فراوری لجن فعال در تصفیه پساب

(Dissolved Air Flotation (D.A.F

استفاده از حبابهای گاز یا هوا به منظور جداسازی ذرات معدنی و نیز در تصفیه پسابهای حاوی روغن بطور گسترده ای رایج است.

شناورسازی با هوا (Air Flotation)

در این روش، جداسازی از طریق وارد کردن حبابهای ریز گاز(معمولاً هوا) به داخل فاز مایع صورت می پذیرد. حبابهای هوا به ذرات جامد

می چسبند و نیروی شناوری مجموعه ذره و حبابهای گاز بقدری زیادی است که سبب صعود ذره به سطح می شود. بدین ترتیب می توان ذراتی را که چگالی آنها از مایع بیشتر است، به صعود به سطح واداشت. صعود ذرات با چگالی کمتر از مایع(مانند روغن محلول در آب) را نیز می توان با این عمل تسهیل کرد.

استفاده از حبابهای گاز یا هوا به منظور جداسازی ذرات معدنی و نیز در تصفیه پسابهای حاوی روغن بطور گسترده ای رایج است. بطور کلی فرآیند شناورسازی از چهار مرحله اساسی تشکیل می شود:
1- تولید حباب (Bubble) در پساب روغنی.
2- برخورد بین حبابهای گاز و قطرات روغن شناور در آب.
3- چسبیدن ذرات روغن به حبابهای گاز
4- صعود مجموعه هوا- روغن به سطح آب یعنی جایی که روغن(و نیز ذرات جامد معلق همراه آن) جمع آوری می شود.

شناورسازی با هوای محلول(Dissolved Air Flotation)

شناورسازی با هوای محلول(Dissolved Air Flotation)

واحد شناورسازی با هوای محلول معمولاً بعد از یک واحد API یاCPI قرار دارد و به وسیله مواد شیمیایی(پلیمرها و مواد منعقد کننده) و شناورسازی، روغنهای امولسیونی را می زداید.

یک سیستم DAF بطور معمول دارای قسمتهای زیر است:

پمپ فشار، سیستم تزریق هوا، مخزن اشباع سازی، رگولاتور فشار(شیر فشارشکن) و مخزن شناورسازی (دارای پخش کننده جریان ورودی). در سیستم DAF برای اشباع سازی پساب از هوا آنرا تحت فشار قرار می دهند. تحت فشار قرار دادن پساب به سه روش صورت می گیرد:

- تحت فشار قرار دادن کل جریان: در این سیستم تمام پساب خام ورودی تحت فشار قرار گرفته و از هوا اشباع می شود. در این طرز عمل نسبت به دو روش دیگر بیشترین مقدار هوا حل می شود و نتیجه آن بیشترین احتمال اتصال مناسب بین ذرات و حبابهای هواست. اما در اثر این عمل بدلیل نیاز به سیستمهای اشباع سازی بزرگتر، احتمال شکستن لخته ها، در اثر عملکرد پمپ و همچنین هنگام کاهش فشار بیشتر می شود.

- تحت فشار قرار دادن قسمتی از جریان: در این سیستم قسمتی از پساب خام ورودی به طرف سیستم تحت فشار منحرف می شود. از مزایای اصلی این سیستم می توان کاهش دادن بهای پمپاژ، ظرفیت بیشتر سیستم در حمل جریان لخته سازی و کاهش شکستن لخته ها را نام برد. عیب رایج این سیستم و سیستم اول، قیچی شدن لخته ها و یا امولسیونی شدن روغن در هنگامی است که جریان ورودی دچار کاهش فشار می شود. در فشارهای یکسان، مقدار هوای حل شده در این سیستم نسبت به تحت فشار قرار دادن کل جریان بدلیل شدت جریان کمتر پساب کمتر است.

- تحت فشار قرار دادن جریان برگشتی: در این سیستم20 تا50 درصد پساب تصفیه شده به سیستم تحت فشار برگردانده می شود. بنابراین از شکسته شدن لخته ها و یا امولسیون مجدد روغن در جریان ورودی اجتناب می شود. اگر نخواهیم که بار هیدرولیکی(براساس شدت جریان ورودی) تغییر کند، بدلیل اضافه شدن جریان برگشتی به کل جریان مجبور به بکارگیری بستر شناورسازی بزرگتری هستیم.

پارامترهای طراحی DAFپارامترهای مختلف طراحی و محدوده آنها در جدول زیر آورده شده است.
مقادیر مختلف توصیه شده در طراحی سیستمهای DAF

بدلیل این که فشار پیشنهادی برای سیستم اشباع کننده در مراجع مختلف تفاوت دارد، لازم است تا مقایسه ای بین این فشارها و فشارهای واقعی بکار گرفته شده در صنایع مختلف انجام شود. بررسی ها حاکی از بکاربردن فشار40 تا15 پوند براینچ مربع در صنایع مختلف و فشار میانگین56 پوند بر اینچ مربع است.

در بررسی های مشابه انجام شده، میزان جریان برگشتی بین25 تا58 درصد و بطور متوسط برابر با37 درصد گزارش شده است.

Induced Air Flotation (IAF)

شناورسازی به روشIAF سالیان متمادی در صنایع معدن و بهره برداری از سنگ معدن استفاده شده است. اما در تصفیه فاضلاب استفاده از آن در حدود سال1970 شروع شد.

اختلاف بنیادی میان دو واحد شناور سازی سیستمی است که توسط آن حبابها تشکیل می شوند.

در سیستم DAF ابتدا هوا در اثر فشار حل شده و سپس به آن اجازه داده می شود تا بصورت حبابهای نسبتاً ریز در فشار اتمسفری تشکیل هسته دهد. در سیستم استاندارد IAF پره های همزن با دور بالا سبب تولید حبابهای هوا در داخل سوسپانسیون شده و نسبت به DAF ، حبابهای بزرگتری(حتی تا قطر1000میکرومتر) به وجود می آورند. کینتیک شناورسازی با هوا در روش IAF بسیار سریع بوده و نتیجه آن زمان ماند نسبتاً کوتاه(5 دقیقه یا کمتر) همراه با کاهش ابعاد تجهیزات است.

- واحدهای تصفیه تجاری که از روش Inducet Air Floatation استفاده می کنند عموماً از نظر طراحی، چند سلولی هستند. بنابراین به آلاینده ها بیش از یکبار فرصت شناوری داده می شود. به عنوان مثال اگر چهار سلول وجود داشته باشد و بازدهی متوسط حذف آنها هر کدام60 درصد باشد، درصد حذف نهایی97/5 درصد خواهد شد.

- درسیستم های DAF معمولاً مواد شیمیایی قبل از تجهیزات DAF در داخل مخزنی اضافه شده و با پساب مخلوط می شوند. در سیستم IAF مواد شیمیایی درست قبل از اولین سلول شناوری به پساب اضافه شده و انرژی لازم برای اختلاط با جریان تند در داخل این سلول تأمین می شود.

در گذشته به ندرت از روش شناور سازی Induced استفاده شده است اما محبوبیت آن بدلیل جمع و جور بودن و توانایی استفاده از گازهای برگشتی در شناورسازی رو به افزایش است. با توجه به این مسأله این واحدها برای جلوگیری از نشت گازهای هیدروکربنی می توانند عایق شوند. از آنجا که در این روش تماس هوا با آب در فشار اتمسفریک صورت می گیرد حبابهای هوا به داخل آب وارد می شوند. در حالیکه در روشDAF حبابها در داخل فاز آب تشکیل می شوند. باید توجه داشت که در این واحدها برای انعقاد، از پلیمر استفاده می شود و معمولاً به منظور افزایش راندمان حذف، از چهار واحد شامل همزن تخم مرغ زنی شکل برای شناورسازی استفاده می شود.

مصرف برق در این روش زیاد است ولی فضای نسبتاً کمتری را نسبت به یک واحد DAF اشغال می کند. پارامترهای مهم طراحی در واحدهای IAF عبارتند از: سرعت چرخش و غوطه وری، نوع ترزیق کننده (Educator) و زمان ماند مایع. 

مرجع: http://www.mahdis80.blogfa.com/post-513.aspx