Mikä on liuenneen ilman flotaatio (DAF)? Toimintaperiaatteen ymmärtäminen

Nykypäivän yhä ympäristötietoisemmassa teollisuusympäristössä tehokas jätevedenkäsittely ei ole vain sääntelyvaatimus, vaan kestävän toiminnan kulmakivi. Kierrätysalan yrityksille, erityisesti muovia käsitteleville, vedenlaadun tehokas hallinta on ensiarvoisen tärkeää. Yksi vankimmista ja laajimmin käytetyistä teknologioista tähän tarkoitukseen on liuennut ilmaflotaatio (DAF). Tämä artikkeli syventyy DAF:n monimutkaisuuksiin, selittää sen toimintaperiaatteen ja korostaa sen merkitystä teollisissa sovelluksissa, mukaan lukien ratkaisevan tärkeä rooli liuenneen ilman flotaatiolaitteet nykyaikaisissa kierrätysprosesseissa.

Energycle: Plastic Machinerylla ymmärrämme teollisuuden kierrätyslaitteiden ostajien ja insinöörien kohtaamat haasteet. Tämän oppaan tavoitteena on tarjota kattava ja selkeä käsitys DAF-teknologiasta, jotta voit tehdä tietoon perustuvia päätöksiä jätevesien käsittelytarpeisiisi.

Mitä tarkalleen ottaen on liuennut ilmaflotaatio?

Liuenneen ilman flotaatio (DAF) on vedenkäsittelyprosessi, joka kirkastaa jätevesiä (tai muita vesiä) poistamalla niistä suspendoitunutta ainetta, kuten öljyjä, rasvoja, kiinteitä aineita ja hiutaleita. Perusperiaatteena on mikroskooppisten ilmakuplien lisääminen jäteveteen. Nämä kuplat kiinnittyvät suspendoituneisiin hiukkasiin, mikä vähentää niiden kokonaistiheyttä ja saa ne kellumaan pinnalle. Tämä tiivistynyt epäpuhtauskerros, joka tunnetaan nimellä "kelluke" tai "liete", voidaan sitten kuoria pois, jolloin jäljelle jää huomattavasti puhtaampaa vettä.

DAF-järjestelmät ovat erityisen tehokkaita teollisuusjätevesien käsittelyssä, joissa on paljon epäpuhtauksia, jotka eivät helposti laskeudu. Tästä syystä ne ovat ihanteellinen ratkaisu moniin kierrätysoperaatioihin, joissa vesi joutuu kosketuksiin erilaisten muovien, etikettien, liimojen ja jäännössisältöjen kanssa.

Toimintaperiaate: Vaiheittainen erittely

Ymmärrys siitä, miten liuenneen ilman flotaatiolaitteet toimii, on avain sen tehokkuuden arvostamiseen. Prosessi voidaan yleensä jakaa seuraaviin keskeisiin vaiheisiin:

1. Esikäsittely (valinnainen, mutta usein suositeltava):
   • Seulonta: Suuremmat kiinteät aineet ja roskat poistetaan usein ensin, jotta estetään jatkolaitteiden vaurioituminen tai tukkeutuminen.
   • pH-säätö: Jäteveden pH:n optimointi voi parantaa myöhemmän kemiallisen käsittelyn tehokkuutta.
   • Koagulaatio ja flokkulaatio: Tämä on kriittinen valmisteluvaihe.
     • Koagulaatio: Jäteveteen lisätään koagulanttia (esim. rautakloridia tai alumiinisulfaattia). Tämä kemikaali neutraloi hienojen leijuvien hiukkasten sähköiset varaukset, jolloin ne alkavat kasaantua.
     • Flokkulaatio: Koagulaation jälkeen lisätään flokkulantti (yleensä polymeeri). Hellävarainen sekoittaminen edistää destabiloituneiden hiukkasten agglomeraatiota suuremmiksi, kelluvammiksi flokeiksi. Ilmakuplien on paljon helpompi tarttua näihin suurempiin flokkeihin ja nostaa niitä.
2. Ilman kylläisyys:
   • Osa selkeytetystä jätevedestä (tai joskus makeasta vedestä) pumpataan paineastiaan, jota usein kutsutaan kyllästys- tai ilmasaturaatiorummuksi.
   • Paineilmaa johdetaan tähän astiaan korkeassa paineessa (tyypillisesti 4–7 baaria). Tässä paineessa veteen liukenee huomattavasti suurempi määrä ilmaa kuin ilmakehän paineessa – tätä säätelee Henryn laki. Tätä ilmakylläistä vettä kutsutaan usein ”valkovedeksi”, koska se näyttää maitomaiselta paineen alettua.
3. Paineen vapautuminen ja mikrokuplien muodostuminen:
   • Paineistettu, ilmakyllästetty vesi ruiskutetaan sitten DAF-pääflotaatiosäiliöön, jonne myös sisään tuleva jätevesi (joka on läpikäynyt koagulaation ja flokkulaation) johdetaan.
   • Kun tämä "valkovesi" saapuu flotaatiosäiliöön, paine laskee äkillisesti ilmakehän tasolle. Tämä äkillinen paineenlasku saa liuenneen ilman poistumaan liuoksesta miljoonina mikroskooppisten kuplien muodossa (tyypillisesti halkaisijaltaan 20–50 mikronia). Nämä pienet kuplat ovat ratkaisevan tärkeitä tehokkaalle flotaatiolle.
4. Vaahdotus ja erottelu:
   • Mikrokuplat kohtaavat jätevedessä olevien flokkuloituneiden hiukkasten pintaa ja tarttuvat siihen.
   • Yhdistetyn ilmakuplien ja kiinteän flokin kelluvuus saa nämä hiukkaset nousemaan DAF-säiliön pinnalle muodostaen tiivistyneen lietekerroksen.
5. Lietteen poisto:
   • Lietekerroksen poistaa varovasti veden pinnalta kuorintamekanismi, kuten hitaasti liikkuvat kaavinterät tai rantakeräin.
   • Tämä liete johdetaan erilliseen keräyssäiliöön tai -suppiloon vedenpoistoa ja hävittämistä tai joissakin tapauksissa materiaalien mahdollista talteenottoa varten.
6. Selkeä jätevesipäästö:
   • Kirkastettu vesi, joka on nyt suurelta osin vapaa kiintoaineista ja muista kelluvista epäpuhtauksista, kerätään DAF-säiliön pohjalta tai keskiosasta ja johdetaan jatkokäsittelyyn, uudelleenkäyttöön laitoksessa (esim. muovinpesuvaiheissa) tai vaatimustenmukaiseen hävittämiseen. Osa tästä kirkastetusta vedestä kierrätetään tyypillisesti takaisin ilmasaturaatiosäiliöön "nokkaveden" luomiseksi.

Kaavioehdotus:

Yksinkertaistettu kaavio, joka havainnollistaa DAF-prosessinkulkua, olisi tässä hyödyllinen. Sen tulisi näyttää:

1. Sisään tulevan jäteveden sisääntulo.
2. Koagulaatio-/flokkulaatiosäiliöt (valinnainen syöttö näkyy).
3. Ilman kyllästysastia (saturaattori), jossa on ilmansyöttö ja kierrätetyn veden syöttö.
4. 'Nokkaveden' ja käsitellyn tuloveden injektointi DAF-säiliöön.
5. Mikrokuplat tarttuvat flokkeihin ja nousevat.
6. Lietekerros päällä, jossa on kaavinmekanismi.
7. Kirkastetun jäteveden ulostulo ja kierrätyslinja kyllästyslaitteeseen.

Miksi DAF on tärkeä kierrätysteollisuudelle?

Esimerkiksi muovinkierrätysprosessiin kuuluu usein silputtujen muovihiutaleiden peseminen etikettien, lian, liimojen ja ruokajäämien poistamiseksi. Tämä pesuvesi saastuu kiintoaineiden, orgaanisen aineen ja joskus öljyjen tai rasvojen seoksella. Tämän jäteveden tehokas käsittely on välttämätöntä seuraavien asioiden vuoksi:

• Ympäristövaatimustenmukaisuus: Tiukkojen päästömääräysten noudattaminen.
• Veden uudelleenkäyttö: Vähennämme makean veden kulutusta mahdollistamalla prosessiveden kierrätyksen, mikä johtaa merkittäviin kustannussäästöihin ja pienempään ympäristöjalanjälkeen. Tehokas liuenneen ilman flotaatio (DAF) -vedenkäsittely muovinkierrätykseen ratkaisut suunnitellaan tätä silmällä pitäen.
• Toiminnan tehokkuus: Estää ongelmia, kuten suuttimien tukoksia tai saastuneen veden aiheuttamia tehokkuuden laskua loppupään prosesseissa.
• Suojaavat varusteet: Vähentää muiden koneiden kulumista poistamalla hankaavia hiukkasia.

Liuenneen ilman flotaatiolaitteet tarjoaa luotettavan ja todistetun menetelmän näiden tavoitteiden saavuttamiseksi.

DAF-järjestelmien käytön edut

DAF-teknologia tarjoaa useita etuja teollisuuden jätevesien käsittelyssä:

• Korkea poistotehokkuus: Erinomainen poistamaan laajan valikoiman suspendoituneita kiinteitä aineita, rasvoja, öljyjä ja tahroja (FOG) sekä vähentämään kemiallista hapenkulutusta (COD) ja biokemiallista hapenkulutusta (BOD).
• Nopea hoito: Vaahdotusprosessi on suhteellisen nopea verrattuna sedimentaatioon, mikä mahdollistaa pienemmän säiliötilan.
• Kestää vaihtelevia kuormia: DAF-järjestelmät pystyvät usein käsittelemään sisääntuloveden laadun ja virtausnopeuksien vaihteluita tehokkaammin kuin jotkin muut erotusmenetelmät.
• Tuottaa kuivempaa lietettä: Kellutetun lietteen kiintoainepitoisuus on tyypillisesti korkeampi (esim. 3–5% kuiva-ainetta) verrattuna laskeutumislietteeseen (esim. 0,5–1% kuiva-ainetta). Tämä vähentää lietteen määrää, mikä johtaa pienempiin vedenpoisto- ja hävityskustannuksiin.
• Hyvä kevyille, flokkulanttikiinteille aineille: Erityisen tehokas hiukkasille, joilla on luontainen taipumus kellua tai jotka kelluvat flokkulaatioprosessin seurauksena.

Kaavioehdotus:

Yksinkertainen vertailutaulukko voisi korostaa DAF:n suorituskykyä:

Saastuminen	Tyypillinen poistotehokkuus DAF:lla
Kokonaissuspendoituneet kiintoaineet (TSS)	85-99%
Rasvat, öljyt ja rasva (FOG)	90-99%
Biokemiallinen hapenkulutus (BOD)	40-80% (hiukkasten BOD)
Kemiallinen hapenkulutus (COD)	50-85% (hiukkasten COD)

Huomautus: Todellinen suorituskyky riippuu jäteveden ominaisuuksista ja järjestelmän suunnittelusta/käytöstä.

Keskeiset huomioitavat asiat DAF-laitteita valittaessa

Teollisuuden kierrätyslaitteiden ostajille ja insinööreille oikean laitteen valinta liuenneen ilman flotaatiolaitteet johon liittyy useiden tekijöiden huomioon ottaminen:

• Virtausnopeus: Käsiteltävän jäteveden määrä aikayksikköä kohden.
• Saasteiden määrä ja tyyppi: Suspendoituneiden kiintoaineiden, öljyjen ja muiden epäpuhtauksien pitoisuus ja luonne.
• Vaadittu jäteveden laatu: Päästörajat tai uudelleenkäyttöstandardit, jotka on täytettävä.
• Tilan saatavuus: DAF-järjestelmät vievät yleensä vähemmän tilaa kuin perinteiset selkeyttimet, mutta ne vaativat silti riittävästi tilaa.
• Pääoma- ja käyttökustannukset: Mukaan lukien kemikaalien kulutus, energiankulutus ja kunnossapito.
• Rakennusmateriaali: Yhteensopivuuden varmistaminen jäteveden ominaisuuksien (esim. pH, syövyttävyys) kanssa.
• Automaatiotaso: Nykyaikaiset DAF-järjestelmät voivat tarjota vaihtelevia automaatioasteita käytön ja valvonnan helpottamiseksi.

Johtopäätös

Liuennut ilmaflotaatio on erittäin tehokas ja monipuolinen vedenkäsittelytekniikka, jolla on keskeinen rooli useilla teollisuudenaloilla, mukaan lukien vaativa muovinkierrätysympäristö. Ymmärtämällä DAF:n toimintaperiaatteen – kemiallisen esikäsittelyn, ilmasaturaation, mikrokuplien muodostumisen ja fyysisen erottelun synergian – ammattilaiset voivat arvostaa sen kykyä poistaa monenlaisia epäpuhtauksia.

Investoimalla kestäviin ja hyvin suunniteltuihin liuenneen ilman flotaatiolaitteet on strateginen siirto kierrätyslaitoksille, joiden tavoitteena on ympäristövaatimustenmukaisuus, toiminnan tehokkuuden parantaminen ja veden kestävän kehityksen edistäminen. Energycle: Plastic Machinerylla olemme sitoutuneet tarjoamaan edistyneitä ja luotettavia ratkaisuja jätevedenkäsittelyhaasteisiinne. Ota yhteyttä ja kysy lisää siitä, miten DAF-teknologia voidaan integroida kierrätystoimintoihinne.