Systémy flotácie rozpusteného vzduchu sa často vyberajú podľa nominálneho prietoku, ale samotný hydraulický prietok nedefinuje skutočnú povinnosť spracovania. Dva prúdy odpadovej vody môžu mať obidva 30 m³/h a stále si vyžadujú veľmi odlišné konfigurácie DAF, ak sa ich nerozpustné látky, tuky, oleje, mazivá, vlastnosti vločiek, špičkový prietok a zaťaženie chemickým kalom líšia. Správne dimenzovanie DAF preto vyžaduje hydraulický výpočet aj výpočet zaťaženia tuhými látkami.
Prečo nie je možné vybrať kapacitu DAF zo samotného prietoku
Bežný dopyt spoločnosti DAF začína jednoduchým vyhlásením, ako napríklad: "Môj prietok odpadovej vody je 20 m³/h. Akú veľkosť DAF potrebujem?"
Prietok je nevyhnutný, ale je to len prvý návrhový vstup. Zvážte dva prúdy odpadovej vody, ktoré oba vstupujú do systému DAF s rýchlosťou 20 m³/h.
Odpadová voda s nízkym obsahom pevných látok
- Prietok: 20 m³/h
- TSS: 150 mg/l
- FOG: 20 mg/l
- Relatívne stabilný vplyv
Vysoko zaťažená potravinová odpadová voda
- Prietok: 20 m³/h
- TSS: 2 000 mg/l
- FOG: 600 mg/l
- Silné dávkové a čistiace vrcholy
Hydraulický prietok je rovnaký, ale projekt B kladie na flotačný systém oveľa väčšiu separačnú záťaž. Môže to vyžadovať inú koagulačnú chémiu, väčší prívod rozpusteného vzduchu, iné podmienky recyklácie, väčšiu efektívnu flotačnú plochu a väčšiu kapacitu na manipuláciu s kalom.
Prietok určuje, koľko vody musí prejsť jednotkou, zatiaľ čo charakteristiky TSS, FOG, chemického kalu a vločiek určujú, koľko materiálu sa musí skutočne splaviť a odstrániť.
Začnite s priemerným prietokom – ale navrhnite pre skutočný špičkový prietok
Priemerný denný prietok je užitočný na predbežné výpočty, ale priemyselná odpadová voda len zriedka vstupuje do systému DAF úplne konštantnou rýchlosťou.
Výrobné plány, čistenie nádrží, vypúšťanie CIP, umývanie zariadenia, vykladanie šarží a zmeny zmien môžu spôsobiť krátke obdobia, keď je hydraulické zaťaženie oveľa vyššie ako denný priemer.
Napríklad závod vyrábajúci 300 m³/deň automaticky nevyžaduje veľkosť DAF pre:
300 m³/deň ÷ 24 h = 12,5 m³/h
Ak závod vypúšťa odpadovú vodu iba počas 16 výrobných hodín, priemerný prevádzkový prietok je už:
300 ÷ 16 = 18,75 m³/h
Umývací cyklus alebo uvoľnenie šarže môže dočasne stlačiť skutočný vrchol na 25 alebo 30 m³/h. Projektovanie len okolo 12,5 m³/h by preto mohlo preťažiť DAF v obdobiach, keď to čistiareň najviac potrebuje.
| Prietokový parameter | Prečo na tom záleží |
|---|---|
| Priemerný denný prietok | Užitočné pre celkové denné zaťaženie a výpočty prevádzkových nákladov |
| Priemerný prevádzkový prietok | Odráža skutočné výrobné hodiny |
| Maximálny nepretržitý prietok | Dôležité pre trvalú hydraulickú kapacitu |
| Špičkový prietok | Určuje krátkodobé hydraulické namáhanie flotačnej zóny |
Vyrovnanie môže zmenšiť veľkosť DAF a zlepšiť stabilitu
Správne dimenzovaná vyrovnávacia nádrž dokáže vyrovnať špičky hydrauliky a znečisťujúcich látok predtým, ako odpadová voda dosiahne DAF. To môže znížiť maximálnu požadovanú rýchlosť flotácie a urobiť dávkovanie chemikálií stabilnejšie.
Preveďte TSS a FOG na hromadné nakladanie
Koncentrácia v mg/l hovorí len časť príbehu. Zariadenie DAF musí každú hodinu odstraňovať množstvo pevných látok, takže koncentrácie by sa mali premeniť na hromadné zaťaženie.
Príklad: Načítava sa TSS
Ak je prietok 30 m³/h a TSS je 1 200 mg/l:
30 × 1 200 ÷ 1 000 = 36 kg TSS/h
Flotačný systém preto musí zvládnuť približne 36 kg/h pritekajúcich nerozpustených látok predtým, ako sa zohľadní FOG, chemicky vyzrážané pevné látky alebo kal generovaný koagulantom.
| Parameter | Typická jednotka | Prečo na tom záleží |
|---|---|---|
| Prietok | m³/h | Definuje hydraulické zaťaženie |
| TSS | mg/l | Definuje hmotnostné zaťaženie nerozpustených látok |
| FOG | mg/l | Definuje plávajúce zaťaženie oleja a tuku |
| Chemický kal | kg/h | Pridáva pevné látky vytvorené koaguláciou a zrážaním |
| Špičkové zaťaženie tuhými látkami | kg/h | Určuje maximálnu flotačnú povinnosť |
To je dôvod, prečo by nominálna kapacita m³/h nikdy nemala byť jediným základom na porovnávanie cien DAF.
Hydraulické povrchové zaťaženie určuje flotačnú plochu DAF
Keď je známy návrhový tok, ďalšou hlavnou hydraulickou otázkou je, aká veľká plocha povrchu je potrebná.
Zjednodušený vzťah hydraulického zaťaženia možno zapísať ako:
Preskupenie rovnice:
kde:
- Q = návrhový hydraulický prietok, m³/h;
- A = efektívna flotačná plocha, m²;
- HLR = zvolené hydraulické zaťaženie, m³/m²·h.
Ilustračný príklad
Predpokladajme:
potom:
30 ÷ 6 = 5 m² efektívnej flotačnej plochy
Toto je len predbežný hydraulický výpočet. Zvolená miera plnenia musí byť stále vhodná pre odpadovú vodu, kvalitu vločiek, tvorbu bublín, koncentráciu pevných látok, geometriu nádrže a požadovanú kvalitu odpadovej vody.
Kompaktný DAF s agresívnym povrchovým zaťažením môže znížiť CAPEX, ale tiež znižuje prevádzkovú rezervu, keď sa mení prietok, pevné látky alebo kvalita vločiek.
Pomer vzduchu a pevných látok je dôležitejší ako jednoduché pridávanie vzduchu
DAF funguje, pretože mikroskopické vzduchové bubliny sa pripájajú k suspendovaným pevným látkam a vločkám, čím sa znižuje ich efektívna hustota a sú prenášané na povrch.
Relevantnou otázkou dizajnu nie je len to, či systém produkuje „veľa bublín“. Ide o to, či je k dispozícii dostatok rozpusteného vzduchu vo vzťahu k pevným látkam, ktoré sa musia nadnášať.
Pomer vzduchu a pevných látok
Pomer vzduchu a pevných látok, často skrátený A/S, opisuje vzťah medzi dostupnou hmotou rozpusteného vzduchu a hmotnosťou pevných látok prezentovaných flotačnému procesu.
Ak je prívod rozpusteného vzduchu príliš nízky, vločky nemusia dostať dostatok bublinkového nástavca na efektívne stúpanie. Typické symptómy môžu zahŕňať zakalený výtok, viditeľné suspendované vločky pod povrchovou vrstvou a slabé zachytávanie pevných látok.
Prebytočný vzduch tiež nie je automaticky prospešný. Zbytočné recyklačné čerpanie a príliš agresívne podmienky uvoľňovania môžu zvýšiť spotrebu energie a môžu spôsobiť nadmerné turbulencie vo flotačnej zóne.
Mala by sa hodnotiť spolu s charakteristikami odpadovej vody, koaguláciou, flokuláciou, recyklovaným prietokom, tlakovými podmienkami a v prípade potreby výsledkami pilotného alebo bankového testu.
Ako pomer recyklácie mení veľkosť a výkon DAF
Mnoho konvenčných systémov DAF používa tlakový recyklovaný tok. Časť vyčistenej vody sa vracia cez recyklačné čerpadlo a systém saturácie vzduchom, kde sa vzduch pod tlakom rozpúšťa. Keď sa stlačený prúd uvoľní späť do flotačnej zóny, pokles tlaku vytvorí jemné bublinky.
Recyklačný pomer možno vyjadriť jednoducho ako:
Príliš malý recyklovaný prietok môže znížiť dostupný rozpustený vzduch. Príliš veľa recyklácie zvyšuje vnútorné hydraulické zaťaženie, energiu čerpadla a požadovanú kapacitu saturačného systému.
Recyklácia je príliš nízka
- Nedostatočná tvorba bublín
- Slabá flotácia hustých alebo vysokých pevných látok
- Nižšie zachytávanie pevných látok
Príliš vysoká recyklácia
- Vyššia čerpacia energia
- Väčšie vnútorné hydraulické zaťaženie
- Potenciálne zbytočné turbulencie
Pomer recyklácie by sa preto mal vyberať z dopytu po vzduchu a flotačného výkonu, a nie preto, že jedno percento sa považuje za štandard pre každú aplikáciu.
Koagulácia a flokulácia môžu zmeniť požadovanú veľkosť DAF
Výkon DAF do značnej miery závisí od toho, čo sa stane predtým, ako odpadová voda dosiahne flotačnú zónu. Veľmi malé koloidné častice sa nemusia účinne pripojiť k bublinám, pokiaľ nie sú najskôr destabilizované a spojené do väčších vločiek.
Koagulácia
Koagulanty, ako sú soli hliníka alebo železa, môžu znížiť elektrostatické odpudzovanie medzi časticami, čo im umožňuje začať agregovať.
Flokulácia
Polymér alebo riadené miešanie potom môže vytvoriť väčšie vločky, ktoré sa ľahšie zachytávajú pre mikrobubliny.
Jemné častice môžu zostať suspendované a prechádzať do odpadovej vody.
Dostatočne pevné na pripevnenie a zároveň vhodné na plávanie.
Veľké krehké vločky sa môžu pri nadmernom miešaní alebo hydraulických šmykoch rozpadnúť.
Chemické spracovanie tiež vytvára ďalšie pevné látky. DAF dimenzovaný len z prichádzajúcej TSS môže preto podhodnotiť konečné zaťaženie plávajúcimi tuhými látkami, ak sa vytvorí významné chemické zrážanie alebo koagulačný kal.
Pred zväčšením flotačnej plochy skontrolujte, či je skutočným obmedzením úprava častíc, chemická dávka, pH, energia miešania alebo čas flokulácie.
FOG mení dizajn DAF inak ako Mineral TSS
Tuky, oleje a mazivá sú jedným z dôvodov, prečo sa DAF široko používa v odpadových vodách na spracovanie potravín a živočíšnych bielkovín. Tieto materiály majú často nižšiu hustotu ako minerálne pevné látky a sú vhodné na flotáciu, ak sú správne upravené.
Typické aplikácie zahŕňajú:
- spracovanie mäsa a hydiny;
- bitúnky;
- mliekarne;
- výroba potravín a nápojov;
- spracovanie jedlého oleja;
- rastliny pripraveného jedla.
Odpadová voda s vysokou mierou hmly však vytvára svoje vlastné prevádzkové problémy. Mazivo môže pokryť nástroje, prilepiť sa na povrch nádrže, zmeniť dopyt po polyméri a vytvoriť hustý, lepkavý plavený kal.
To znamená, že 1 000 mg/l minerálnej TSS a 1 000 mg/l zmiešanej FOG a organických pevných látok by sa nemalo automaticky považovať za identické konštrukčné podmienky.
Často Hustejšie
Môže vyžadovať silnejšiu flokuláciu a primerané pripojenie bublín na prekonanie väčšej hustoty častíc.
Prirodzene plávajúce
Často sa dobre hodí pre DAF, ale môže vytvárať lepkavý kal a ťažšiu manipuláciu po prúde.
Nezabudnite na DAF Sludge Production
DAF, ktorý odstraňuje pevné látky, efektívne prenáša tieto pevné látky z odpadovej vody do povrchovej vrstvy kalu. Tento kal sa musí stále zhromažďovať, skladovať, čerpať a nakoniec odvodniť alebo zlikvidovať.
Ak je zaťaženie pritekajúcimi tuhými látkami 40 kg/h a DAF odstraňuje vysoké percento týchto pevných látok, podstatná denná hmota suchých pevných látok sa nahromadí v kale plaváka. Skutočný objem mokrého kalu môže byť oveľa väčší, pretože plávajúci materiál stále obsahuje značné množstvo vody.
Dizajn DAF by preto mal zvážiť:
- kapacita povrchovej škrabky;
- dizajn kalovej pláže alebo násypky;
- objem zásobníka kalu;
- výber kalového čerpadla;
- polymérna úprava;
- zaradený závitovkový lis, kalolis alebo iné odvodňovacie zariadenie.
DAF môže splniť svoj cieľ pre odpadovú vodu, ale stále môže spôsobiť prevádzkové problémy, ak škrabka, kalová nádrž, čerpadlá alebo odvodňovací systém nedokážu spracovať regenerované pevné látky.
Spracovaný príklad: Dimenzovanie DAF pre odpadovú vodu zo spracovania potravín
Nasledujúci zjednodušený príklad ukazuje, ako možno kombinovať hydraulický prietok a zaťaženie pevnými látkami počas predbežného dimenzovania DAF. Je to len ilustrácia; Konečná veľkosť zariadenia by sa mala potvrdiť zo skutočných údajov o odpadových vodách a testovania čistenia.
Krok 1: Vypočítajte maximálne zaťaženie TSS
30 × 1 000 ÷ 1 000 = 30 kg TSS/h
Krok 2: Vypočítajte maximálne zaťaženie FOG
30 × 300 ÷ 1000 = 9 kg FOG/h
Krok 3: Odhadnite množstvo identifikovateľného znečistenia
309 = 39 kg/h
Táto hodnota 39 kg/h ešte nezahŕňa ďalšie tuhé látky vytvorené koaguláciou, precipitáciou alebo úpravou polyméru.
Krok 4: Odhadnite flotačnú plochu
Ak predbežný návrh používa ilustračnú rýchlosť hydraulického zaťaženia 6 m³/m²·h:
30 m³/h ÷ 6 m³/m²·h = 5 m² flotačnej plochy
Krok 5: Skontrolujte požiadavky na vzduch a recykláciu
Konštrukcia sa potom musí skontrolovať vzhľadom na skutočné zaťaženie tuhými látkami, požiadavku na pomer vzduchu k tuhým látkam, recyklačný prietok, saturačný tlak, tvorbu bublín, kvalitu vločiek a očakávaný cieľ odtoku.
Krok 6: Skontrolujte nakladanie s kalom
Nakoniec povrchová škrabka, kalová nádrž, čerpadlá a následné odvodňovacie zariadenie musia byť dimenzované pre regenerované pevné látky.
Praktický kontrolný zoznam veľkosti DAF pred požiadaním o cenovú ponuku
Poskytnutie úplných informácií o odpadových vodách umožňuje dodávateľovi DAF vyhodnotiť povinnosť čistenia namiesto jednoduchého priraďovania modelu zariadenia k jednému číslu toku.
Hydraulické údaje
- Priemerný prietok
- Maximálny prietok
- Špičkový prietok
- Prevádzkové hodiny za deň
- Existujúci objem vyrovnávania
Kvalita odpadových vôd
- CHSK a BSK
- TSS
- FOG
- pH
- Teplota
- Ďalšie hlavné kontaminanty
Predúprava
- Skríning
- Vyrovnávanie
- Koagulácia
- Flokulácia
- Existujúce chemické dávky
Požiadavka na odpadovú vodu
- Cieľový TSS
- Cieľová hmla
- Požadované zníženie COD
- Potreba následného biologického čistenia
Manipulácia s kalom
- Existujúca kalová nádrž
- K dispozícii kalové čerpadlo
- Odvodňovacie zariadenie
- Požadovaná konečná sušina koláča
Bežné chyby veľkosti DAF
Výber z Len priemerný prietok
Krátke hydraulické špičky môžu preťažiť jednotku, ktorá sa zdá byť adekvátna na základe denného priemeru.
Ignorovanie hromadného zaťaženia pevných látok
Rovnaký m³/h môže predstavovať úplne odlišné flotačné povinnosti v kg/h.
Zaobchádzanie s FOG ako s obyčajným TSS
Oleje a mazivá ovplyvňujú flotáciu, chemickú úpravu a manipuláciu s kalom odlišne.
Za predpokladu, že viac recyklácie je vždy lepšie
Nadmerná recyklácia zvyšuje hydraulické zaťaženie a energiu bez automatického zlepšenia odstraňovania.
Ignorovanie koagulácie a flokulácie
Slabá úprava častíc môže zabrániť správnemu modelu DAF dosiahnuť svoj cieľ.
Zabudnutie na manipuláciu s kalom
Vysoké zachytávanie pevných látok môže preťažiť škrabku, kalovú nádrž, čerpadlo alebo odvodňovací systém.
Potrebujete dimenzovať systém DAF pre vašu odpadovú vodu?
NIHAO môže pomôcť vyhodnotiť kapacitu DAF z hydraulického prietoku a zaťaženia znečisťujúcimi látkami. Pošlite nám svoj priemerný a špičkový prietok, TSS, FOG, CHSK, pH, zdroj odpadovej vody, existujúce predčistenie a požadovanú kvalitu odpadovej vody.
Náš tím môže pred odporúčaním vhodnej konfigurácie DAF skontrolovať flotačné zaťaženie, hydraulickú oblasť, požiadavky na recykláciu, potreby chemickej úpravy a podmienky nakladania s kalom.
Často kladené otázky
Ako vypočítate kapacitu DAF?
Kapacita DAF by sa mala vyhodnotiť z projektovaného prietoku, špičkového prietoku, hydraulického povrchového zaťaženia, hmotnostného zaťaženia tuhými látkami, FOG, dopytu medzi vzduchom a tuhými látkami, podmienok recyklácie, flokulačného výkonu a kapacity manipulácie s kalom.
Dá sa veľkosť DAF vybrať len z prietoku odpadovej vody?
Nie. Prietok definuje hydraulické zaťaženie, ale koncentrácia a zloženie pevných látok určujú flotačné zaťaženie. Dva prúdy odpadovej vody s rovnakým prietokom môžu vyžadovať rôzne veľkosti DAF a prevádzkové podmienky.
Ako TSS ovplyvňuje dimenzovanie DAF?
Koncentrácia TSS by sa mala previesť na kg/h zaťaženia tuhými látkami. Vyššie zaťaženie tuhými látkami zvyčajne zvyšuje flotačný výkon, spotrebu vzduchu, produkciu kalu a dôležitosť účinnej koagulácie a flokulácie.
Aká je rýchlosť hydraulického zaťaženia pri flotácii rozpusteným vzduchom?
Rýchlosť hydraulického zaťaženia popisuje prietok odpadovej vody aplikovaný na jednotku efektívnej flotačnej plochy, bežne vyjadrený ako m³/m²·h. Je to jeden z parametrov, ktorý sa používa na odhad požadovanej flotačnej plochy.
Aký je pomer vzduchu a pevných látok v DAF?
Pomer vzduchu k tuhým látkam opisuje vzťah medzi dostupným rozpusteným vzduchom a hmotou pevných látok, ktoré sa musia nadnášať. Pomáha určiť, či je k dispozícii dostatok mikrobublín pre skutočné zaťaženie tuhými látkami.
Ako vypočítate pomer recyklácie DAF?
Recyklovať ratio is the recycle flow divided by influent flow. The appropriate value should be based on dissolved-air demand, saturation conditions, solids loading, and actual flotation performance rather than one fixed percentage.
Vyžaduje si vysoká FOG väčší systém DAF?
Nie automaticky, ale vysoká FOG mení flotačné povinnosti, chemickú úpravu, charakteristiky kalu a požiadavky na údržbu. Koncentrácia FOG by sa preto mala zahrnúť do preskúmania veľkosti.
Prečo DAF potrebuje koaguláciu a flokuláciu?
Veľmi jemné častice a koloidy sa nemusia účinne prichytávať na vzduchové bubliny. Koagulácia ich destabilizuje, zatiaľ čo flokuláciou vznikajú väčšie plávajúce častice, ktoré sa dajú efektívnejšie zachytiť.
Koľko kalu produkuje systém DAF?
Produkcia kalu závisí od prítoku TSS, FOG, účinnosti odstraňovania, dávky koagulantu, použitia polyméru a chemicky vyzrážaných pevných látok. Hmotnostné zaťaženie by sa malo odhadnúť pred dimenzovaním zariadenia na skladovanie kalu a odvodňovania.
Aké údaje o odpadových vodách by som mal poskytnúť pri žiadosti o cenovú ponuku DAF?
Poskytnite priemerný a špičkový prietok, prevádzkové hodiny, CHSK, BSK, TSS, FOG, pH, teplotu, zdroj odpadovej vody, existujúce skríning alebo vyrovnávanie, chemické čistenie, požadovanú kvalitu výstupu a informácie o manipulácii s kalom.
Angličtina
عربي
español
