เครื่องลอยตัวด้วยอากาศที่ละลาย (DAF) ช่วยกำจัดของแข็งแขวนลอยได้อย่างไร

หัวหน้างานวิศวกรรมสิ่งแวดล้อมและผู้จัดการสถานีบำบัดน้ำเสียในโรงงานหลายรายพบช่องว่างด้านประสิทธิภาพที่ชัดเจนหลังเปลี่ยนถังตกตะกอนแบบแรงโน้มถ่วงเป็นเครื่องลอยตัวด้วยอากาศละลาย (DAF) โรงงานผลิตเครื่องดื่มแห่งหนึ่งใช้ถังตกตะกอนคอนกรีตแบบดั้งเดิมสำหรับการบำบัดเบื้องต้นน้ำเสียมาเป็นเวลาห้าปี ซึ่งมีเศษเนื้อผลไม้แขวนลอยและไขมันสะสมจำนวนมากที่ก้นถังทุกสามวันทำการ จึงจำเป็นต้องใช้พนักงานเต็มเวลาสองคนเข้าไปทำความสะอาดตะกอนภายในถังเป็นประจำ ค่าของแข็งแขวนลอยที่ปล่อยออกมามักเกินขีดจำกัดท้องถิ่นสำหรับการปล่อยน้ำเสียในช่วงเวลาที่มีการผลิตสูงสุด ส่งผลให้ได้รับหนังสือแจ้งให้ปรับปรุงจากหน่วยงานกำกับดูแลด้านสิ่งแวดล้อมอย่างสม่ำเสมอ หลังติดตั้งอุปกรณ์ลอยตัวด้วยอากาศละลาย (DAF) แบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบ ความเสถียรในการกำจัดของแข็งแขวนลอยดีขึ้นอย่างมาก และความถี่ในการทำความสะอาดตะกอนลดลงเหลือเพียงครั้งละสองสัปดาห์ โดยไม่จำเป็นต้องส่งพนักงานเข้าไปในถังอีกต่อไป อีกหนึ่งสถานีบำบัดน้ำเสียจากฟาร์มเลี้ยงสัตว์ประสบปัญหาน้ำที่มีคุณภาพไม่คงที่ เนื่องจากอนุภาคของมูลสัตว์ที่มีขนาดเล็กมาก ซึ่งกระบวนการแยกด้วยแรงโน้มถ่วงไม่สามารถจับสารคอลลอยด์ที่มีขนาดเล็กจิ๋วเหล่านี้ได้ แต่ระบบไมโครบับเบิลแบบ DAF ที่ออกแบบมาเฉพาะสามารถจับสิ่งสกปรกแขวนลอยได้มากกว่าร้อยละเก้าสิบในชั้นตะกอนลอยที่เกิดขึ้น บันทึกการดำเนินงานบำบัดน้ำเสียจริงในระยะยาวเหล่านี้พิสูจน์อย่างชัดเจนว่าเครื่อง DAF ให้ผลลัพธ์ในการกำจัดของแข็งแขวนลอยที่เชื่อถือได้มากกว่าโครงสร้างถังตกตะกอนแบบดั้งเดิมอย่างมีนัยสำคัญ

หลักการทำงานหลักที่ทำให้อุปกรณ์ DAF สามารถจับอนุภาคแขวนลอยได้อย่างมีประสิทธิภาพ อาศัยขั้นตอนการไหลเวียนภายใต้ความดันสามขั้นตอนที่ดำเนินต่อเนื่องกัน ขั้นตอนแรก น้ำที่ผ่านการกรองบางส่วนแล้วจะถูกสูบเข้าสู่ถังละลายอากาศภายใต้ความดัน 0.3 ถึง 0.5 เมกะพาสคาล เพื่อให้โมเลกุลของอากาศละลายอย่างสมบูรณ์และเกิดเป็นน้ำที่มีอากาศละลายอยู่อย่างอิ่มตัว ขั้นตอนที่สอง น้ำที่อิ่มตัวด้วยอากาศจะไหลผ่านวาล์วปล่อยแรงดันพิเศษภายในห้องแยกสารลอยตัว ซึ่งการลดแรงดันอย่างรวดเร็วจะก่อให้เกิดฟองไมโครขนาดสม่ำเสมอที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางระหว่างยี่สิบถึงห้าสิบไมครอน ฟองเล็กๆ เหล่านี้มีพื้นที่ผิวเฉพาะที่กว้างมากเป็นพิเศษ และมีอัตราการลอยตัวช้า จึงสามารถชนกับอนุภาคแขวนลอยในน้ำเสียได้อย่างทั่วถึง ขั้นตอนที่สาม หลังจากเติมสารช่วยตกตะกอน PAC และ PAM แล้ว อนุภาคแขวนลอยที่กระจัดกระจายจะรวมตัวกันเป็นฝุ่นตะกอนที่แน่นหนา จากนั้นฟองไมโครจะยึดเกาะผิวของฝุ่นตะกอนเหล่านี้ จนเกิดเป็นมวลผสมที่มีความหนาแน่นต่ำ ซึ่งลอยตัวขึ้นสู่ผิวน้ำอย่างรวดเร็ว ระบบเครื่องขูดสไลด์อัตโนมัติจะขูดสิ่งสกปรกที่ลอยอยู่ซึ่งมีสารแขวนลอยเข้มข้นออกอย่างต่อเนื่อง ในขณะที่น้ำที่ผ่านการบำบัดแล้วจะไหลออกทางช่องรับน้ำบริเวณฐานของถังเพื่อเข้าสู่หน่วยบำบัดทางชีวเคมีขั้นต่อไป ทุกขั้นตอนถูกออกแบบมาเพื่อกำจัดสารแขวนลอยขนาดเล็กที่แยกออกจากน้ำได้ยาก ซึ่งไม่สามารถตกตะกอนด้วยแรงโน้มถ่วงได้

รหัสการปล่อยน้ำเสียระดับนานาชาติที่เป็นมาตรฐานเดียวกัน และข้อกำหนดการออกแบบน้ำเสียจากเมืองในประเทศ ได้จัดทำมาตรฐานการประเมินที่น่าเชื่อถือและมีอำนาจในการวัดประสิทธิภาพของระบบ DAF ในการกำจัดสารแขวนลอย ขณะที่เอกสารควบคุมการปล่อยน้ำเสียจากภาคอุตสาหกรรมของสหภาพยุโรป (EU) กำหนดค่าจำกัดสูงสุดของสารแขวนลอยสำหรับน้ำที่ปล่อยออกหลังการบำบัดเบื้องต้นด้วยกระบวนการลอยตัว (flotation) อย่างเป็นทางการ ซึ่งระบุให้อุปกรณ์ DAF ที่ผ่านการรับรองต้องรักษาประสิทธิภาพในการกำจัดสารแขวนลอยให้คงที่ไว้ไม่ต่ำกว่าร้อยละแปดสิบห้า แม้ภายใต้สภาวะการไหลของน้ำที่เปลี่ยนแปลงไป ทั้งนี้ มาตรฐานการออกแบบระบบระบายน้ำภายนอกแห่งชาติ GB50014 ได้ระบุกระบวนการลอยตัวแบบไมโครบับเบิล (microbubble flotation) เป็นกระบวนการบำบัดเบื้องต้นที่แนะนำสำหรับน้ำเสียที่มีสารแขวนลอยสูง นักวิจัยด้านวิศวกรรมสิ่งแวดล้อมชั้นนำได้เผยแพร่รายงานผลการทดสอบอุตสาหกรรม ซึ่งชี้ว่าอุปกรณ์ DAF ที่ผ่านการรับรองสามารถผ่านการตรวจสอบประสิทธิภาพการจับจับสารแขวนลอย (SS) อย่างต่อเนื่องเป็นเวลาเจ็ดสิบสองชั่วโมงภายใต้สภาวะปริมาณน้ำที่เปลี่ยนแปลงได้ สถาบันตรวจสอบอุปกรณ์ด้านน้ำจากบุคคลที่สามได้ดำเนินการทดสอบความทนทานของห้องลอยตัวทั้งหมด (full flotation chamber aging tests) เพื่อยืนยันความเสถียรของการสร้างไมโครบับเบิลและความต่อเนื่องของการขูดคราบสิ่งสกปรกอัตโนมัติ ซึ่งถือเป็นตัวชี้วัดสำคัญในการรับรองคุณสมบัติของอุปกรณ์ ข้อมูลการทดสอบที่ได้จากมาตรฐานทั้งหมดนี้ช่วยขจัดอคติเชิงวิจารณ์ในการเลือกอุปกรณ์ที่เกิดจากการเปรียบเทียบเพียงแค่รูปลักษณ์ภายนอกของเครื่องเท่านั้น

เทคโนโลยีการลอยตัวด้วยไมโครบับเบิลของ DAF มอบโซลูชันที่มุ่งเป้าหมายในการกำจัดของแข็งแขวนลอยสำหรับน้ำเสียอุตสาหกรรมและน้ำเสียจากชุมชนประเภทหลักหลายประเภท น้ำเสียจากอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่มมีอนุภาคแขวนลอย เช่น เยื่อแป้งและไขมัน ซึ่งสามารถปรับความดันการละลายอากาศให้เหมาะสมเพื่อสร้างไมโครบับเบิลที่มีขนาดสอดคล้องกัน ทำให้ห่อหุ้มฟลอกอินทรีย์ที่มีน้ำหนักเบาได้อย่างสมบูรณ์ น้ำเสียจากการเลี้ยงสัตว์มีคอลลอยด์มูลสัตว์และสารแขวนลอยโปรตีนที่มีขนาดเล็กมาก การใช้ฟองอากาศที่ลอยขึ้นด้วยความเร็วต่ำช่วยป้องกันไม่ให้ฟลอกแตกตัว จึงเพิ่มอัตราการจับอนุภาคได้ น้ำเสียจากครัวเรือนในเขตเมืองที่ปนปนด้วยเส้นใยและเศษขยะจากครัวเรือน ใช้รุ่น DAF แบบห้องขนาดใหญ่เพื่อรองรับการเปลี่ยนแปลงของอัตราการไหลของน้ำต่อชั่วโมงที่มีความผันผวนสูง น้ำเสียจากอุตสาหกรรมการพิมพ์และการเคลือบผิวที่มีตะกอนสีแขวนลอย ใช้โครงสร้างการละลายอากาศแบบปิดเพื่อป้องกันไม่ให้สารระเหยไหลออก น้ำเสียแต่ละประเภทในอุตสาหกรรมที่มีลักษณะของแข็งแขวนลอยต่างกัน จำเป็นเพียงแค่ปรับพารามิเตอร์เล็กน้อย เช่น ความดันปั๊มลมและอัตราการจ่ายสารเคมี เพื่อให้บรรลุค่ามาตรฐานของของแข็งแขวนลอยที่ปล่อยทิ้งได้ ทำให้เครื่อง DAF เป็นอุปกรณ์บำบัดขั้นต้นที่มีความยืดหยุ่นสูงและใช้งานได้หลากหลาย

องค์กรและสถานีบำบัดน้ำเสียของเทศบาลที่ใช้อุปกรณ์บำบัดเบื้องต้นสำหรับของแข็งลอยตัวแบบ DAF ได้รับประโยชน์ทางเศรษฐกิจสะสมที่วัดค่าได้ตลอดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ทั้งระบบ โครงสร้างแบบบูรณาการที่มีขนาดกะทัดรัดของระบบ DAF ช่วยลดการลงทุนด้านงานก่อสร้างถังตกตะกอนได้อย่างมาก และประหยัดพื้นที่โรงงานที่ใช้ในการติดตั้งอุปกรณ์ คราบสิ่งสกปรกที่ลอยตัวขึ้นมาอยู่รวมกันในบริเวณผิวน้ำทำให้ปริมาตรของตะกอนทั้งหมดลดลงเกือบครึ่งหนึ่งเมื่อเทียบกับตะกอนที่ตกสะสมที่ก้นถังตกตะกอน ส่งผลให้ค่าใช้จ่ายในการกำจัดน้ำออกจากตะกอนและค่าใช้จ่ายในการขนส่งตะกอนออกไปภายนอกลดลงทุกเดือน การดักจับของแข็งลอยตัวอย่างมีเสถียรภาพยังช่วยปกป้องส่วนประกอบขั้นตอนต่อเนื่อง เช่น ระบบ MBR และตัวกรองในถังปฏิกิริยาชีวภาพจากปัญหาการอุดตันโดยอนุภาคขนาดเล็ก ซึ่งยืดอายุการใช้งานของส่วนประกอบขั้นตอนหลังและลดแรงงานที่ใช้ในการบำรุงรักษา สถิติการดำเนินงานของสถานีบำบัดน้ำเสียเป็นเวลาหลายปีแสดงให้เห็นว่า ต้นทุนเพิ่มเติมจากการจัดซื้อเครื่อง DAF มาตรฐานสามารถคืนทุนได้ครบถ้วนภายใน 18 เดือน ผ่านการประหยัดค่าใช้จ่ายด้านพื้นที่ ค่าใช้จ่ายด้านการจัดการตะกอน และค่าใช้จ่ายด้านการบำรุงรักษาอุปกรณ์ขั้นตอนหลัง นอกจากนี้ ค่าพารามิเตอร์น้ำทิ้งที่คงที่ยังช่วยหลีกเลี่ยงความสูญเสียจากการถูกปรับทางด้านสิ่งแวดล้อมอันเนื่องมาจากการปล่อยของแข็งลอยตัวเกินมาตรฐานในช่วงที่มีการผลิตสูงสุด

การจัดหาเครื่องลอยตัวแบบไมโครบับเบิล DAF แบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบอย่างต่อเนื่อง ซึ่งมาพร้อมระบบควบคุมการเติมสารเคมีแบบครบวงจร ขึ้นอยู่กับความสามารถในการวิจัยและพัฒนาด้านการบำบัดน้ำอย่างเป็นอิสระทั้งระบบ และความสามารถในการผลิตจำนวนมากตามมาตรฐานที่กำหนดไว้ EV มีประสบการณ์ในการผลิตอุปกรณ์สิ่งแวดล้อมเชิงมืออาชีพมากกว่าสิบปี โดยมีผลิตภัณฑ์ครบทุกประเภท ครอบคลุมทั้งหน่วยลอยตัวแบบ DAF, เครื่องเติมสาร PAC และ PAM อัตโนมัติ, อุปกรณ์บำบัดน้ำเสียแบบรวม (MBR), และอุปกรณ์แยกน้ำออกจากตะกอน เครื่องลอยตัวแบบ DAF ทั้งหมดใช้วัสดุโครงสร้างที่สัมผัสกับน้ำทำจากสแตนเลสทั้งหมด และระบบควบคุมแบบเชื่อมโยงอัตโนมัติทั้งระบบ ซึ่งผ่านการรับรองมาตรฐานการส่งออกสากลครบถ้วนก่อนส่งมอบจากโรงงาน ทีมงานด้านเทคนิคให้บริการแบบครบวงจร ได้แก่ การวิเคราะห์คุณภาพน้ำเสีย การออกแบบขนาดของห้องลอยตัวให้เหมาะสมกับความต้องการเฉพาะ การติดตั้งและเดินระบบในสถานที่จริง รวมถึงการให้บริการแก้ไขปัญหาหลังการขายระยะไกล ทั้งนี้ บริษัทได้ดำเนินโครงการความร่วมมือด้านวิศวกรรมกับลูกค้าในกว่าห้าสิบประเทศทั่วโลก ครอบคลุมโครงการด้านอาหาร การเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ และการบำบัดน้ำขององค์กรปกครองส่วนท้องถิ่น ทั้งนี้ สามารถปรับแต่งโซลูชันได้ทั้งแบบหน่วยเดี่ยวหรือแบบสายการผลิตแบบครบวงจร เพื่อรองรับสถานีบำบัดน้ำเสียของโรงงานขนาดเล็ก ไปจนถึงโรงบำบัดน้ำเสียขนาดใหญ่ขององค์กรปกครองส่วนท้องถิ่น ซึ่งมีความต้องการแตกต่างกันในเรื่องความเข้มข้นของแข็งลอยตัว