Ce este flotația cu aer dizolvat (DAF)? Înțelegerea principiului de funcționare

În peisajul industrial actual, din ce în ce mai preocupat de mediu, tratarea eficientă a apelor uzate nu este doar o cerință de reglementare, ci o piatră de temelie a unei operațiuni durabile. Pentru întreprinderile din sectorul reciclării, în special cele care manipulează materiale plastice, gestionarea eficientă a calității apei este primordială. Una dintre cele mai robuste și adoptate tehnologii în acest scop este flotația cu aer dizolvat (DAF). Acest articol analizează complexitatea DAF, explicând principiul său de funcționare și subliniind importanța sa pentru aplicațiile industriale, inclusiv rolul crucial al... echipament de flotație cu aer dizolvat în procesele moderne de reciclare.

La Energycle: Plastic Machinery, înțelegem provocările cu care se confruntă cumpărătorii și inginerii de echipamente industriale de reciclare. Acest ghid își propune să ofere o înțelegere cuprinzătoare, dar clară, a tehnologiei DAF, permițând luarea unor decizii informate pentru nevoile dumneavoastră de gestionare a apelor uzate.

Ce este exact flotația cu aer dizolvat?

Flotația cu aer dizolvat (DAF) este un proces de tratare a apei care clarifică apele uzate (sau alte ape) prin îndepărtarea materiilor în suspensie, cum ar fi uleiurile, grăsimile, solidele și floconii. Principiul fundamental implică introducerea unor bule microscopice de aer în apele uzate. Aceste bule se atașează de particulele în suspensie, reducându-le densitatea totală și făcându-le să plutească la suprafață. Acest strat concentrat de contaminanți, cunoscut sub numele de „flotant” sau „nămol”, poate fi apoi îndepărtat prin separare, lăsând în urmă o apă semnificativ mai curată.

Sistemele DAF sunt deosebit de eficiente pentru tratarea apelor uzate industriale cu o concentrație mare de contaminanți care nu se sedimentează ușor, ceea ce le face o soluție ideală pentru multe operațiuni de reciclare în care apa intră în contact cu diverse materiale plastice, etichete, adezivi și conținut rezidual.

Principiul de funcționare: o defalcare pas cu pas

Înțelegerea modului în care echipament de flotație cu aer dizolvat funcționează este esențial pentru aprecierea eficienței sale. Procesul poate fi, în general, împărțit în următoarele etape cheie:

1. Pretratament (opțional, dar adesea recomandat):
   • Screening: Solidele și resturile mai mari sunt adesea îndepărtate mai întâi pentru a preveni deteriorarea sau înfundarea echipamentelor din aval.
   • Ajustarea pH-ului: Optimizarea pH-ului apelor uzate poate spori eficacitatea tratării chimice ulterioare.
   • Coagulare și floculare: Acesta este un pas pregătitor critic.
     • Coagulare: În apele uzate se adaugă un coagulant (de exemplu, clorură ferică sau sulfat de aluminiu). Această substanță chimică neutralizează sarcinile electrice ale particulelor fine în suspensie, permițându-le să înceapă să se agrege.
     • Floculare: După coagulare, se introduce un floculant (de obicei un polimer). Amestecarea ușoară promovează aglomerarea particulelor destabilizate în flocule mai mari, mai flotabile. Aceste flocule mai mari sunt mult mai ușor de atașat și de ridicat de către bulele de aer.
2. Saturația aerului:
   • O porțiune din efluentul clarificat (sau uneori apa dulce) este pompată într-un recipient sub presiune, adesea numit saturator sau tambur de saturație cu aer.
   • Aer comprimat este introdus în acest recipient la presiune ridicată (de obicei 4-7 bari). Sub această presiune, o cantitate semnificativ mai mare de aer se dizolvă în apă decât ar fi posibil la presiunea atmosferică – acest lucru este guvernat de Legea lui Henry. Această apă saturată cu aer este adesea denumită „apă albă” datorită aspectului său lăptos atunci când presiunea este eliberată.
3. Eliberarea presiunii și formarea microbulelor:
   • Apa sub presiune, saturată cu aer, este apoi injectată în rezervorul principal de flotație DAF, unde este introdusă și apa uzată influentă (care a suferit coagulare și floculare).
   • Pe măsură ce această „apă albă” intră în rezervorul de flotație, presiunea este redusă brusc la nivelurile atmosferice. Această scădere bruscă a presiunii face ca aerul dizolvat să iasă din soluție sub forma a milioane de bule microscopice (de obicei cu diametrul de 20-50 microni). Aceste bule minuscule sunt cruciale pentru o flotație eficientă.
4. Flotație și separare:
   • Microbulele întâlnesc și aderă la suprafața particulelor floculate din apele uzate.
   • Flotabilitatea combinată a bulelor de aer și a flocului solid face ca aceste particule să se ridice la suprafața rezervorului DAF, formând un strat de nămol concentrat.
5. Eliminarea nămolului:
   • Un mecanism de îndepărtare a nămolului, cum ar fi un set de lame raclete care se mișcă lent sau un skimmer de tip eșuare, îndepărtează ușor stratul de nămol plutitor de la suprafața apei.
   • Acest nămol este deversat într-o cameră sau pâlnie de colectare separată pentru deshidratare și eliminare sau, în unele cazuri, pentru recuperarea potențială a materialelor.
6. Deversare efluent clarificat:
   • Apa clarificată, acum în mare parte lipsită de solide în suspensie și alți contaminanți plutitori, este colectată din partea inferioară sau din secțiunea mijlocie a rezervorului DAF și evacuată pentru tratare ulterioară, reutilizare în cadrul instalației (de exemplu, în etapele de spălare a plasticului) sau eliminare conformă cu reglementările. O parte din această apă clarificată este de obicei reciclată înapoi în vasul de saturație cu aer pentru a crea „apa albă”.

Sugestie de diagramă:

O diagramă simplificată care ilustrează fluxul procesului DAF ar fi utilă în acest caz. Ar trebui să arate:

1. Intrarea în ape uzate influente.
2. Rezervoare de coagulare/floculare (intrare opțională prezentată).
3. Vasul de saturație cu aer (saturator) cu admisie de aer și admisie de apă reciclată.
4. Injectarea de „apă albă” și influent tratat în rezervorul DAF.
5. Microbule care se atașează de flocoane și se ridică.
6. Stratul de nămol din partea superioară cu un mecanism de separare a apei.
7. Ieșire efluent clarificată și linia de recirculare către saturator.

De ce este DAF important pentru industria de reciclare?

Procesul de reciclare a plasticului, de exemplu, implică adesea spălarea fulgilor de plastic mărunțiți pentru a îndepărta etichetele, murdăria, adezivii și reziduurile alimentare. Această apă de spălare se contaminează cu un amestec de solide în suspensie, materie organică și uneori uleiuri sau grăsimi. Tratarea eficientă a acestor ape uzate este esențială pentru:

• Conformitatea mediului: Respectarea reglementărilor stricte privind deversarea.
• Reutilizarea apei: Reducerea consumului de apă dulce prin permiterea reciclării apei de proces, ceea ce duce la economii semnificative de costuri și la o amprentă ecologică mai mică. tratare eficientă a apei prin flotație cu aer dizolvat (DAF) pentru reciclarea plasticului Soluțiile sunt concepute având în vedere acest lucru.
• Eficiență operațională: Prevenirea problemelor precum blocajele duzelor sau eficiența redusă în procesele din aval din cauza apei contaminate.
• Echipament de protecție: Reducerea uzurii altor utilaje prin îndepărtarea particulelor abrazive.

Echipament de flotație cu aer dizolvat oferă o metodă fiabilă și dovedită pentru atingerea acestor obiective.

Avantajele utilizării sistemelor DAF

Tehnologia DAF prezintă mai multe avantaje pentru tratarea apelor uzate industriale:

• Eficiență ridicată de îndepărtare: Excelent la îndepărtarea unei game largi de solide în suspensie, grăsimi, uleiuri și unsori (FOG) și la reducerea cererii chimice de oxigen (COD) și a cererii biochimice de oxigen (BOD).
• Tratament rapid: Procesul de flotație este relativ rapid în comparație cu sedimentarea, permițând amplasamente mai mici ale rezervorului.
• Preia sarcini variabile: Sistemele DAF pot gestiona adesea fluctuațiile calității influentului și ale debitelor mai eficient decât alte metode de separare.
• Produce nămol mai uscat: Nămolul plutit are de obicei o concentrație mai mare de solide (de exemplu, 3-5% solide uscate) în comparație cu nămolul decantat din sedimentare (de exemplu, 0,5-1% solide uscate). Acest lucru reduce volumul nămolului, ducând la costuri mai mici de deshidratare și eliminare.
• Bun pentru solide ușoare, floculante: Deosebit de eficient pentru particulele care au o tendință naturală de a pluti sau care sunt făcute flotabile prin procesul de floculare.

Sugestie de diagramă:

O simplă diagramă comparativă ar putea evidenția performanța DAF:

Contaminant	Eficiență tipică de îndepărtare cu DAF
Totalul de solide în suspensie (TSS)	85-99%
Grăsimi, uleiuri și unsori (FOG)	90-99%
Consumul biochimic de oxigen (CBO)	40-80% (BOD în particule)
Consumul chimic de oxigen (COD)	50-85% (COD de particule)

Notă: Performanța reală depinde de caracteristicile apelor uzate și de proiectarea/funcționarea sistemului.

Considerații cheie la alegerea echipamentelor DAF

Pentru cumpărătorii și inginerii de echipamente industriale de reciclare, alegerea potrivită echipament de flotație cu aer dizolvat implică luarea în considerare a mai multor factori:

• Debit: Volumul de ape uzate care trebuie tratate pe unitatea de timp.
• Încărcătură și tip de contaminanți: Concentrația și natura solidelor în suspensie, a uleiurilor și a altor poluanți.
• Calitatea efluentului necesară: Limitele de descărcare sau standardele de reutilizare care trebuie îndeplinite.
• Disponibilitatea spațiului: Sistemele DAF au, în general, o amprentă mai mică decât decantoarele convenționale, dar necesită totuși spațiu suficient.
• Costuri de capital și de exploatare: Inclusiv consumul de substanțe chimice, consumul de energie și întreținerea.
• Material de construcție: Asigurarea compatibilității cu caracteristicile apelor uzate (de exemplu, pH, corozivitate).
• Nivel de automatizare: Sistemele DAF moderne pot oferi diferite grade de automatizare pentru ușurința operării și monitorizării.

Concluzie

Flotația cu aer dizolvat este o tehnologie de tratare a apei extrem de eficientă și versatilă, care joacă un rol vital în numeroase sectoare industriale, inclusiv în mediul solicitant al reciclării plasticului. Prin înțelegerea principiului de funcționare al DAF - sinergia dintre pretratarea chimică, saturația cu aer, generarea de microbule și separarea fizică - profesioniștii pot aprecia capacitatea sa de a elimina o gamă largă de contaminanți.

Investiții în echipamente robuste și bine proiectate echipament de flotație cu aer dizolvat este o mișcare strategică pentru instalațiile de reciclare care vizează respectarea reglementărilor de mediu, sporirea eficienței operaționale și promovarea sustenabilității apei. La Energycle: Plastic Machinery, ne angajăm să oferim soluții avansate și fiabile pentru a răspunde provocărilor dumneavoastră în domeniul tratării apelor uzate. Contactați-ne pentru a afla mai multe despre cum poate fi integrată tehnologia DAF în operațiunile dumneavoastră de reciclare.