Havoli floatatsiya nima va suvni tozalashda qanday ishlaydi?

Erigan havo Havo qo'yish mashinasi : Tamoyillari va mexanizmlari

Suvni ajratishdagi havoli floatatsiyaning asosiy tamoyillari

Suvni havo bilan to'ldirish, odatda DAF deb ataladigan, noqulay suvlar va emulgirovka qilingan moylarni maydaroq havo pufakchalari orqali yuqoriga ko'tariladigan ifloslanishlarni ajratish orqali ajratib tashlash asosida ishlaydi. Oddiy og'irlik ajratishdan farqi nimada? Aslida DAF siqilgan havoni bosim ostida suvga eritadi, bu esa taxminan 40 dan 70 mikrongacha bo'lgan juda maydaroq pufakchalar hosil qiladi. Flotatsiya rezervuariga chiqarilganda, ushbu mikroskopik pufakchalar uchrashgan zarrachalarga yopishadi. Bu hodisaning asosida adsorbsiya jarayonlari hamda zaryad neytrallash effektlari yotadi, ya'ni pufakchalarni ifloslanishlarga tortuvchi kichik magnitlar singari ishlashi ta'minlanadi. Birgalikda ko'tarilganda, ular sirtida operatorlar osonlikcha yuzadan olib tashlay oladigan loy qatlamini hosil qiladi. Ushbu tizim ikki xil usulda sozlanadi. Bir usuli — 30 dan 90 psi oralig'idagi bosimda aylanish orqali havo kiritish, bunda havo boshqa yon oqimga kirib, rezervuar ichida tinchlik saqlanadi. Ikkinchi usul to'liq oqimni siqishdir, unda havo bevosita keluvchi noqulay suv oqimiga kiritiladi. Sanoat yetakchilari mazkur ikkala usulni ham vaqt o'tishi bilan takomillashtirib, aksariyat tizimlarni amaliyotda sanoat sohasida moy va yog'larning 85% dan deyarli 95% gacha bo'lgan qismini olib tashlash imkonini yaratdi.

DAFda mikrobug'or hosil bo'lishi va zarralarga birikish

DAFning samarali ishlashi maqsadli zarralar bilan maksimal aloqani ta'minlovchi mikrobug'orlarni yaratishga bog'liq. Silliq idishlar havo aralashmasini 60-90 psi bosim ostida suvga eritadi va so'ngra flotatsiya kamerada bosim pasayganda millionlab pufakchalarni chiqarib yuboradi. Pufakcha-zarracha birikishi uchta mexanizm orqali amalga oshiriladi:

• Cho'kish : Ko'tarilayotgan pufakchalar va suyuq holda turibdigan qattiq jismlar o'rtasidagi to'qnashuvlar
• Adsorbsiya : Pufakchalar hamda koagulyant bilan ishlangan zarrachalar orasidagi elektr zaryad tortishishi
• Qamalish : Flok tuzilmalari ichiga jismlarning fizik usulda qamalishi

Optimal pufakcha hajmi (50-80 µm) katta pufakchalarga nisbatan (100 µm dan ortiq) birikish tezligini 25% ga oshiradi va DAF tizimlarining 2-5 µm gacha bo'lgan zarralarni olib tashlash imkonini beradi — bu an'anaviy cho'kishdan uch baravar samaraliroq.

Silliq, markazlashtirish va pufakcha hosil bo'lish jarayoni

DAF tizimlari hajm jihatidan 8-12% havoni uchta bosqichli jarayon orqali eritadi:

1. Bosim yaratish : 4-6 bar bosim ostida suv-havo aralashmasi saqlash rezervuariga kiradi
2. Gazlanish : Bosimni pasaytirish aralashmadagi mikrokopchalar hosil bo'lishini boshlaydi
3. O'sish : Ko'tarilish paytida kablar 70-120 µm gacha kengayadi

Saturator ichida 65-75 psi bosimni saqlash gaz zichligini 18% ga oshiradi, bu yuqori yuklangan oqova suvlarni (≥800 mg/L TSS) tozalash uchun muhim. Bunday nazorat qilinadigan gazlanish 150 µm dan kattaroq noaniq hajmdagi kabchalar hosil qiluvchi erigan gazli flotatsiya (DGF) usuliga qaraganda samaraliroq.

Nima uchun DAF og'irlikka asoslangan cho'kishdan yaxshiroq ishlaydi

Mikropufak fizikasini optimallashtirilgan flok hosil bo'lish bilan birlashtirish cho'kindini cho'ktirishga qaraganda havo flotatsiyasi jarayonida ajratish tezligini 85% ga tezlashtiradi, ayniqsa, suv o'tlaridagi yoki yog' tomchilaridagi past zichlikdagi zarralar uchun. Oziq-ovqat ishlab chiqarish chiqindi suvlarini tozalashda induktsiyalangan gazli flotatsiya (IGF) tizimlariga nisbatan kimyoviy moddalardan foydalanishni sanoat ma'lumotlari 40% kamaytirishini tasdiqlaydi.

Havo flotatsiya mashinasining asosiy komponentlari va tizim dizayni

Samolyotlarni samarali suzish tizimlari uchta asosiy komponentning muvofiqlikda ishlashiga tayanadi: suzish rezervuari, havo to'yinganlik bloki va yuzovchi tizimi. Har biri operatsion samaradorlikni saqlab turish bilan bir vaqtda zarrachalarni olib tashlash darajasini oshirishda alohida rol o'ynaydi.

Suzish rezervuarining konfiguratsiyasi va gidravlik yuklanishi

Suyutirish tankining shakli bir vaqtda qancha suvni ushlashini, ya'ni gidravlik yuklanish tezligini bevosita ta'sir qiladi. Bafflar to'g'ri joylashtirilgan bo'lsa, to'rtburchak yoki aylana shaklidagi rezervuarlar aralashuv hosil qilmasdan, balki tekis suv harakatini ta'minlaydi. Aksariyat mutaxassislarning tavsiyasi shundan iboratki, bu yuklanish tezligi daqiqaiga kvadrat futga 3 dan 5 gallon oralig'ida bo'lishi kerak. Bu oraliq tizimda oqishni saqlab turib, barqaror ajratish natijalarini beradi. Biroq operatorlar bu ko'rsatkichlarni oshirsalar, tezda muammolarga duch keladilar. Havo pufakchalari juda erta vujudga keladi va natijada tizim suvdan osilgan zarralarni keragidek olib tashlamay qoladi. Ayrim sinovlar buni sodir bo'lganda olib tashlash samaradorligi taxminan chorak qismga pasayishini ko'rsatadi.

Havo to'yinganligi bloki: To'yinishni samaradorligini maksimal darajaga oshirish

Bosim ostidagi havo to'yinganlik birligi suvga havoni eritadi 50-70 psi , diametri 30-50 µm bo'lgan mikrokoplamalarni hosil qiladi — gidrofob zarrachalarga birikish uchun ideal. Ilg'or to'ldirgichlar 70-80% havo eritish samaradorligini ko'p bosqichli aylanma tizim orqali saqlaydi, 200% yaxshilanish bitta o'tkazilish dizaynlariga nisbatan. Harorat quyidan 25°C kabinkaning barqarorligini yanada oshiradi, flotatsiya davomida ulanishni oldini oladi.

Skeymer Tizimlari va Samarali Loyni Olib Tashlash

Sozlanadigan tezlikdagi skeymer poyaklari suzib yuruvchi loy qatlamlarini 95-98% namlik bilan olib tashlaydi , quyidagi drenaj xarajatlarini kamaytirishga yordam beradi. Sinxron pog'ona aylanishi (2-5 aylanish/daqiqa) tark etilgan suvni bezovta qilmasdan doimiy olib tashlashni ta'minlaydi. O'zgaruvchan burchakli ikki qirg'ichli skimmerlar bir donali konfiguratsiyalarga nisbatan 18% yuqori loyni ushlash darajasini qo'lga kiritish imkonini beradi.

Ushbu komponentlarni optimallashtirish orqali zamonaviy havo flotatsiya mashinalari turli sanoat sohalarida 90-95% TSS olib tashlash natijasiga erishadi — bu yuqori sheriguvchanlikdagi ilovalarda an'anaviy og'irlik clarifierlariga qaraganda 35% samaradorlik orttirish hisoblanadi.

Kimyoviy oldindan tuzatish: Koagulyatsiya, flokulyatsiya va flok optimallashtirish

DAF ishlashida koagulyantlar va flokulyantlarning roli

Koagulyantlar ishlay boshlaganda, suyuqlikda osilgan zarralarning atrofida bo'lgan shovqinli elektr zaryadlarini bekor qiladi. Bu kolloidli aralashmalarning barqarorligini buzadi va hammasi biz yaxshi biladigan mayda floklar hosil bo'lishiga olib keladi. Alyuminiy sulfat (odatda alyum deb ataladi) va ruxsatli xlorid kabi an'anaviy moddalar juda uzoq vaqt davomida inorganik variant sifatida ushbu zaryadni neytrallash jarayoni orqali nozik qattiq jismlarni o'ziga jalb qilib kelmoqda. Mikroflok biriktirish boshlangandan so'ng, endi flokulyantlarning navbatidir. Ushbu sun'iy polimerlar kichik floklarni katta guruhlar bilan bog'laydigan kichik ko'priklar vazifasini bajaradi, bu esa ularni tozalash paytida yaxshiroq suzilishini ta'minlaydi. Ba'zi odamlar hozirda o'simlik ekstraktlaridan tayyorlangan tabiiy alternativlarga murojaat qilishmoqda. Ular aslida zarralarni an'anaviy usullarga nisbatan taxminan 85 dan 92 foizgacha o'xshash tezlikda olib tashlaydi, lekin 30% kamroq loy qoldiradi. Koagulyant mahsulotlarining aksariyati suvning pH darajasi 5,4 dan 7,4 gacha bo'lganda eng yaxshi ishlaydi. Sovuq ob-havo? Bu yerda reaktsiyalar uchun yomon, chunki past harorat hamma narsani sekinlashtiradi, bu samaradorlik muhim bo'lganda yaxshi emas.

Flokk hajmi zarrachalar-pufakchalar birlashishiga qanday ta'sir qiladi

Flokk hajmi DAF tizimlarining samaradorligida katta rol o'ynaydi. Zarrachalar taxminan 10 dan 100 mikrongacha bo'lgan paytda, ular sirt maydonda bir-biriga to'qnashish ehtimoli ko'proq bo'lgani uchun, mikropufakchalarga taxminan 70% yaxshiroq birlashadi. Lekin flokk hajmi juda katta, masalan, 500 mikrondan ortiq bo'lib qolganida, ular yaxshi suzmaydi va gidravlik jihatdan tizimga kuchli yuk tushganda, oson ajralib ketadi. Shu sababli ham operatorlar aralashtirish tezligi hamda koagulyant miqdorini shunday sozlashlari kerakki, flokk hajmi 50 dan 300 mikrongacha bo'lgan 'oltin zona'da saqlansin. Buni to'g'ri bajarganda, ko'pgina korxonalarning suv tarkibidagi yog'lar va moylarni 95% gacha yo'qotish imkoniyati bo'ladi. Ko'plab ob'ektlar endi kir malinning haqiqiy vaqt rejimida nazorat qilinishi orqali flokulyant dozalarini o'zgartirishni qo'llashmoqda, bu esa keluvchi suv tarkibi kun sayin o'zgarsa ham, jarayonlarni silliq boshqarishga yordam beradi.

Oldini olish kimyoviy moddalarini yaxshilash havo flotatsiya qurilmasi ishlashini maksimal darajada oshiradi hamda kimyoviy moddalardan foydalanish va ekspluatatsion xarajatlarni minimal darajaga tushiradi.

DAF jarayonini boshqarish: Oqimdan chiqishni optimallashtirishgacha bo'lgan davr

DAF suvni tozalash jarayonining bosqichma-bosqich oqimi

DAF kiruvchi suvni katta qattiq qoldiqlardan tozalash uchun filtrlash bilan boshlanadi. Keyin maxsus koagulyantlar deb ataladigan moddalarning yordamida kimyoviy ishlash amalga oshiriladi, bu esa ko'rinmas maydali zarralarni o'ziga jalb qiladi. Ishlov berilgan suv havo flotatsiya blokiga tushgandan so'ng, unda juda qiziq hodisa ro'y beradi. Bosim ostidagi havo suvga eritiladi va uning diametri 20 dan 50 mikrongacha bo'lgan juda maydali pufaklarni hosil qiladi, bu pufaklar suvdagi turli xildagi osongina tarqoq jismlarga birikadi. Bu maydali pufaklar guruhlanib sirtga ko'tariladi. Yuqorida to'planayotgan sho'rdoxni maxsus mexanik qurilma — skimmer tozalab ketadi, tozalanayotgan esa idishning pastki qismida maxsus ravishda ishlab chiqilgan weir (suv o'tkazmaydigan devor) orqali pastdan chiqib ketadi. Hammasi to'g'ri ishlaganda, bunday takomillashtirilgan DAF tizimlari an'anaviy eski usullarga nisbatan osongina tarqoq qattiq jismlarni taxminan 40% ga kamaytirishga erishadi.

Gidravlik yukni va havo/qattiq jismlar nisbatini optimallashtirish

Ushbu tizimlarning ishlashini ta'sir qiladigan asosiy omillar gidravlik yuklanish tezligi, odatda har kvadrat futda daqiqada 2 dan 5 gallongacha bo'ladi, shuningdek havo-qattiq modda nisbati. Agar suv juda ko'p oqsa, bu muhim bulog'li zarrachalarni ajratib yuboradi. Boshqa tomondan, agar A/S nisbati 0,01 mg qattiq moddalarga nisbatan havoga tushsa, biz flotatsiya natijasi yomon bo'ladi. Zamonaviy qurilmalarda havo in'eksiyasi darajasini avtomatik ravishda sozlaydigan real vaqtli bulg'ashlikni kuzatish uskunalari o'rnatilmoqda, bu esa A/S nisbati 0,03 dan 0,06 gacha bo'lgan holatda saqlanadi. Bu amalda nimani anglatadi? Operatorlar energiya xarajatlarining to'rtdan bir qismini tejashini, ammo ko'p hollarda suvning tozaligini 10 NTU dan kamroq qilib qo'yishlarini xabar qilishadi.

Havo bilan suzish mashinalarining sanoatdagi qo'llanmalari

DAF oziq-ovqat mahsulotlarini qayta ishlash va sanoat chiqindi suvlarini tozalash sohasida

Havo flotatsiyasi uskunalari go'shtni qayta ishlash zavodlari, sut sanoati va pivohona korxonalardan chiqadigan yog'lar, moylar hamda suyuqlikda osilgan qattiq moddalarni (YOY) olib tashlash uchun ovqatlanish sanoati chiqindi suvlarini tozalashda juda yaxshi ishlaydi. Ayniqsa parrandani qayta ishlash sohasida eritilgan havo flotatsiya tizimlari biologik kislorod talabini (BKT) 40 dan 60 foizgacha kamaytirishi mumkin. Bu narsa maydalloq havo pufakchalari yog' zarrachilariga o'ralib, ularni sirtga ko'tarilishidan kelib chiqadi. Faqat ovqatlanish sanoatiga cheklanmagan holda, bu tizimlar kimyoviy ishlab chiqarish sohasida ham qo'llaniladi. U yerda 500 litrdan ortiq tezlikda oqayotgan suv oqimida ham emulsiyalangan gidrokarbonlar hamda og'ir metallarni ajratishda yordam beradi. Shu sababli ham ko'plab zavodlar ushbu texnologiyaga tayanadi.

Shahar va ichimlik suvi tozalash inshootlarida DAF tizimlarining kengaytirilgan qo'llanilishi

Davlatdagi suv tozalash inshootlari begona algi gullashi va boshqa og'irlikdagi zarralarni oddiygina cho'ktirib bo'lmaydigan hollarda havo flotatsiyasi uskunalarini o'rnatishni boshlamoqda. 2024-yildagi EPA ning ichimlik suvi standartlari haqidagi so'nggi hisobotiga ko'ra, eritilgan havo bilan flotatsiya tizimlari sirt suvidan taxminan 92% bulanqlikni olib tashlaydi, bu esa an'anaviy qumli filtrlardan deyarli 20 foizga yaxshiroq natija beradi. Shuningdek, ajoyib yangi ishlanmalar ham amalga oshmoqda. Bu uskunalar endi qayta ishlangan suv tizimlaridagi mikroplastiklarni ham ushlab qolishi mumkin. Sinov o'tkazilayotgan inshootlarda dastlabki sinovlar shuni ko'rsatdiki, operatorlar koagulyantlarni aniq sozlab, havo pufakchalari bilan qattiq moddalar orasida to'g'ri muvozanatni ta'minlaganda, mikroplastiklarning taxminan 85% ini yo'q qilishadi.

Ko'p beriladigan savollar

Eritilgan Havoli Flotatsiya (DAF) nima?

DAF — suvni bosim ostida havo bilan to'ldirish orqali mayda havo pufakchalari hosil qiladigan suvni tozalash jarayonidir. Bu pufakchalar suyuqlikda osilgan qattiq zarralarga, yog'larga va boshqa ifloslantiruvchilarga birikadi va ularni sirtga chiqarib, olib tashlash imkonini beradi.

DAF an'anaviy cho'kishdan qanday farq qiladi?

DAF mikroskopik havo pufakchalaridan foydalangan holda ajratish amalga oshiradi, ya'ni faqat gravitatsiyaga tayanmaydi. Bu esa mayda zarralarni, yog'larni va moylarni olib tashlash uchun juda samarali usuldir.

DAF qayerlarda ishlatiladi?

DAF ovqat ishlab chiqarish, kimyoviy moddalar ishlab chiqarish hamda shahar suv tozalash inshootlarida jumladan, turli sohalarda ishlatiladi. Sanoat chiqindi suvlari, sharb, yog', moylar va hatto mikroplastiklarni olib tashlashda samarali.

DAF dan foydalanishning afzalliklari qanday?

DAF tizimlari boshqa usullarga nisbatan ajratish jarayonini tezlashtiradi, mayda zarralarni samarali olib tashlaydi, kimyoviy moddalardan kamroq foydalanishni ta'minlaydi, kichik joy egallaydi va energiya tejash imkonini oshiradi.