Systémy flotace rozpuštěného vzduchu jsou často vybírány podle jmenovitého průtoku, ale samotný hydraulický průtok nedefinuje skutečnou povinnost čištění. Dva proudy odpadní vody mohou mít oba 30 m³/h a přesto vyžadují velmi odlišné konfigurace DAF, pokud se liší jejich suspendované pevné látky, tuky, oleje, maziva, vločkové charakteristiky, špičkový průtok a zatížení chemickým kalem. Správné dimenzování DAF proto vyžaduje jak hydraulický výpočet, tak výpočet zatížení pevnými látkami.
Proč nelze vybrat kapacitu DAF ze samotného průtoku
Běžný dotaz společnosti DAF začíná jednoduchým prohlášením, jako je: "Můj průtok odpadní vody je 20 m³/h. Jakou velikost DAF potřebuji?"
Průtok je zásadní, ale je to pouze první návrhový vstup. Uvažujme dva proudy odpadních vod, které oba vstupují do systému DAF rychlostí 20 m³/h.
Odpadní voda s nízkým obsahem pevných látek
- Průtok: 20 m³/h
- TSS: 150 mg/l
- MLHA: 20 mg/l
- Relativně stabilní vliv
Odpadní voda s vysokým zatížením
- Průtok: 20 m³/h
- TSS: 2 000 mg/l
- MLHA: 600 mg/l
- Silné dávkové a čisticí špičky
Hydraulický průtok je stejný, ale projekt B klade na flotační systém mnohem větší separační zátěž. Může vyžadovat odlišnou chemii koagulace, větší přívod rozpuštěného vzduchu, jiné podmínky recyklace, větší účinnou flotační plochu a větší kapacitu pro manipulaci s kalem.
Průtok určuje, kolik vody musí projít jednotkou, zatímco charakteristiky TSS, MLHA, chemického kalu a vloček určují, kolik materiálu musí být skutečně vyplaveno a odstraněno.
Začněte s průměrným průtokem – ale navrhněte pro skutečný špičkový průtok
Průměrný denní průtok je užitečný pro předběžné výpočty, ale průmyslová odpadní voda jen zřídka vstupuje do systému DAF naprosto konstantní rychlostí.
Výrobní plány, čištění nádrží, vypouštění CIP, mytí zařízení, vykládání dávek a změny směn mohou způsobit krátká období, kdy je hydraulické zatížení mnohem vyšší, než je denní průměr.
Například závod vyrábějící 300 m³/den automaticky nevyžaduje velikost DAF pro:
300 m³/den ÷ 24 h = 12,5 m³/h
Pokud továrna vypouští pouze odpadní vodu během 16 výrobních hodin, průměrný provozní průtok je již:
300 ÷ 16 = 18,75 m³/h
Mycí cyklus nebo uvolnění šarže může dočasně posunout skutečný vrchol na 25 nebo 30 m³/h. Projektování pouze kolem 12,5 m³/h by proto mohlo přetížit DAF v obdobích, kdy to čistírna nejvíce potřebuje.
| Průtokový parametr | Proč na tom záleží |
|---|---|
| Průměrný denní průtok | Užitečné pro celkové denní zatížení a výpočty provozních nákladů |
| Průměrný provozní průtok | Odráží skutečné hodiny výroby |
| Maximální nepřetržitý průtok | Důležité pro trvalou hydraulickou kapacitu |
| Špičkový průtok | Určuje krátkodobé hydraulické namáhání flotační zóny |
Vyrovnání může zmenšit velikost DAF a zlepšit stabilitu
Správně dimenzovaná vyrovnávací nádrž může vyrovnat hydraulické a znečišťující špičky předtím, než odpadní voda dosáhne DAF. To může snížit maximální požadovanou rychlost flotace a učinit dávkování chemikálií stabilnější.
Převeďte TSS a MLHA na hromadné načítání
Koncentrace v mg/l vypovídá jen část příběhu. Zařízení DAF musí každou hodinu odstraňovat množství pevných látek, takže koncentrace by měly být převedeny na hmotnostní zatížení.
Příklad: Načítání TSS
Pokud je průtok 30 m³/h a TSS je 1 200 mg/l:
30 × 1 200 ÷ 1000 = 36 kg TSS/h
Flotační systém proto musí zpracovat přibližně 36 kg/h přitékajících nerozpuštěných látek před zvážením MLHA, chemicky vysrážených pevných látek nebo kalů generovaných koagulanty.
| Parametr | Typická jednotka | Proč na tom záleží |
|---|---|---|
| Průtok | m³/h | Definuje hydraulické zatížení |
| TSS | mg/l | Definuje hmotnostní zatížení nerozpuštěných látek |
| FOG | mg/l | Definuje plovoucí zatížení oleje a maziva |
| Chemický kal | kg/h | Přidává pevné látky vzniklé koagulací a srážením |
| Špičkové zatížení pevnými látkami | kg/h | Určuje maximální flotační povinnost |
To je důvod, proč by jmenovitá kapacita m³/h nikdy neměla být jediným základem pro porovnávání nabídek DAF.
Hydraulické povrchové zatížení Určuje flotační plochu DAF
Jakmile je znám návrhový tok, další hlavní hydraulickou otázkou je, jak velká plocha flotačního povrchu je požadována.
Zjednodušený vztah hydraulického zatížení lze zapsat jako:
Přeuspořádání rovnice:
kde:
- Q = návrhový hydraulický průtok, m³/h;
- A = efektivní flotační plocha, m²;
- HLR = zvolené hydraulické zatížení, m³/m²·h.
Ilustrativní příklad
Předpokládejme:
pak:
30 ÷ 6 = 5 m² efektivní flotační plochy
Toto je pouze předběžný hydraulický výpočet. Zvolená rychlost plnění musí stále odpovídat odpadní vodě, kvalitě vloček, tvorbě bublin, koncentraci pevných látek, geometrii nádrže a požadované kvalitě odpadních vod.
Kompaktní DAF s agresivním povrchovým zatížením může snížit CAPEX, ale také snižuje provozní rezervu, když se mění průtok, pevné látky nebo kvalita vloček.
Poměr vzduchu a pevných látek je důležitější než pouhé přidání více vzduchu
DAF funguje, protože mikroskopické vzduchové bubliny se přichycují k suspendovaným pevným látkám a vločkám, snižují jejich efektivní hustotu a vynášejí je na povrch.
Relevantní otázkou designu není jen to, zda systém produkuje „spoustu bublin“. Jde o to, zda je k dispozici dostatek rozpuštěného vzduchu vzhledem k pevným látkám, které je třeba plavit.
Poměr vzduchu a pevných látek
Poměr vzduchu a pevných látek, často označovaný zkratkou A/S, popisuje vztah mezi dostupnou hmotností rozpuštěného vzduchu a hmotností pevných látek předložených procesu flotace.
Pokud je přívod rozpuštěného vzduchu příliš nízký, vločky nemusí dostat dostatek bublinkového nástavce, aby efektivně stoupaly. Typické příznaky mohou zahrnovat zakalený výtok, viditelné suspendované vločky pod povrchovou vrstvou a špatné zachycování pevných látek.
Ani přebytek vzduchu není automaticky prospěšný. Zbytečné recyklační čerpání a příliš agresivní podmínky uvolňování mohou zvýšit spotřebu energie a mohou vytvářet nadměrné turbulence ve flotační zóně.
Mělo by být vyhodnoceno společně s charakteristikami odpadní vody, koagulací, flokulací, recyklovaným průtokem, tlakovými podmínkami a v případě potřeby výsledky pilotního nebo nádobového testu.
Jak poměr recyklace mění velikost a výkon DAF
Mnoho konvenčních systémů DAF používá tlakový recyklovaný tok. Část vyčištěné vody se vrací přes recyklační čerpadlo a systém sycení vzduchem, kde se vzduch pod tlakem rozpouští. Když je stlačený proud uvolněn zpět do flotační zóny, pokles tlaku tvoří jemné bublinky.
Recyklační poměr lze jednoduše vyjádřit jako:
Příliš malý recyklovaný průtok může snížit dostupný rozpuštěný vzduch. Příliš mnoho recyklace zvyšuje vnitřní hydraulické zatížení, energii čerpadla a požadovanou kapacitu saturačního systému.
Příliš nízká recyklace
- Nedostatečná tvorba bublin
- Špatná flotace při hustém nebo vysokém zatížení pevnými látkami
- Nižší zachycení pevných látek
Příliš vysoká recyklace
- Vyšší čerpací energie
- Větší vnitřní hydraulické zatížení
- Možné zbytečné turbulence
Poměr recyklace by proto měl být vybrán z potřeby vzduchu a flotačního výkonu spíše než proto, že jedno procento je považováno za standard pro každou aplikaci.
Koagulace a flokulace mohou změnit požadovanou velikost DAF
Výkon DAF do značné míry závisí na tom, co se stane předtím, než odpadní voda dosáhne flotační zóny. Velmi malé koloidní částice se nemusí účinně přichytit k bublinám, pokud nejsou nejprve destabilizovány a spojeny do větších vloček.
Koagulace
Koagulanty, jako jsou soli hliníku nebo železa, mohou snížit elektrostatické odpuzování mezi částicemi, což jim umožňuje začít agregovat.
Flokulace
Polymer nebo řízené míchání pak může vytvořit větší vločku, která se snadněji zachytí mikrobublinami.
Jemné částice mohou zůstat suspendované a procházet do odpadní vody.
Dostatečně pevné pro připevnění a zároveň vhodné pro plavání.
Velké křehké vločky se mohou rozpadnout nadměrným mícháním nebo hydraulickým smykem.
Chemická úprava také vytváří další pevné látky. DAF dimenzovaný pouze z příchozího TSS může proto podhodnotit konečné zatížení plovoucími pevnými látkami, pokud dojde k významnému chemickému vysrážení nebo koagulačnímu kalu.
Před zvětšením flotační plochy zkontrolujte, zda je skutečným omezením úprava částic, chemická dávka, pH, energie míchání nebo doba flokulace.
FOG mění design DAF jinak než minerální TSS
Tuky, oleje a tuky jsou jedním z důvodů, proč se DAF široce používá při zpracování potravin a odpadních vodách s živočišnými bílkovinami. Tyto materiály mají často nižší hustotu než minerální pevné látky a jsou vhodné pro flotaci, pokud jsou správně upraveny.
Mezi typické aplikace patří:
- zpracování masa a drůbeže;
- jatka;
- mlékárenské závody;
- výroba potravin a nápojů;
- zpracování jedlého oleje;
- závody na přípravu potravin.
Odpadní voda s vysokou mlhou však vytváří své vlastní provozní problémy. Mazivo může pokrýt nástroje, ulpívat na povrchu nádrže, měnit požadavky na polymer a vytvářet hustý, lepkavý plovoucí kal.
To znamená, že 1 000 mg/l minerální TSS a 1 000 mg/l směsné FOG a organických pevných látek by nemělo být automaticky považováno za identické konstrukční podmínky.
Často Hustější
K překonání větší hustoty částic může vyžadovat silnější vločkování a adekvátní připojení bublin.
Více přirozeně plovoucí
Často se dobře hodí pro DAF, ale může vytvářet lepkavý kal a obtížnější manipulaci po proudu.
Nezapomeňte na DAF Sludge Production
DAF, který odstraňuje pevné látky, účinně přenáší tyto pevné látky z odpadní vody do povrchové vrstvy kalu. Tento kal se musí stále shromažďovat, skladovat, čerpat a nakonec odvodnit nebo zlikvidovat.
Pokud je zatížení přitékajícími pevnými látkami 40 kg/h a DAF odstraní vysoké procento těchto pevných látek, podstatná denní hmota suchých pevných látek se bude hromadit v plovoucím kalu. Skutečný objem mokrého kalu může být mnohem větší, protože plavený materiál stále obsahuje značné množství vody.
Návrh DAF by proto měl vzít v úvahu:
- kapacita povrchové škrabky;
- design kalové pláže nebo násypky;
- objem zásobníku kalu;
- výběr kalového čerpadla;
- úprava polymerů;
- následný šroubový lis, kalolis nebo jiné odvodňovací zařízení.
DAF může splnit svůj cíl pro odpadní vody, ale přesto může způsobit provozní problémy, pokud škrabka, kalová nádrž, čerpadla nebo odvodňovací systém nezvládnou regenerované pevné látky.
Zpracovaný příklad: Dimenzování DAF pro potravinářské odpadní vody
Následující zjednodušený příklad ukazuje, jak lze kombinovat hydraulické proudění a zatížení pevnými látkami během předběžného dimenzování DAF. Je to pouze ilustrace; Konečná velikost zařízení by měla být potvrzena ze skutečných údajů o odpadních vodách a testováním čištění.
Krok 1: Vypočítejte maximální zatížení TSS
30 × 1 000 ÷ 1 000 = 30 kg TSS/h
Krok 2: Vypočítejte maximální zatížení FOG
30 × 300 ÷ 1000 = 9 kg MLHY/h
Krok 3: Odhadněte množství identifikovatelných kontaminantů
309 = 39 kg/h
Tato hodnota 39 kg/h ještě nezahrnuje další pevné látky vzniklé koagulací, precipitací nebo úpravou polymeru.
Krok 4: Odhadněte flotační plochu
Pokud předběžný návrh používá ilustrativní hydraulické zatížení 6 m³/m²·h:
30 m³/h ÷ 6 m³/m²·h = 5 m² flotační plocha
Krok 5: Zkontrolujte požadavky na vzduch a recyklaci
Návrh musí být poté zkontrolován s ohledem na skutečné zatížení pevnými látkami, požadavek na poměr vzduchu k pevným látkám, recyklační průtok, saturační tlak, tvorbu bublin, kvalitu vloček a očekávaný cílový odpad.
Krok 6: Zkontrolujte manipulaci s kalem
Nakonec povrchová škrabka, kalová nádrž, čerpadla a následné odvodňovací zařízení musí být dimenzovány pro regenerované pevné látky.
Než požádáte o cenovou nabídku, praktický kontrolní seznam velikosti DAF
Poskytnutí úplných informací o odpadních vodách umožňuje dodavateli DAF vyhodnotit povinnost čištění namísto pouhého přiřazování modelu zařízení k jednomu číslu toku.
Hydraulická data
- Průměrný průtok
- Maximální průtok
- Špičkový průtok
- Provozní hodiny denně
- Stávající objem vyrovnání
Kvalita odpadních vod
- COD a BSK
- TSS
- FOG
- pH
- Teplota
- Další hlavní kontaminanty
Předúprava
- Screening
- Vyrovnání
- Koagulace
- Flokulace
- Stávající chemické dávky
Požadavek na odpadní vodu
- Cílový TSS
- Cílová MLHA
- Nutné snížení COD
- Potřeba následného biologického čištění
Manipulace s kaly
- Stávající kalová nádrž
- K dispozici kalové čerpadlo
- Odvodňovací zařízení
- Požadované konečné sušiny koláče
Běžné chyby velikosti DAF
Výběr pouze z průměrného průtoku
Krátké hydraulické špičky mohou přetížit jednotku, která se v denním průměru jeví jako adekvátní.
Ignorování hromadného zatížení pevných látek
Stejné m³/h může představovat zcela odlišné flotační povinnosti kg/h.
Zacházení s FOG jako s běžným TSS
Oleje a maziva ovlivňují flotaci, chemickou úpravu a manipulaci s kaly odlišně.
Za předpokladu, že více recyklace je vždy lepší
Nadměrná recyklace zvyšuje hydraulické zatížení a energii, aniž by se automaticky zlepšilo odstraňování.
Ignorování koagulace a flokulace
Špatná úprava částic může zabránit správně dimenzovanému DAF dosáhnout svého cíle.
Zapomínání na manipulaci s kaly
Vysoké zachycování pevných látek může přetížit škrabku, kalovou nádrž, čerpadlo nebo následný odvodňovací systém.
Potřebujete dimenzovat systém DAF pro vaši odpadní vodu?
NIHAO může pomoci vyhodnotit kapacitu DAF z hydraulického průtoku a zatížení znečišťujícími látkami. Pošlete nám svůj průměrný a špičkový průtok, TSS, FOG, CHSK, pH, zdroj odpadních vod, stávající předčištění a požadovanou kvalitu odpadních vod.
Náš tým může před doporučením vhodné konfigurace DAF zkontrolovat flotační provoz, hydraulickou oblast, požadavky na recyklaci, potřeby chemické úpravy a podmínky manipulace s kalem.
Často kladené otázky
Jak vypočítáte kapacitu DAF?
Kapacita DAF by měla být vyhodnocena z projektovaného průtoku, špičkového průtoku, hydraulického povrchového zatížení, hmotnostního zatížení pevnými látkami, FOG, požadavku na vzduch/pevné látky, podmínek recyklace, flokulačního výkonu a kapacity pro manipulaci s kalem.
Lze velikost DAF vybrat pouze z průtoku odpadní vody?
Ne. Průtok definuje hydraulické zatížení, ale koncentrace a složení pevných látek určují flotační zatížení. Dva proudy odpadní vody se stejným průtokem mohou vyžadovat různé velikosti a provozní podmínky DAF.
Jak TSS ovlivňuje dimenzování DAF?
Koncentrace TSS by měla být převedena na kg/h zatížení pevnými látkami. Vyšší zatížení pevnými látkami obvykle zvyšuje flotační povinnost, spotřebu vzduchu, produkci kalu a důležitost účinné koagulace a flokulace.
Jaká je rychlost hydraulického zatížení při flotaci rozpuštěným vzduchem?
Hydraulické zatížení popisuje průtok odpadní vody aplikovaný na jednotku efektivní flotační plochy, běžně vyjádřený jako m³/m²·h. Je to jeden z parametrů sloužících k odhadu požadované flotační plochy.
Jaký je poměr vzduchu a pevných látek v DAF?
Poměr vzduchu k pevným látkám popisuje vztah mezi dostupným rozpuštěným vzduchem a hmotou pevných látek, která musí být plavena. Pomáhá určit, zda je k dispozici dostatek mikrobublin pro aktuální zatížení pevnými látkami.
Jak vypočítáte poměr recyklace DAF?
Recyklujte 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 vysoká mlha větší systém DAF?
Ne automaticky, ale vysoká FOG mění flotační povinnost, chemickou úpravu, vlastnosti kalu a požadavky na údržbu. Koncentrace FOG by proto měla být zahrnuta do přezkumu velikosti.
Proč DAF potřebuje koagulaci a flokulaci?
Velmi jemné částice a koloidy se nemusí účinně vázat na vzduchové bubliny. Koagulace je destabilizuje, zatímco vločkováním vznikají větší plovoucí částice, které lze účinněji zachytit.
Kolik kalu produkuje systém DAF?
Produkce kalu závisí na přítoku TSS, FOG, účinnosti odstraňování, dávce koagulantu, použití polymeru a chemicky vysrážených pevných látek. Hmotnostní zatížení by mělo být odhadnuto před dimenzováním zařízení pro skladování kalu a odvodňování.
Jaké údaje o odpadních vodách bych měl poskytnout, když žádám o cenovou nabídku DAF?
Poskytněte průměrný a špičkový průtok, provozní hodiny, CHSK, BSK, TSS, FOG, pH, teplotu, zdroj odpadní vody, stávající prosévání nebo vyrovnávání, chemické ošetření, požadovanou kvalitu výstupu a informace o nakládání s kalem.
Angličtina
عربي
španělština
