Un sistem de flotație cu aer dizolvat (DAF) îndepărtează uleiul, grăsimile și solidele în suspensie din apele uzate, făcându-le să plutească la suprafață în loc să se depună pe fund. Acest lucru se realizează cu ajutorul unor nori de bule de aer microscopice care se lipesc de contaminanți și îi transportă în sus, unde un skimmer îi îndepărtează. Acest ghid explică în detaliu modul exact în care funcționează un sistem DAF, etapă cu etapă, și ce diferențiază o unitate care își atinge obiectivele privind efluentul de una care nu reușește să le atingă.
Acest ghid este destinat inginerilor și operatorilor din uzine care se ocupă de specificarea sau depanarea unei unități DAF. Dacă doriți să achiziționați echipamentul în sine, consultați sistem de flotație cu aer dizolvat pagina cu modelele și specificațiile.
Ce este un sistem de flotație cu aer dizolvat?
Un sistem de flotație cu aer dizolvat este un separator solid-lichid care utilizează bule fine de aer pentru a ridica materiile în suspensie la suprafața apei în vederea eliminării acestora. Acesta reprezintă opțiunea standard atunci când contaminanții sunt mai ușori decât apa sau au o densitate apropiată de cea a apei — uleiuri, grăsimi, fibre și solide coagulate chimic care se depun lent sau deloc. Sistemul DAF este utilizat pe scară largă pentru a reduce cantitatea de solide în suspensie, a diminua COD și BOD și a elimina uleiul înainte ca apa să fie reutilizată sau deversată.
Ideea de bază este simplă: să facem contaminantul să plutească. Clarificatoarele gravitaționale așteaptă ca particulele solide să se depună, proces care este lent și ineficient în cazul materialelor ușoare. Sistemul DAF inversează direcția, atașând aer cu flotabilitate la particulele solide, astfel încât acestea să se ridice în câteva minute, în loc de ore.
Pe scurt: Tehnologia DAF face ca contaminanții să plutească cu ajutorul microbuburilor, în loc să se depună — procesul este mai rapid și funcționează în cazul uleiului și al solidelor ușoare pe care gravitația nu le poate reține.
Cum funcționează un sistem DAF, pas cu pas
Un sistem DAF funcționează prin saturarea unui flux de apă cu aer sub presiune, urmată de eliberarea presiunii respective pentru a forma microbule care se atașează de particulele solide coagulate și le fac să plutească la suprafață. Cele cinci etape de mai jos descriu ciclul complet, de la apa brută de intrare până la efluentul curat.
1. Coagularea și flocularea
Apele uzate brute intră mai întâi într-o zonă de reacție chimică, unde un coagulant, precum PAC, neutralizează sarcina electrică a particulelor fine, iar un floculant, precum PAM, le aglomerează în flocuri mai mari și mai ușoare. O flotare eficientă începe aici: bulele se atașează mult mai ușor de flocuri decât de particulele fine dispersate, astfel încât dozarea și amestecarea stabilesc limita maximă a gradului de eliminare.
2. Dizolvarea în aer sub presiune
O pompă de recirculare aspiră apa curată tratată și o trimite către un rezervor de aer dizolvat, unde un compresor de aer injectează aer sub presiune (de obicei 400–600 kPa). Sub presiune, în apă se dizolvă mult mai mult aer decât ar putea reține în condiții atmosferice. Această apă saturată cu aer este motorul întregului proces.
3. Eliberarea microbulelor
Apa saturată cu aer trece printr-o supapă de eliberare în zona de contact, la presiune normală. Scăderea bruscă a presiunii forțează aerul dizolvat să iasă din soluție sub forma unui nor de microbule, cu diametrul de obicei cuprins între 10 și 30 μm. Cu cât bulele sunt mai mici și mai uniforme, cu atât suprafața lor este mai mare și cu atât se atașează mai bine de particule solide — un dispozitiv de eliberare de înaltă eficiență este cel care produce bule fine și uniforme.
4. Flotația și separarea
În zonele de contact și de separare, microbulele se atașează de flocoanele coagulate. Pe măsură ce bulele se acumulează, aglomeratul format din flocoane și bule devine mai ușor decât apa și se ridică la suprafață, formând un strat de spumă. Apa limpezită se adună în zona de apă curată situată mai jos.
5. Separarea prin decantare și evacuarea apei curate
Un skimmer de suprafață răzuiește spuma plutitoare într-un canal de nămol pentru deshidratare, în timp ce apa limpezită este preluată de la fund și evacuată către etapa următoare sau reutilizată. O parte din apa curată se întoarce la pompa de recirculare pentru a forma următorul lot de apă saturată cu aer, iar ciclul continuă.
Componentele cheie ale unui sistem DAF
Fiecare componentă a unui sistem DAF îndeplinește o singură funcție în cadrul ciclului de flotare și separare. Tabelul de mai jos prezintă corespondența dintre principalele componente și funcțiile acestora.
| Componentă | Funcţie |
|---|---|
| Rezervor pentru reacții chimice | Coagularea și flocularea particulelor solide fine în flocuri |
| Pompă de recirculare | Alimentează cu apă curată rezervorul de aer dizolvat |
| Compresor de aer | Alimentează cu aer sub presiune pentru dizolvare |
| Rezervor de aer dizolvat | Saturează apa cu aer sub presiune |
| Dispozitiv de eliberare a microbuburilor | Reduce presiunea pentru a forma bule de 10–30 μm |
| Răzuitoare pentru skimmer | Îndepărtează spuma care plutește către canalul de nămol |
| Panoul de control | Asigură funcționarea pompelor, a sistemelor de dozare și a sistemelor de control al nivelului |
Ce face ca un sistem DAF să funcționeze bine
Diferența dintre o unitate DAF care respectă specificațiile privind efluentul și una care nu le respectă se reduce la calitatea bulelor, la omogenizare și la încărcarea hidraulică. Trei valori sunt cele mai importante.
- Dimensiunea bulelor este de 10–30 μm. Bulele mai mici și uniforme oferă o suprafață mai mare și o probabilitate mai mare de a se atașa la fiecare floc, ceea ce sporește gradul de eliminare la același debit de aer.
- Eficiența amestecării gaz-apă este mai mare de 95%. Cu cât este mai mult aer dizolvat efectiv în fluxul de recirculare, cu atât sunt mai multe bule pe litru și cu atât este mai mare forța de ridicare disponibilă pentru solidele în suspensie.
- Sarcina superficială de 10–30 m³/(m²·h). Această valoare stabilește cantitatea de apă pe care zona rezervorului o poate limpezi. Dacă se depășește această valoare, bulele nu au timp să ridice particulele solide înainte ca apa să iasă.
Un debit stabil al apei de intrare este la fel de important ca și echipamentul propriu-zis. Un rezervor de egalizare amplasat în amonte de DAF atenuează fluctuațiile, astfel încât dozarea și încărcarea cu bule să rămână adaptate la încărcătura de solide, așa cum am arătat în articolul nostru Ghid privind tratarea apelor uzate în circuit închis.
DAF vs. decantarea prin gravitație și clarificatoarele cu lamele
Atât sistemele DAF, cât și cele de decantare prin gravitație și clarificatoarele lamelare separă solidele de apă, dar fiecare dintre ele se dovedește mai eficient în situații diferite. Sistemele DAF fac ca materialele ușoare și uleioase să plutească la suprafață, în timp ce unitățile de decantare și cele lamelare fac ca solidele dense să se depună la fund. Alegerea depinde de faptul dacă contaminanții sunt mai ușori sau mai grei decât apa.
În cazul solidelor dense, care se depun rapid, un clarificator lamelar oferă o suprafață mai mare de decantare pe un spațiu redus și are costuri de exploatare mai mici. Pentru ulei, grăsimi, fibre și solide ușoare coagulate chimic, sistemul DAF este soluția cea mai potrivită. Multe stații utilizează ambele metode — mai întâi se decantează fracția grea, apoi se separă prin flotare restul.
Ce elimină un sistem DAF
Un sistem DAF vizează solidele în suspensie, uleiurile și grăsimile, precum și COD și BOD asociate acestei încărcături. Deoarece tratează materiale ușoare și emulsionate, acesta se potrivește unei game largi de industrii — petrochimică, alimentară și de abatorizare, tipografie și vopsitorie, hârtie, farmaceutică și reutilizarea apei tratate. În practică, acesta este etapa principală pentru reducerea solidelor în suspensie și a uleiului înainte de tratarea biologică, deversare sau reutilizarea apei.
Intrebari frecvente
Un sistem DAF dizolvă aerul în apa reciclată sub presiune, apoi eliberează presiunea pentru a forma microbule cu dimensiuni cuprinse între 10 și 30 μm. Bulele se lipesc de solidele coagulate și le fac să plutească la suprafață, unde un skimmer îndepărtează spuma. Apa limpezită este preluată de la fund pentru a fi evacuată sau reutilizată.
Sistemul DAF ridică contaminanții la suprafață cu ajutorul bulelor de aer, fiind astfel potrivit pentru ulei, grăsimi și solide ușoare sau coagulate. Un clarificator gravitațional sau cu lamele asigură sedimentarea solidelor dense. Sistemul DAF este mai rapid în cazul materialelor ușoare; clarificatoarele sunt mai simple și mai ieftine pentru solidele grele, care se sedimentează rapid.
De obicei, 10–30 μm. Bulele mai mici și uniforme oferă o suprafață mai mare pe litru de apă reciclată, ceea ce îmbunătățește gradul de aderență la flocuri și crește eficiența de eliminare la același debit de aer.
Substanțe solide în suspensie, uleiuri și grăsimi, precum și încărcătura asociată de COD și BOD. Tehnologia DAF este utilizată, de asemenea, pentru eliminarea fosforului în etapa de epurare terțiară și pentru recuperarea materialelor fine în anumite fluxuri de reciclare. Este cea mai eficientă în cazul contaminanților ușori și emulsificați.
Un coagulant, precum PAC, neutralizează sarcina electrică a particulelor, iar un floculant, precum PAM, aglomerează particulele fine în flocuri mai mari, care pot fi ridicate de bule. Dozarea corectă și amestecarea ușoară în rezervorul de reacție determină performanța maximă a sistemului DAF.
Aveți nevoie de un sistem DAF adaptat la volumul de ape uzate pe care îl aveți? Comunicați-ne debitul, caracteristicile apei de intrare și obiectivele privind apa de ieșire, iar echipa noastră va selecta modelul potrivit — consultați sistemul DAF sau solicitați o ofertă.
