAF sumažina dumblų susidarymą 30–40 % ir padidina biogazo išeigą, gerindama organinį turinį dumble ir stabilizuodama apkrovos ciklus.