شناورسازی با هوای محلول Dissolved Air Floatation
شناورسازی با هوای محلول
پساب صنایع مختلف عموما دارای مواد معلق (TSS) و باقی مانده مواد روغنی (oil and grease ) بالاتر از محدوده استاندارد محیط زیست برای تخلیه به آب های سطحی می باشد که باید از پساب حذف گردند.
موثرترین راه حذف این آلاینده استفاده از روش فیزیکو شیمیایی و عموما روش Dissolved Air flotation می باشد.
در این روش ابتدا با تزریق مواد شیمیایی و تشکیل لخته تا حد ممکن ذرات کلوئیدی و معلق به هم متصل می شوند
و در نهایت با آزادسازی هوای محلول در سیال، روی سطح شناور و از مایع جدا می گردند.
اساس کار و شرط کارایی سیستم DAF مرحله محلول سازی هوا در آب می باشد که مستقیما به کارایی سیستم بستگی دارد.
یکی از روش های اولیه و قدیمی مورد استفاده سیستم pressure flotation است که در حالی حاضر در آن واحد در حال استفاده است.
در این روش هوا در مخازن تحت فشار قرار می گیرد و پس از آزادسازی و در اثر اختلاف فشار ایجاد شده در محیط و اتمسفر حباب های بسیار کوچکی تشکیل می شوند،
این قطرات بسیار ریز و یا محلول روغن به سطح این حباب ها چسبیده و به سطح می آیند و در آن جا تجمع می یابند
و به سادگی قابلیت جداسازی از سیال اصلی را دارند.
کارایی این سیستم تا حد زیادی به طراحی اولیه و درست آن بستگی دارد به طوری که در صورت طراحی نادرست دستگاه کارایی نداشته
و با توجه به عدم توانایی در انحلال هوا در آب موجب افزایش هزینه های جاری و عدم حصول به خروجی مطلوب می گردد.
در حال حاضر روش های نوین انحلال هوا در سیال با استفاده از پمپ های دو فازی به صورت گسترده جایگیزین روش های قدیمی شده است
که موجب افزایش چشمگیر کارایی سیستم ها گردیده است.
شناورسازی با هوای محلول ( Dissolved Air Floatation) به چه معناست؟
- شناورسازي يك روش تصفيه فيزيكي است كه براي جداسازي ذرات جامد يا مايع از يك فاز مايع به كار ميرود.
این روش برای اولین بار در سال 1900 برای جداسازي ذرات(سنگ معدن) به كار رفت. - یک فرآیند با استفاده از حباب هوا برای حذف مواد معلق و مواد روغنی، گریس می باشد.
- در این فرآیند هوای فشرده با ذرات معلق مخلوط شده و باعث شناور شدن آن ها می شود.
- جداسازي از طريق وارد كردن حباب‌هاي ريز گاز (معمولاً هوا) به داخل فاز مايع صورت مي‌پذيرد.
حباب‌هاي هوا به ذرات جامد و یا مایع (هدف) مي‌چسبند و نيروي شناوري مجموعه ذره و حباب‌هاي گاز به قدري زياد است
كه سبب صعود ذره به سطح مي‌شود؛ بدين‌ترتيب مي‌توان ذراتي را كه چگالي آنها از سیال (اصلی) بيشتر است، به صعود، به سطح واداشت.
كاربردهاي سیستم شناورسازی با هوای محلول :
- جهت زلال‌سازی پساب‌های روغنی پالایشگاه‌ها و پتروشیمی (قطرات بسیار ریز روغن و در محدوده غلظت روغن کمتر ازppm 500)
- جداسازي جامدات و ديگر مواد در تصفيه‌خانه‌هاي آب آشاميدني، قبل از آب شیرین‌کن‌های اسمز معکوس(SWRO)
- برای استفاده از آب دریا قبل از آب شیرین‌کن‌های اسمز معکوس(RO) در مناطق کم آب
- کمک به فرآیند انعقاد و لخته‌سازی در تصفیه‌خانه‌های فاضلاب(مخصوصاً فاضلاب صنایع سولزی، کارخانه‌های کاغذ و مقواسازی)،
- تغليظ لجن و جداسازي لخته‌هاي بيولوژيكي،
- حذف يا جداسازي يون‌ها، تصفيه ذرات خيلي ريز معدني،
- حذف جامدات آلي، روغن‌هاي محلول و تركيبات آلي فرّار و
- و …
اجزای کلی دستگاه DAF عبارت است از:
- ورودی، محفظه انعقاد، محفظه شناورسازی، اسکیمر یا کفگیر سطحی، تانکر اشباع کننده آب از هوا، کمپرسور هوا، لوله کشی و اتصالات، محفظه نگهداری لجن، کفروب جهت حذف ذرات ته نشین شده، خروجی.
شناورسازی با هوای محلول
مکانیسم‌های احتمالی برای اتصال حباب:
- در این سیستم جریان سیال اصلی یا بخشی از خروجی زلال شده در حضور هوای کافی تحت فشار 4 الی6 اتمسفر(بسته به نوع و مشخصات پساب) قرار می‌گیرد تا به حد اشباع نزدیک شود.
هنگامی که این مخلوط فشرده شده هوا – مایع در داخل واحد شناورسازی در فشار یک اتمسفر رها می‌شود، حبابهای ریز هوا از محلول آزاد می‌گردد. حبابهای آزاد گردیده به لخته‌های تشکیل شده از واحد انعقاد و لخته سازی چسبیده و مخلوط هوا – جامدات به سطح صعود می‌کنند که در آنجا جاروب می‌گردند.
بهترین میزان آب موجود در تانک اشباع جهت اشباع شدن از هوا به اندازه 50درصد یا 30درصد حجم مخزن می باشد . - جهت کنترل عملکرد دستگاه DAF می‌بایست پایشی صحیح از مشخصات سیال ورودی، دما، نوع و غلظت مواد منعقد کننده و دبی عبوری داشته باشیم و مطابق موارد ذکر شده پمپ، کمپرسور و ارتفاع مخزن اختلاط را تنظیم کرد.
بدلیل متغییرهای زیاد وابسته، کاربری این نسل از دستگاه DAF سخت و در موارد فراوانی از تعادل خارج می‌گردد و کاربران برای پوشش این عدم تعادل درصد مصرف مواد منعقد کننده را بالاتر از میزان تعریف شده می‌برند که باعث افزایش آلودگی و صرف هزینه بیشتر می‌گردد.
موفقیت این روش بستگی به سرعت حرکت و اندازه حبابهای هوا، چگالی ذرات معلق، ویسکوزیته دینامیکی سیال، نیروی کشش سطحی و درجه شوری و همچنین PH دارد.
مزایای استفاده از دستگاه DAF:
- مقاومت سیستم نسبت به شوکهای جریان و بارگذاری فاضلاب
- حذف بالای روغن امولسیونی
- تولید حجم کمتری از لجن نسبت به روش های ته نشینی