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Flottazione ad aria disciolta
Introduzione al progetto
Sistema di trattamento delle acque reflue con flottazione ad aria disciolta:
La tecnologia di flottazione ad aria con pompa ad aria disciolta è un nuovo tipo di tecnologia di flottazione ad aria sviluppata negli ultimi anni. Questa tecnologia supera le carenze della tecnologia di flottazione ad aria disciolta con più attrezzature ausiliarie, elevato consumo energetico e grandi bolle prodotte dalla tecnologia di flottazione ad aria concava a vortice, e presenta le caratteristiche di un basso consumo energetico. La pompa ad aria disciolta utilizza una pompa a vortice o una pompa multifase gas-liquido. Il suo principio è che l'aria e l'acqua entrano insieme nel corpo della pompa all'ingresso della pompa. La girante ad alta velocità taglierà l'aria inalata in piccole bolle più volte. Il diametro delle bolle prodotte dalla pompa ad aria disciolta è generalmente di 20 ~ 40 μm, la massima solubilità dell'aria inalata raggiunge il 100% e il contenuto massimo di aria nell'acqua disciolta raggiunge il 30%. Le prestazioni della pompa possono rimanere stabili al variare della portata e delle fluttuazioni del volume d'aria, il che fornisce buone condizioni operative per la regolazione della pompa e il controllo del processo di flottazione ad aria.
L'impianto di trattamento delle acque reflue con flottazione ad aria con pompa ad aria disciolta è composto da una camera di flocculazione, una camera di contatto, una camera di separazione, un dispositivo di raschiatura delle scorie, una pompa ad aria disciolta, un tubo di scarico e altri componenti. Il principio di base del trattamento delle acque reflue con flottazione ad aria è il seguente: in primo luogo, l'acqua viene estratta dalla pompa ad aria disciolta come acqua di riflusso per produrre acqua ad aria disciolta (l'acqua ad aria disciolta è ricca di un gran numero di bolle fini in questa fase). L'acqua ad aria disciolta viene rilasciata nell'acqua della camera di contatto attraverso il tubo di scarico. Le piccole bolle salgono lentamente e si attaccano alle particelle di impurità, formando un corpo galleggiante con densità inferiore a quella dell'acqua, che galleggia sulla superficie dell'acqua, formando schiuma e muovendosi lentamente con il flusso d'acqua nella camera di separazione. La schiuma viene quindi rimossa da un dispositivo di raschiatura. L'acqua pulita viene scaricata tramite regolazione di troppo pieno per completare il processo di flottazione ad aria.
La tecnologia delle apparecchiature di aerazione delle pompe ad aria disciolta è matura e il dispositivo di aerazione ad alta efficienza EDUR è ampiamente utilizzato. Il dispositivo di flottazione ad aria ad alta efficienza EDUR sfrutta i vantaggi della flottazione ad aria concava a vortice per eliminare le bolle e della flottazione ad aria disciolta per stabilizzare l'aria disciolta. L'intero sistema è composto principalmente da un sistema ad aria disciolta, un'apparecchiatura di flottazione ad aria, un raschiatore per scorie, un sistema di controllo e apparecchiature di supporto.
La flottazione ad aria disciolta a pressione (DAF) è una tecnologia di trattamento delle acque reflue relativamente antica, adatta al trattamento di acque reflue a bassa torbidità, elevata crominanza, elevato contenuto organico, basso contenuto di olio, basso contenuto di tensioattivi o ricche di alghe. È ampiamente utilizzata nella fabbricazione della carta, nella stampa e tintura, nella galvanica, nell'industria chimica, alimentare, nella raffinazione del petrolio e in altri settori industriali. Rispetto ad altri metodi di flottazione ad aria, presenta i vantaggi di un elevato carico idraulico e di una vasca compatta. Tuttavia, la complessità del processo, l'elevato consumo energetico, la rumorosità del compressore d'aria, ecc., ne limitano l'applicazione.
In base ai tipi e alle proprietà dei solidi sospesi contenuti nelle acque reflue, al grado di purificazione dell'acqua trattata e ai diversi metodi di pressione, esistono tre metodi di base: metodo del galleggiante a gas disciolto con processo completo, metodo del galleggiante a gas disciolto parziale e metodo del galleggiante a gas disciolto a riflusso parziale.
(1) Metodo del galleggiante ad aria disciolta per l'intero processo
L'intero processo di flottazione ad aria disciolta consiste nel pressurizzare tutti i liquami con una pompa e iniettare aria prima o dopo la pompa. Nel serbatoio del gas disciolto, l'aria viene disciolta nei liquami, che vengono poi inviati al serbatoio di flottazione ad aria attraverso la valvola di riduzione della pressione. Nelle acque reflue si formano numerose piccole bolle che aderiscono all'olio emulsionato o alle sostanze sospese presenti e fuoriescono dalla superficie dell'acqua, formando schiuma. La schiuma viene scaricata nel serbatoio di raccolta tramite un raschiatore e il tubo di scarico viene scaricato fuori dalla piscina. I liquami trattati vengono scaricati attraverso lo stramazzo e il tubo di scarico.
Il gas disciolto nell'intero processo è elevato, il che aumenta la possibilità di contatto tra particelle di olio o particelle sospese e bolle. A parità di acqua di trattamento, è inferiore al serbatoio di flottazione ad aria richiesto dal metodo di flottazione a gas disciolto a riflusso parziale, riducendo così l'investimento infrastrutturale. Tuttavia, poiché tutti i liquami passano attraverso la pompa di pressione, il grado di emulsione dei liquami oleosi aumenta e la pompa di pressione e il serbatoio di gas disciolto richiesti sono più grandi rispetto agli altri due processi, quindi l'investimento e il consumo energetico operativo sono maggiori.
(2) Metodo del galleggiante ad aria parzialmente disciolta
Il metodo del galleggiante ad aria disciolta parziale consiste nel prelevare parte della pressione delle acque reflue e del gas disciolto, il resto delle acque reflue direttamente nel serbatoio del galleggiante ad aria e miscelarlo con le acque reflue gassose disciolte nel serbatoio del galleggiante ad aria. Le sue caratteristiche sono: rispetto all'intero processo del galleggiante ad aria disciolta, la pressione richiesta dalla pompa è ridotta, quindi il consumo energetico è basso.
I recenti progressi nel trattamento dei gas di scarico rappresentano un progresso significativo nell'affrontare le sfide ambientali, offrendo al contempo alle aziende l'opportunità di prosperare in modo sostenibile e rispettoso dell'ambiente. Questa soluzione innovativa avrà sicuramente un impatto positivo nei settori del trattamento dei gas di scarico e della tutela ambientale, con la promessa di elevata efficienza, bassi costi operativi e zero inquinamento secondario.
Il metodo di flottazione ad aria con gas disciolto a riflusso parziale consiste nel prelevare una parte dell'olio rimosso dopo il riflusso dell'effluente per pressione e gas disciolto, dopo aver ridotto la pressione direttamente nel serbatoio di flottazione ad aria, miscelandolo con le acque reflue provenienti dal serbatoio di flocculazione e dal galleggiante ad aria. Il flusso di ritorno è generalmente compreso tra il 25% e il 100% delle acque reflue. Le sue caratteristiche sono: acqua pressurizzata, consumo energetico limitato; il processo di flottazione ad aria non favorisce l'emulsione; la formazione di fiori di allume è buona, il flocculante nell'effluente è inferiore; il volume del serbatoio di flottazione ad aria è maggiore rispetto a quello dei due processi precedenti. Per migliorare l'effetto del trattamento di flottazione ad aria, spesso si aggiunge coagulante o agente di flottazione ad aria alle acque reflue, e il dosaggio varia in base alla qualità dell'acqua, che è generalmente determinata dal test.
Secondo la teoria della flottazione ad aria, il metodo di flottazione a gas disciolto con pressione di riflusso parziale consente di risparmiare energia, sfruttare appieno il coagulante e ottenere un effetto di trattamento migliore rispetto al processo di flottazione a gas disciolto con pressione totale. L'effetto di trattamento è massimo quando il rapporto di riflusso è del 50%, pertanto il processo di flottazione ad aria disciolta con pressione di riflusso parziale è il metodo di flottazione ad aria più comunemente utilizzato per il trattamento delle acque reflue.
Quali sono i requisiti per il funzionamento e il controllo della flottazione ad aria disciolta pressurizzata?
I sistemi di flottazione ad aria disciolta pressurizzata (DAF) sono ampiamente utilizzati nel processo di trattamento delle acque reflue per rimuovere efficacemente solidi sospesi, grassi, oli e altri inquinanti dalle acque reflue industriali e urbane. Tuttavia, per garantire il funzionamento e il controllo efficienti di un sistema DAF pressurizzato, è necessario soddisfare determinati requisiti.
1. Gli operatori devono monitorare attentamente il processo di coagulazione nella vasca di reazione e la qualità dell'effluente proveniente dalla vasca di flottazione per regolare di conseguenza il dosaggio dei coagulanti. È fondamentale prevenire l'intasamento della vasca di dosaggio, che può compromettere l'intero processo di trattamento.
2. È necessario monitorare regolarmente le condizioni della superficie della vasca di flottazione. La presenza di grandi bolle d'aria in aree specifiche della vasca può indicare un problema con il dispositivo di rilascio, che deve essere prontamente ispezionato e risolto.
3. Gli operatori devono comprendere il modello di generazione dei fanghi e determinare il ciclo di raschiatura appropriato per rimuovere i fanghi accumulati dal sistema DAF. Ciò è essenziale per mantenere l'efficienza del sistema e prevenire l'accumulo di solidi.
4. Anche il corretto controllo del livello dell'acqua nel serbatoio di aria disciolta pressurizzata è fondamentale per il funzionamento del sistema. Ciò garantisce un rapporto aria/acqua stabile e costante, essenziale per il processo di flottazione.
5. È necessario regolare l'alimentazione dell'aria dal compressore per mantenere stabile la pressione di esercizio del serbatoio dell'aria disciolta. Questo, a sua volta, garantisce l'efficacia della dissoluzione dell'aria nell'acqua.
6. Il controllo del livello dell'acqua nella vasca di flottazione è altrettanto importante per mantenere stabile il flusso dell'acqua di trattamento. In inverno, quando le temperature dell'acqua sono basse, è fondamentale aumentare il flusso dell'acqua di riflusso o la pressione dell'aria per garantire una qualità costante dell'effluente.
7. È essenziale mantenere registri operativi dettagliati. Questi dovrebbero includere informazioni sulla quantità di acqua trattata, sulla qualità dell'acqua in ingresso, sui dosaggi dei prodotti chimici, sul rapporto aria/acqua, sulla pressione del serbatoio dell'aria disciolta, sulla temperatura dell'acqua, sul consumo energetico, sui cicli di raschiatura dei fanghi, sul contenuto di umidità dei fanghi e sulla qualità dell'acqua effluente.
In conclusione, rispettando questi requisiti, gli operatori possono garantire il funzionamento efficiente ed efficace dei sistemi di flottazione ad aria disciolta pressurizzata negli impianti di trattamento delle acque reflue.
Serbatoio di aria disciolta
Quali sono i componenti strutturali dei serbatoi per gas disciolti più comunemente utilizzati? Quali sono le forme specifiche dei serbatoi per gas disciolti?
Il serbatoio per gas disciolto può essere saldato con una normale lamiera d'acciaio e sottoposto a trattamento anticorrosivo. La sua struttura interna è relativamente semplice, non è necessario alcun riempimento del serbatoio cavo per gas disciolto, oltre alla disposizione della tubazione dell'acqua che presenta determinati requisiti, ed è un normale serbatoio vuoto. Esistono numerose specifiche per i serbatoi per gas disciolto e il rapporto tra altezza e diametro è generalmente compreso tra 2 e 4. Alcuni serbatoi per gas disciolto sono installati orizzontalmente e la lunghezza del serbatoio è divisa in una sezione di ingresso dell'acqua, una sezione di riempimento e una sezione di uscita dell'acqua lungo la direzione longitudinale. L'ingresso e l'uscita dell'acqua del serbatoio per gas disciolto sono stabili e le impurità nell'ingresso possono essere intercettate per evitare il blocco del dispositivo di rilascio del gas disciolto.
La funzione del serbatoio di gas disciolto in pressione è quella di garantire il completo contatto dell'acqua con l'aria e favorire la dissoluzione dell'aria stessa. Il serbatoio di gas disciolto in pressione è l'apparecchiatura chiave che influenza l'efficienza del gas disciolto; la sua struttura esterna è composta da ingresso acqua, ingresso aria, interfaccia valvola di sicurezza di scarico, specchio di ispezione, bocca del manometro, porta di scarico, indicatore di livello, uscita acqua, foro di ingresso e così via.
Dispositivo di rilascio del gas disciolto
Quali sono i rilasci di gas disciolti più comunemente utilizzati?
Il dispositivo di rilascio del gas disciolto è l'apparecchiatura principale del metodo a galleggiante ad aria; la sua funzione è quella di rilasciare il gas presente nell'acqua disciolta sotto forma di bolle fini, in modo da aderire bene alle impurità sospese nelle acque reflue da trattare. I dispositivi di rilascio comunemente utilizzati sono i tipi TS, TJ e TV.
Quali sono le forme delle vasche di flottazione ad aria?
Esistono numerose tipologie di vasche di flottazione ad aria. A seconda delle caratteristiche qualitative delle acque reflue, dei requisiti di trattamento e delle diverse condizioni specifiche dell'acqua da trattare, sono state sviluppate diverse tipologie di vasche di flottazione ad aria, tra cui ad avvezione e flusso verticale, a pianta quadrata e circolare, e anche una combinazione di flottazione ad aria e reazione, precipitazione, filtrazione e altri processi.
(1) La vasca di flottazione ad aria orizzontale è il tipo di vasca più utilizzato e la vasca di reazione e la vasca di flottazione ad aria sono solitamente costruite insieme. Dopo la reazione, le acque reflue entrano nella camera di contatto della flottazione ad aria dal fondo del corpo della piscina, in modo che bolle e fiocchi entrino completamente in contatto e poi entrino nella camera di separazione della flottazione ad aria. La schiuma sulla superficie della piscina viene raschiata nella vasca di raccolta delle scorie con un raschietto per scorie e l'acqua pulita viene raccolta dal tubo di raccolta sul fondo della camera di separazione.
(2) Il vantaggio del serbatoio di flottazione a flusso verticale è che la camera di contatto si trova al centro del serbatoio e il flusso d'acqua si diffonde tutt'intorno. Le condizioni idrauliche sono migliori rispetto al deflusso unilaterale a flusso orizzontale e consentono una facile interazione con le strutture di trattamento successive. Lo svantaggio è che il tasso di utilizzo del volume del corpo del serbatoio è basso e risulta difficile il collegamento con il serbatoio di reazione precedente.
(3) Il serbatoio di flottazione ad aria integrato può essere suddiviso in tre forme: tipo di corpo di reazione flottante ad aria, tipo di corpo di precipitazione flottante ad aria, tipo di corpo di filtrazione flottante ad aria.
Quali sono i requisiti di base di un raschiatore per scorie con flottazione ad aria?
(1) Il raschiatore a catena viene solitamente utilizzato per piccole vasche di flottazione ad aria rettangolari. Il raschiatore a ponte può essere utilizzato per grandi vasche di flottazione ad aria rettangolari (la cui campata deve essere inferiore a 10 m). Per le vasche di flottazione ad aria circolari, viene utilizzato un raschiatore planetario (diametro compreso tra 2 e 10 m).
(2) Una grande quantità di schiuma non può essere rimossa in tempo o lo strato di scorie viene notevolmente disturbato durante la raschiatura, il livello del liquido e la procedura di raschiatura delle scorie non sono corretti durante la raschiatura e la macchina per la raschiatura delle scorie che si muove troppo velocemente influirà sull'effetto di flottazione dell'aria.
(3) Per fare in modo che la velocità di movimento del raschiatore non sia superiore alla velocità di traboccamento della schiuma nel serbatoio di raccolta delle scorie, la velocità di movimento del raschiatore deve essere controllata a 50 ~ 100 mm/s.
(4) In base alla quantità di scorie, impostare il tempo di funzionamento del raschiatore delle scorie.
A cosa bisogna prestare attenzione durante la messa a punto del metodo di flottazione ad aria disciolta pressurizzata?
(1) Prima di mettere in funzione l'acqua, innanzitutto, la conduttura e il serbatoio del gas disciolto devono essere ripetutamente spurgati e puliti con aria compressa o acqua ad alta pressione fino a quando non ci sono più impurità di particelle facilmente bloccabili, quindi installare il rilascio del gas disciolto.
(2) È necessario installare una valvola di ritegno sul tubo di ingresso per evitare che l'acqua in pressione ritorni nel compressore d'aria. Prima della messa in servizio, verificare che la valvola di ritegno sulla tubazione che collega il serbatoio del gas disciolto al compressore d'aria sia rivolta verso il serbatoio del gas disciolto. Durante il funzionamento, la pressione di uscita del compressore d'aria deve essere maggiore della pressione del serbatoio del gas disciolto, quindi aprire la valvola sulla tubazione dell'aria compressa per iniettare aria nel serbatoio del gas disciolto.
(3) Eseguire prima il debug del sistema di gas disciolto in pressione e del sistema di rilascio del gas disciolto con acqua pulita, quindi iniettare le acque reflue nel serbatoio di reazione dopo che il sistema funziona normalmente.
(4) La valvola di uscita del serbatoio del gas disciolto in pressione deve essere completamente aperta per evitare che il flusso dell'acqua venga bloccato dalla valvola di uscita, in modo che le bolle vengano rilasciate in anticipo e si fondano per diventare più grandi.
(5) Controllare la valvola di regolazione dell'uscita dell'acqua o la piastra di sbarramento regolabile della piscina galleggiante ad aria e stabilizzare il livello dell'acqua della piscina galleggiante ad aria a 5 ~ 10 cm sotto la fessura di raccolta delle scorie. Una volta che il livello dell'acqua si è stabilizzato, regolare la quantità di acqua di trattamento con la valvola di ingresso e di uscita dell'acqua fino a raggiungere la quantità d'acqua di progetto.
(6) Dopo che la schiuma si è accumulata fino allo spessore appropriato (5 ~ 8 cm), avviare il raschiatore per la raschiatura delle scorie e verificare se la raschiatura e lo scarico delle scorie sono normali e se la qualità dell'acqua effluente è compromessa.
Quali sono gli aspetti a cui prestare attenzione nel funzionamento e nella gestione quotidiana della macchina a flottazione ad aria?
(1) Durante l'ispezione, osservare il livello dell'acqua nel serbatoio dell'aria disciolta attraverso il foro di osservazione per assicurarsi che il livello dell'acqua non allaghi lo strato di riempimento e non influenzi l'effetto del gas disciolto, né sia inferiore a 0,6 m per evitare che una grande quantità di aria non disciolta fuoriesca dall'acqua.
(2) Prestare attenzione alla superficie della vasca delle acque reflue durante l'ispezione. Se si riscontra che la superficie della schiuma nell'area di contatto è irregolare e il flusso d'acqua locale è agitato violentemente, è possibile che il dispositivo di rilascio individuale sia bloccato o staccato, e che necessiti di manutenzione e sostituzione tempestive. Se si riscontra che la superficie della schiuma nell'area di separazione è piatta e la superficie della vasca presenta spesso bolle di grandi dimensioni, ciò indica che l'adesione tra le bolle e i fiocchi di impurità non è buona, ed è necessario regolare il dosaggio o cambiare il tipo di coagulante.
(3) Quando la bassa temperatura dell'acqua in inverno influisce sull'effetto di coagulazione, oltre ad adottare misure per aumentare il dosaggio, è possibile aumentare anche il numero di microbolle e la loro adesione al fiocco aumentando l'acqua di riflusso o la pressione del gas disciolto, in modo da compensare la diminuzione delle prestazioni di galleggiamento del fiocco con aria dovuta all'aumento della viscosità dell'acqua e garantire la qualità dell'acqua.
(4) Per non compromettere la qualità dell'acqua di scarico, il livello dell'acqua nel serbatoio deve essere aumentato durante la raschiatura delle scorie, quindi dovremmo prestare attenzione all'accumulo di esperienza operativa, riassumere il miglior spessore di accumulo di schiuma e il contenuto di acqua, far funzionare regolarmente il raschiatore delle scorie per rimuovere la schiuma e stabilire un sistema di raschiamento delle scorie in linea con la situazione reale.
(5) In base alla flocculazione del serbatoio di reazione. La qualità della schiuma e dell'acqua effluente nell'area di separazione del serbatoio di flottazione ad aria deve essere regolata tempestivamente e il funzionamento del tubo di dosaggio deve essere controllato frequentemente per evitare ostruzioni (soprattutto in inverno).
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