Как машины для растворенного воздушного флотационного разделения (DAF) помогают удалить взвешенные твердые частицы

Многие руководители в области инженерной экологии и менеджеры заводских станций очистки сточных вод отмечают значительные пробелы в эффективности после замены отстойников гравитационного типа на установки растворённого воздушного флотационного (DAF) метода. Крупный завод по производству напитков пять лет назад использовал традиционные бетонные отстойники для предварительной очистки сточных вод. Каждые три рабочих дня на дне резервуара накапливалось большое количество взвешенных частиц фруктовой мякоти и жира, что требовало участия двух штатных работников, входивших внутрь резервуара для удаления осадка. Значение взвешенных веществ на выходе зачастую превышало местные нормативы сброса в часы пиковой производственной нагрузки, что регулярно вызывало уведомления об устранении нарушений со стороны органов экологического надзора. После внедрения полностью автоматизированного флотационного оборудования DAF стабильность удаления взвешенных веществ значительно повысилась, а частота очистки осадка сократилась до одного раза в две недели без необходимости ручного входа персонала в резервуар. Другая станция по очистке сточных вод от животноводческих хозяйств сталкивалась с нестабильным качеством воды из-за мелких взвешенных частиц навоза; гравитационный метод разделения не позволял улавливать мельчайшие коллоидные примеси, тогда как соответствующая микропузырьковая система DAF удерживала более 90 % взвешенных загрязняющих веществ в слое всплывающего шлама. Эти многолетние операционные данные, полученные непосредственно на объектах, однозначно подтверждают, что установки DAF обеспечивают значительно более надёжное удаление взвешенных веществ по сравнению с традиционными отстойными сооружениями.

Основной рабочий принцип, обеспечивающий эффективное удаление взвешенных твердых частиц с помощью оборудования DAF, основан на трех последовательных этапах циркуляции под давлением. Во-первых, часть очищенной выходной воды нагнетается в резервуар растворения воздуха под давлением 0,3–0,5 МПа для полного растворения молекул воздуха и формирования насыщенной растворенной воды. Во-вторых, насыщенная вода проходит через специальные редукционные клапаны внутри флотационной камеры; резкое падение давления приводит к образованию равномерных микропузырьков диаметром от 20 до 50 мкм. Микропузырьки обладают чрезвычайно большой удельной поверхностью и низкой скоростью всплытия, что обеспечивает их полное столкновение с взвешенными частицами в сточных водах. В-третьих, после добавления коагулянтов PAC и флокулянта PAM рассеянные взвешенные твердые частицы агломерируются в плотные хлопья, а микропузырьки прикрепляются к поверхности хлопьев, образуя легкие композитные образования, которые быстро всплывают на поверхность воды. Автоматические скребковые системы непрерывно удаляют плавающий шлак, содержащий концентрированные взвешенные вещества, в то время как очищенная вода выходит через нижний сборный канал и поступает в последующие биохимические блоки очистки. Каждое звено процесса спроектировано специально для удаления мелких, трудно отделяемых взвешенных частиц, которые не могут быть уловлены при осаждении под действием силы тяжести.

Единые международные коды сброса сточных вод и национальные нормативы проектирования городских канализационных систем устанавливают достоверные и авторитетные оценочные стандарты производительности устройств для удаления взвешенных веществ методом растворённого воздуха (DAF). Документы ЕС по контролю за сбросом промышленных сточных вод устанавливают обязательные верхние пределы содержания взвешенных веществ в стоках после флотационной подготовки, требуя от сертифицированного оборудования DAF поддерживать стабильную эффективность удаления выше 85 % при изменяющемся расходе воды. Национальный стандарт GB50014 «Проектирование наружных канализационных сетей» рекомендует микропузырьковую флотацию в качестве предварительного этапа обработки сточных вод с высоким содержанием взвешенных веществ. Ведущие исследователи в области инженерной экологии публикуют отраслевые испытательные отчёты, в которых отмечают, что сертифицированные устройства DAF успешно проходят 72-часовое непрерывное испытание при колеблющемся объёме поступающей воды для подтверждения стабильной эффективности улавливания взвешенных веществ (SS). Независимые институты по сертификации водоподготовительного оборудования проводят полномасштабные испытания на старение всей флотационной камеры, чтобы подтвердить стабильность генерации микропузырьков и непрерывность автоматического удаления шлама в качестве ключевых критериев соответствия. Все стандартизированные испытательные данные устраняют субъективные искажения при выборе оборудования, обусловленные исключительно сравнением внешнего вида аппаратов.

Технология флотации с использованием микропузырьков DAF обеспечивает целенаправленное удаление взвешенных твёрдых частиц из сточных вод различных промышленных и муниципальных источников. Сточные воды пищевой и напитковой промышленности содержат взвешенные частицы крахмала, пульпы и жиров; регулируемое давление растворения воздуха позволяет генерировать микропузырьки соответствующего размера, полностью охватывающие лёгкие органические хлопья. Сточные воды животноводческих комплексов содержат мелкодисперсные коллоиды навоза и взвешенные белковые вещества; медленное всплытие пузырьков предотвращает разрушение хлопьев и повышает эффективность их улавливания. Бытовые сточные воды муниципального значения, содержащие волокна и бытовые твёрдые частицы, обрабатываются в крупногабаритных установках DAF, способных справляться с большими часовым колебаниями объёма поступающей воды. Сточные воды полиграфической и лакокрасочной промышленности, содержащие взвешенные красочные осадки, обрабатываются в установках DAF с герметичными системами растворения воздуха для предотвращения выброса летучих веществ. Для каждой отрасли, характеризующейся особыми свойствами взвешенных твёрдых частиц, требуется лишь незначительная корректировка параметров — давления в воздушном насосе и расхода реагентов — для достижения нормативных показателей по содержанию взвешенных веществ в очищенной воде, что делает установки DAF универсальным и высокоэффективным оборудованием предварительной очистки.

Предприятия и муниципальные очистные сооружения, использующие оборудование для предварительной обработки взвешенных веществ методом растворённого воздуха (DAF), получают измеримые совокупные экономические преимущества на протяжении всего срока службы оборудования. Компактная интегрированная конструкция DAF позволяет значительно сократить капитальные затраты на строительство отстойников и сэкономить площадь земельного участка, занимаемого очистными сооружениями. Концентрированный плавающий шлам снижает общий объём осадка почти наполовину по сравнению с осадком, образующимся на дне отстойника, что ежемесячно уменьшает расходы на обезвоживание и вывоз осадка. Стабильная задержка взвешенных веществ защищает последующие мембранные биореакторы (MBR) и загрузку биологических реакторов от забивания мелкими частицами, продлевая срок службы компонентов последующих ступеней очистки и снижая трудозатраты на техническое обслуживание. Статистика многолетней эксплуатации очистных сооружений показывает, что дополнительные закупочные затраты на стандартные установки DAF полностью окупаются в течение восемнадцати месяцев за счёт экономии на земельных участках, осадке и техническом обслуживании последующего оборудования. Стабильные показатели очищенной воды на выходе также позволяют избежать штрафов за превышение допустимых концентраций взвешенных веществ при сбросе сточных вод в периоды пиковой производственной нагрузки.

Стабильные поставки полностью автоматических микропузырьковых флотационных машин DAF в комплекте с вспомогательными дозирующими системами обеспечиваются за счёт полноценной самостоятельной научно-исследовательской и опытно-конструкторской деятельности в области очистки воды и стандартизированного массового производства. Компания EV обладает более чем десятилетним профессиональным опытом производства экологического оборудования и предлагает полную линейку продукции, включающую флотационные установки DAF, автоматические дозирующие устройства для PAC и PAM, интегрированные очистные сооружения на основе мембранно-биореакторов (MBR) и установки обезвоживания осадка. Все флотационные установки DAF оснащены контактными конструкциями из полностью нержавеющей стали и полностью автоматизированными системами управления, прошедшими полный цикл международной сертификации для экспорта до отгрузки с завода. Техническая команда обеспечивает комплексное обслуживание на всех этапах жизненного цикла: анализ сточных вод и качества воды, проектирование флотационной камеры с учётом индивидуальных требований заказчика, пусконаладочные работы и техническое сопровождение на месте, а также удалённую диагностику и устранение неисправностей в послепродажный период. Компания реализовала инженерное сотрудничество более чем в пятидесяти странах мира в рамках проектов по очистке сточных вод в пищевой промышленности, животноводстве и муниципальных системах водоснабжения и водоотведения. Гибкие решения — как в виде отдельных единиц оборудования, так и в виде полных технологических линий под ключ — адаптируются под потребности малых заводских очистных сооружений и крупных муниципальных централизованных станций очистки сточных вод с различными концентрациями взвешенных веществ.