شناورسازی با هوای محلول
مقدمه پروژه
سیستم تصفیه فاضلاب شناورسازی با هوای محلول:
فناوری شناورسازی هوای پمپ هوای محلول، نوع جدیدی از فناوری شناورسازی هوا است که در سالهای اخیر توسعه یافته است. این فناوری با تجهیزات کمکی بیشتر، مصرف انرژی بالا و حبابهای بزرگ تولید شده توسط فناوری شناورسازی هوای مقعر گردابی، بر کاستیهای فناوری شناورسازی هوای محلول غلبه کرده و دارای ویژگیهای مصرف انرژی پایین است. پمپ هوای محلول از پمپ گردابی یا پمپ چند فازی گاز-مایع استفاده میکند. اصل آن این است که هوا و آب با هم در ورودی پمپ وارد پوسته پمپ میشوند. پروانه با سرعت بالا، هوای استنشاق شده را برای چندین بار به حبابهای کوچک تبدیل میکند. قطر حباب تولید شده توسط پمپ هوای محلول عموماً 20 تا 40 میکرومتر است، حداکثر حلالیت هوای استنشاق شده به 100٪ و حداکثر محتوای هوای محلول در آب به 30٪ میرسد. عملکرد پمپ میتواند در هنگام تغییر سرعت جریان و نوسانات حجم هوا پایدار بماند، که شرایط عملیاتی خوبی را برای تنظیم پمپ و کنترل فرآیند شناورسازی هوا فراهم میکند.
تجهیزات تصفیه فاضلاب شناورسازی با پمپ هوای محلول از محفظه لختهسازی، محفظه تماس، محفظه جداسازی، دستگاه خردایش سرباره، پمپ هوای محلول، لوله رهاسازی و سایر قطعات تشکیل شده است. اصل اساسی تصفیه فاضلاب شناورسازی با هوا این است: ابتدا، آب توسط پمپ هوای محلول به عنوان آب رفلاکس استخراج میشود تا آب هوای محلول تولید شود (آب هوای محلول در این زمان پر از تعداد زیادی حباب ریز است). آب هوای محلول از طریق لوله رهاسازی به داخل آب محفظه تماس آزاد میشود. حبابهای کوچک به آرامی بالا میآیند و به ذرات ناخالصی میچسبند و یک جسم شناور با چگالی کمتر از آب تشکیل میدهند که روی سطح آب شناور میشود، کف تشکیل میدهد و به آرامی با جریان آب به داخل محفظه جداسازی حرکت میکند. سپس کف توسط یک دستگاه خراش برداشته میشود. آب زلال با تنظیم سرریز تخلیه میشود تا فرآیند کار شناورسازی با هوا تکمیل شود.
فناوری تجهیزات هوادهی پمپ هوای محلول به بلوغ رسیده است و دستگاه هوادهی با راندمان بالای EDUR به طور گسترده مورد استفاده قرار میگیرد. دستگاه شناورسازی هوای با راندمان بالای EDUR از مزایای شناورسازی هوای مقعر گردابی برای برش حبابها و شناورسازی هوای محلول برای تثبیت هوای محلول بهره میبرد. کل سیستم عمدتاً از سیستم هوای محلول، تجهیزات شناورسازی هوا، زداینده سرباره، سیستم کنترل و تجهیزات پشتیبانی تشکیل شده است.
شناورسازی با هوای محلول تحت فشار (DAF) یک فناوری تصفیه فاضلاب با کاربرد نسبتاً اولیه در فناوری شناورسازی با هوا است که برای تصفیه فاضلابهایی با کدورت کم، رنگپذیری بالا، محتوای آلی بالا، محتوای روغن کم، محتوای سورفکتانت کم یا فاضلابهای غنی از جلبک مناسب است و به طور گسترده در کاغذسازی، چاپ و رنگرزی، آبکاری، صنایع شیمیایی، مواد غذایی، پالایش نفت و سایر تصفیه خانههای فاضلاب صنعتی استفاده میشود. در مقایسه با سایر روشهای شناورسازی با هوا، این روش مزایای بار هیدرولیکی بالا و حوضچه جمع و جور را دارد. با این حال، فرآیند پیچیده، مصرف برق زیاد، سر و صدای کمپرسور هوا و غیره، کاربرد آن را محدود میکند.
با توجه به نوع و خواص جامدات معلق موجود در فاضلاب، درجه تصفیه آب تصفیه شده و روشهای مختلف فشار، سه روش اساسی وجود دارد: روش شناورسازی گاز محلول در کل فرآیند، روش شناورسازی گاز محلول جزئی و روش شناورسازی گاز محلول رفلاکس جزئی.
(1) روش شناورسازی با هوای محلول در کل فرآیند
کل فرآیند شناور هوای محلول، تحت فشار قرار دادن تمام فاضلاب با پمپ و تزریق هوا قبل یا بعد از پمپ است. در مخزن گاز محلول، هوا در فاضلاب حل میشود و سپس فاضلاب از طریق شیر کاهنده فشار به مخزن شناور هوا فرستاده میشود. حبابهای کوچک زیادی در فاضلاب تشکیل میشوند تا به روغن امولسیون شده یا مواد معلق در فاضلاب بچسبند و از سطح آب خارج شوند و کف روی سطح آب تشکیل دهند. کف با یک اسکرابر به مخزن کف تخلیه میشود و لوله کف از استخر خارج میشود. فاضلاب تصفیه شده از طریق سرریز سرریز و لوله تخلیه تخلیه میشود.
گاز محلول در کل فرآیند زیاد است که احتمال تماس بین ذرات روغن یا ذرات معلق و حبابها را افزایش میدهد. تحت شرایط یکسان بودن مقدار آب تصفیه، این گاز کوچکتر از مخزن شناورسازی هوایی مورد نیاز در روش شناورسازی گاز محلول رفلاکس جزئی است، بنابراین سرمایهگذاری زیرساختی کاهش مییابد. با این حال، از آنجا که تمام فاضلاب از پمپ فشار عبور میکند، درجه امولسیون فاضلاب روغنی افزایش مییابد و پمپ فشار و مخزن گاز محلول مورد نیاز بزرگتر از دو فرآیند دیگر هستند، بنابراین مصرف برق سرمایهگذاری و بهرهبرداری بیشتر است.
(2) روش شناورسازی با هوای حلشده جزئی
روش شناورسازی با هوای محلول جزئی به این صورت است که بخشی از فشار فاضلاب و گاز محلول و بقیه فاضلاب مستقیماً وارد مخزن شناورسازی با هوا شده و با گاز محلول فاضلاب در مخزن شناورسازی با هوا مخلوط میشود. ویژگیهای آن عبارتند از: در مقایسه با کل فرآیند شناورسازی با هوای محلول، به پمپ فشار کمی نیاز است، بنابراین مصرف برق کم است.
پیشرفتهای اخیر در تصفیه گازهای زائد، نشاندهنده پیشرفت قابل توجه در پرداختن به چالشهای زیستمحیطی است و در عین حال فرصتهایی را برای کسبوکارها فراهم میکند تا به شیوهای پایدار و سازگار با محیط زیست رشد کنند. این راهکار نوآورانه با نوید راندمان بالا، هزینههای عملیاتی پایین و آلودگی ثانویه صفر، قطعاً تأثیر مثبتی در زمینههای تصفیه گازهای زائد و حفاظت از محیط زیست خواهد داشت.
روش شناورسازی با هوای گاز محلول با رفلاکس جزئی، به این صورت است که بخشی از روغن پس از رفلاکس پساب برای فشار گرفته میشود و گاز محلول پس از کاهش فشار مستقیماً به مخزن شناور هوا منتقل شده و با فاضلاب از مخزن لختهسازی و شناور هوا مخلوط میشود. جریان برگشتی عموماً 25٪ تا 100٪ فاضلاب است. ویژگیهای آن عبارتند از: آب تحت فشار، مصرف برق کم؛ فرآیند شناورسازی با هوا امولسیونسازی را افزایش نمیدهد؛ تشکیل گل آلوم خوب است، لختهساز در پساب کمتر است؛ حجم مخزن شناورسازی با هوا بیشتر از دو فرآیند قبلی است. به منظور بهبود اثر تصفیه شناورسازی با هوا، اغلب منعقدکننده یا عامل شناورسازی با هوا به فاضلاب اضافه میشود و دوز آن با کیفیت آب متفاوت است که عموماً توسط آزمایش تعیین میشود.
طبق نظریه شناورسازی با هوا، روش شناورسازی با گاز محلول تحت فشار رفلاکس جزئی میتواند در مصرف انرژی صرفهجویی کند، از منعقدکننده به طور کامل استفاده کند و اثر تصفیه آن بهتر از فرآیند شناورسازی با گاز محلول تحت فشار کامل است. بهترین اثر تصفیه زمانی است که نسبت رفلاکس 50٪ باشد، بنابراین فرآیند شناورسازی با هوای محلول تحت فشار رفلاکس جزئی رایجترین روش شناورسازی با هوا در تصفیه فاضلاب است.
الزامات بهرهبرداری و کنترل شناورسازی با هوای محلول تحت فشار چیست؟
سیستمهای شناورسازی با هوای محلول تحت فشار (DAF) به طور گسترده در فرآیند تصفیه فاضلاب برای حذف مؤثر جامدات معلق، چربیها، روغنها و سایر آلایندهها از فاضلاب صنعتی و شهری استفاده میشوند. با این حال، برای اطمینان از عملکرد و کنترل کارآمد سیستم DAF تحت فشار، الزامات خاصی باید رعایت شود.
۱. اپراتورها باید فرآیند انعقاد در مخزن واکنش و کیفیت پساب خروجی از مخزن شناورسازی را به دقت زیر نظر داشته باشند تا بتوانند دوز منعقدکنندهها را متناسب با آن تنظیم کنند. جلوگیری از گرفتگی مخزن دوزینگ که میتواند کل فرآیند تصفیه را مختل کند، بسیار مهم است.
۲. وضعیت سطح مخزن شناورسازی باید مرتباً بررسی شود. هرگونه مشاهده حبابهای بزرگ هوا در نواحی خاصی از مخزن ممکن است نشاندهنده مشکلی در رهاساز باشد که باید فوراً بررسی و برطرف شود.
۳. اپراتورها باید الگوی تولید لجن را درک کرده و چرخه مناسب برای حذف لجن انباشته شده از سیستم DAF را تعیین کنند. این امر برای حفظ کارایی سیستم و جلوگیری از تجمع مواد جامد ضروری است.
۴. کنترل مناسب سطح آب در مخزن هوای محلول تحت فشار نیز برای عملکرد سیستم بسیار مهم است. این امر نسبت پایدار و ثابت هوا به آب را تضمین میکند که برای فرآیند شناورسازی حیاتی است.
۵. برای حفظ فشار کاری پایدار مخزن هوای محلول، باید تنظیماتی در تأمین هوای کمپرسور انجام شود. این امر به نوبه خود، اثربخشی حل شدن هوا در آب را تضمین میکند.
۶. کنترل سطح آب در مخزن شناورسازی نیز برای حفظ جریان پایدار آب تصفیه به همان اندازه مهم است. در زمستان، هنگامی که دمای آب پایین است، افزایش جریان آب برگشتی یا فشار هوا برای اطمینان از کیفیت ثابت پساب خروجی بسیار مهم است.
۷. نگهداری سوابق عملیاتی دقیق ضروری است. این سوابق باید شامل اطلاعاتی در مورد کمیت آب تصفیه، کیفیت آب ورودی، دوزهای شیمیایی، نسبت هوا به آب، فشار مخزن هوای محلول، دمای آب، مصرف برق، چرخههای جمعآوری لجن، میزان رطوبت لجن و کیفیت آب خروجی باشد.
در نتیجه، با رعایت این الزامات، اپراتورها میتوانند عملکرد کارآمد و مؤثر سیستمهای شناورسازی هوای محلول تحت فشار را در تأسیسات تصفیه فاضلاب تضمین کنند.
مخزن هوای محلول
اجزای ساختاری مخازن گاز محلول که معمولاً استفاده میشوند چیست؟ اشکال خاص مخازن گاز محلول چیست؟
مخزن گاز محلول را میتوان با ورق فولادی معمولی جوش داد و عملیات ضد خوردگی را میتوان در مخزن انجام داد. ساختار داخلی آن نسبتاً ساده است، مخزن گاز محلول توخالی بدون بستهبندی است و علاوه بر طرح لوله آب، الزامات خاصی دارد و یک مخزن خالی معمولی است. مشخصات زیادی برای مخازن گاز محلول وجود دارد و نسبت ارتفاع به قطر آنها عموماً 2 تا 4 است. برخی از مخازن گاز محلول به صورت افقی نصب میشوند و طول مخزن در امتداد جهت طول به بخش ورودی آب، بخش بستهبندی و بخش خروجی آب تقسیم میشود. ورودی و خروجی آب مخزن گاز محلول پایدار است و ناخالصیهای موجود در ورودی را میتوان جدا کرد تا از انسداد دستگاه آزادسازی گاز محلول جلوگیری شود.
وظیفه مخزن گاز محلول تحت فشار، ایجاد تماس کامل آب با هوا و افزایش انحلال هوا است. مخزن گاز محلول تحت فشار، تجهیزات کلیدی مؤثر بر راندمان گاز محلول است و ساختار خارجی آن از ورودی آب، ورودی هوا، رابط شیر اطمینان اگزوز، آینه دید، دهانه فشارسنج، دریچه اگزوز، سطح سنج، خروجی آب، به داخل سوراخ و غیره تشکیل شده است.
دستگاه آزاد کننده گازهای محلول
رهاسازهای گاز محلول که معمولاً استفاده میشوند کدامند؟
رهاساز گاز محلول، تجهیزات اصلی روش شناورسازی با هوا است و وظیفه آن آزاد کردن گاز موجود در آب گاز محلول به شکل حبابهای ریز است، به طوری که به خوبی به ناخالصیهای معلق در فاضلاب مورد تصفیه بچسبد. رهاسازهای رایج مورد استفاده از نوع TS، نوع TJ و نوع TV هستند.
مخازن شناورسازی با هوا به چه شکلهایی ساخته میشوند؟
مخازن شناورسازی با هوا اشکال مختلفی دارند. با توجه به ویژگیهای کیفی فاضلاب، الزامات تصفیه و شرایط خاص مختلف آب مورد تصفیه، انواع مختلفی از مخازن شناورسازی با هوا برای استفاده وجود دارد، از جمله جریان جابجایی و عمودی، طرح مربعی و دایرهای، و همچنین ترکیبی از شناورسازی و واکنش هوا، رسوبگذاری، فیلتراسیون و سایر فرآیندها.
(1) مخزن شناورسازی افقی هوا پرکاربردترین نوع مخزن است و مخزن واکنش و مخزن شناورسازی هوا معمولاً با هم ساخته میشوند. پس از واکنش، فاضلاب از کف بدنه استخر وارد محفظه تماس شناورسازی هوا میشود، به طوری که حبابها و لختهها کاملاً با هم تماس پیدا میکنند و سپس وارد محفظه جداسازی شناورسازی هوا میشوند. کف روی سطح استخر با یک اسکرابر سرباره به داخل مخزن جمعآوری سرباره تراشیده میشود و آب تمیز توسط لوله جمعآوری در کف محفظه جداسازی جمعآوری میشود.
(2) مزیت مخزن شناورسازی جریان عمودی این است که محفظه تماس در مرکز مخزن قرار دارد و جریان آب در اطراف پخش میشود. شرایط هیدرولیکی بهتر از جریان خروجی یک طرفه جریان افقی است و همکاری با ساختارهای تصفیه بعدی راحت است. عیب آن این است که میزان استفاده از حجم بدنه مخزن کم است و اتصال آن به مخزن واکنش قبلی دشوار است.
(3) مخزن شناورسازی هوای یکپارچه را میتوان به سه شکل تقسیم کرد: شناور هوا-واکنش-بدنه، شناور هوا-رسوب-بدنه، شناور هوا-فیلتراسیون-بدنه.
الزامات اساسی اسکرابر سرباره مخزن شناور هوا چیست؟
(1) معمولاً برای مخازن شناورسازی هوای مستطیلی کوچک از زداینده سرباره نوع زنجیری استفاده میشود. برای مخازن شناورسازی هوای مستطیلی بزرگ (با دهانه کمتر از 10 متر) میتوان از زداینده سرباره نوع پلدار استفاده کرد. برای مخازن شناورسازی هوای دایرهای، از زداینده سرباره سیارهای (با قطر 2 تا 10 متر) استفاده میشود.
(2) مقدار زیادی از تفاله به موقع قابل حذف نیست یا لایه سرباره هنگام تراشیدن به شدت آسیب دیده است، سطح مایع و روش تراشیدن سرباره هنگام تراشیدن نامناسب است و دستگاه تراشیدن سرباره با سرعت زیاد حرکت میکند و بر اثر شناورسازی هوا تأثیر میگذارد.
(3) برای اینکه سرعت حرکت اسکرابر از سرعت سرریز شدن تفاله به مخزن جمعآوری سرباره بیشتر نشود، سرعت حرکت اسکرابر باید بین 50 تا 100 میلیمتر بر ثانیه کنترل شود.
(4) با توجه به مقدار سرباره، زمان کارکرد دستگاه سرباره گیری را تنظیم کنید.
در اشکال زدایی روش شناورسازی با هوای محلول تحت فشار به چه مواردی باید توجه شود؟
(1) قبل از راهاندازی آب، ابتدا باید خط لوله و مخزن گاز محلول را مرتباً با هوای فشرده یا آب پرفشار تمیز و پاکسازی کرد تا هیچ ناخالصی ذرهای به راحتی مسدود نشود و سپس رهاساز گاز محلول را نصب کرد.
(2) برای جلوگیری از بازگشت آب تحت فشار به کمپرسور هوا، باید روی لوله ورودی شیر یکطرفه نصب شود. قبل از راهاندازی، بررسی کنید که آیا جهت شیر یکطرفه روی خط لوله اتصال مخزن گاز محلول و کمپرسور هوا به سمت مخزن گاز محلول است یا خیر. در حالت کارکرد واقعی، فشار خروجی کمپرسور هوا باید بیشتر از فشار مخزن گاز محلول باشد و سپس شیر روی خط لوله هوای فشرده را باز کنید تا هوا به داخل مخزن گاز محلول تزریق شود.
(3) ابتدا سیستم گاز محلول تحت فشار و سیستم آزادسازی گاز محلول را با آب تمیز عیبیابی کنید و پس از عملکرد عادی سیستم، فاضلاب را به مخزن واکنش تزریق کنید.
(4) شیر خروجی مخزن گاز محلول تحت فشار باید کاملاً باز باشد تا از مسدود شدن جریان آب در شیر خروجی جلوگیری شود، به طوری که حبابها از قبل آزاد شده و با هم ادغام شده و بزرگتر شوند.
(5) شیر تنظیم خروجی آب یا صفحه سرریز قابل تنظیم استخر شناور هوا را کنترل کنید و سطح آب استخر شناور هوا را در 5 تا 10 سانتیمتر زیر شیار جمعآوری سرباره تثبیت کنید. پس از تثبیت سطح آب، مقدار آب تصفیه را با شیر ورودی و خروجی آب تنظیم کنید تا به مقدار آب طراحی شده برسید.
(6) پس از اینکه کف به ضخامت مناسب (5 تا 8 سانتیمتر) تجمع یافت، دستگاه خراشنده سرباره را برای خراشیدن سرباره شروع کنید و بررسی کنید که آیا خراشیدن سرباره و تخلیه سرباره طبیعی است و آیا کیفیت آب خروجی تحت تأثیر قرار گرفته است یا خیر.
در عملیات روزانه و مدیریت دستگاه شناورسازی با هوا، چه مواردی نیاز به توجه دارند؟
(1) در حین بازرسی، سطح آب در مخزن هوای محلول را از طریق سوراخ مشاهده مشاهده کنید تا مطمئن شوید که سطح آب نه لایه بستهبندی را پر میکند و بر اثر گاز محلول تأثیر میگذارد و نه کمتر از 0.6 متر است تا از خروج مقدار زیادی هوای حل نشده از آب جلوگیری شود.
(2) در طول بازرسی، به سطح حوضچه فاضلاب توجه کنید. اگر مشخص شود که سطح کف در ناحیه تماس ناهموار است و جریان آب محلی به شدت در حال تغییر است، ممکن است دستگاه رهاسازی جداگانه مسدود شده یا از کار افتاده باشد و نیاز به نگهداری و تعویض به موقع دارد. اگر مشخص شود که سطح کف در ناحیه جداسازی صاف است و سطح حوضچه اغلب دارای حبابهای بزرگ است، نشان میدهد که چسبندگی بین حبابها و لختههای ناخالصی خوب نیست و لازم است دوز را تنظیم کنید یا نوع منعقدکننده را تغییر دهید.
(3) هنگامی که دمای پایین آب در زمستان بر اثر انعقاد تأثیر میگذارد، علاوه بر انجام اقداماتی برای افزایش دوز، میتوان تعداد ریزحبابها و چسبندگی آنها به لخته را نیز با افزایش جریان برگشتی آب یا فشار گاز محلول افزایش داد تا کاهش عملکرد شناوری لخته با هوا به دلیل افزایش ویسکوزیته آب جبران شود و کیفیت آب تضمین گردد.
(4) برای اینکه کیفیت آب خروجی تحت تأثیر قرار نگیرد، هنگام تراشیدن سرباره باید سطح آب در مخزن بالا برده شود، بنابراین باید به تجربه انباشت عملیات توجه کنیم، بهترین ضخامت انباشت تفاله و میزان آب را خلاصه کنیم، مرتباً از دستگاه تراشیدن سرباره برای حذف تفاله استفاده کنیم و یک سیستم تراشیدن سرباره مطابق با وضعیت واقعی ایجاد کنیم.
(5) با توجه به لختهسازی مخزن واکنش. کیفیت کف و آب خروجی در ناحیه جداسازی مخزن شناورسازی هوا باید به موقع تنظیم شود و عملکرد لوله دوزینگ باید اغلب بررسی شود تا از انسداد (به خصوص در زمستان) جلوگیری شود.
توضیحات2