آشنایی با سیستم شناورسازی با هوای محلول ( DAF ) امین میر اسدی

1. آشنایی با سیستم شناورسازی با هوای محلول (DAF) امین میر اسدی دانشگاه آزاد اسلامیواحد همدان زمستان 91

2. مقدمه شناورسازی یک روش تصفیه فیزیکی است که برای جداسازی ذرات جامد یا مایع از یک فاز مایع بکار می رود . براي حذف ذرات جامد و بسياري از ناخالصي هاي معلق در آب مي توان از سه روشزیر استفاده کرد : ته نشيني فيلتراسيونشناورسازي

3. مزیت اصلی شناورسازی بر ته نشینی این است که دراین روش، ذراتی که بسیار کوچک و سبک هستند و به آرامی ته نشین میشوندرا میتوان کاملتر و در زمان کوتاهتر حذف کرد. بدين ترتيب که در فرايند ته نشيني براي جداسازي ذرات از نيروي جاذبه استفاده مي شود در صورتي که فرايند شناورسازي از نيروهاي مخالف نيروي جاذبه استفاده مي کند. از آنجايي که لخته ها در شناورسازي مي بايد شناور شوند مي توان دريافت که همانند فرايند ته نشيني نيازي به توليد لخته هاي متراکم نيست.

4. انواع مختلف شناورسازي • هوادهي در فشار اتمسفر (شناورسازي با هوا)، • شناورسازي در خلأ • شناورسازي با هواي محلول Dissolved Air Flotation (DAF)

5. شناورسازی با هوا به دو شکل انجام می شود ١ - هواي تحت فشار داخل پساب بشكل حباب رها مي شود. ٢ - مايع ابتدا با هواي تحت فشار اشباع می شود، سپس وارد تانك فلوتاسيون با فشار كمتر مي شود(DAF). روش دوم بر روش اول ارجحيت دارد . زيرا در اين روش حبابهاي ريزتري توليد مي شوند و سطح انتقال جرم را افزايش مي دهند.

6. اساس کار سیستم DAF جداسازي از طريق وارد كردن حبابهاي ريز گاز (معمولاً هوا) به داخل فاز مايع صورت مي‌پذيرد. حبابهاي هوا به ذرات جامد مي‌چسبند و نيروي شناوري مجموعه ذره و حبابهاي گاز به قدري زياد است كه سبب صعود ذره به سطح مي‌شود؛ بدين ترتيب مي‌توان ذراتي را كه چگالي آنها از مايع بيشتر است را به صعود به سطح واداشت .

8. هدف ازکاربرد سیستم DAF 1- از بین بردن مواد جامد معلق 2- حذف روغن و گریس از فاضلاب 3- حذف کدورت 4- حذف فلزات نامحلول در فاضلاب (آهن ، منگنز و...) 5- ازبین بردن جلبک ها ، رنگ ، بو ، طعم 6- ازبین بردن باکتری هایی نظیر ژیاردیا و کریپتوسیوریدیوم 7- کاهش BOD و COD

9. اجزای تشکیل دهنده DAF 1- ورودی 2- محفظه انعقاد 3- محفظه شناورسازی 4- اسکیمر یا کفگیر سطحی 5- تانکر اشباع کننده آب از هوا 6- کمپرسور هوا 7- لوله کشی و اتصالات 8- محفظه نگهداری لجن 9- کفروب جهت حذف ذرات ته نشین شده 10- خروجی

11. بهترین میزان آب موجود در تانک اشباع جهت اشباع شدن از هوا به اندازه ½ یا 1/3 حجم مخزن می باشد . فشار وارده چیزی در حدود 2/5 تا 5 اتمسفر(بسته به نوع پساب) می باشد که توسط کمپرسور هوا ایجاد می شود و بوسیله فشار سنج قرارگرفته برروی مخزن اشباع مشخص می شود .

12. جهت بالا بردن راندمان حذف ذرات و تصفیه بهتر از مواد منعقد کننده مانند املاح آهن و آلومینیوم استفاده می شود . محل اضافه کردن منعقد کننده ها در مسیر تصفیه قبل از سیستم DAF می باشد . هدف از استفاده منعقد کننده ها ایجاد بی باری در ذرات وآماده شدن جهت فرآیند شناورسازی می باشد . انتخاب بهترین منعقد کننده نیز بسته به نوع فاضلاب ، توسط آزمایشگاه و دستگاه جارتست مشخص می شود .

15. مزایای استفاده از DAF 1- اشغال فضای کم 2- کاهش هزینه های نصب و راه اندازی 3- حذف ذراتی که قابلیت تهنشینی کمتری دارند 4- راندمان بالای حذف ذرات معایب سیستم DAF 1- مصرف انرژی بالا با توجه به استفاده از پمپ و کمپرسور 2- با توجه به داشتن اجزای مکانیکی متعدد، نیاز به نگهداری و مدیریت دارد 3- DAF در کل یک سیستم هزینه بر است

17. بررسی حذف برخی پارامترها بعد از استفاده از DAF

18. جهت رسیدن به نتیجه مطلوب پس از استفاده از DAF می بایست فاکتورهای موثر در سیستم را در وضعیت های متفاوت مورد بررسی قرارداد به عنوان مثال با انجام آزمایشات متعدد مشخص شده است که : با 8٪ جریان برگشتی آب در مخزن فشار و فشاری حدود 70 psi و دمایی حدود 4/5 درجه سانتی گراد حدود 681 میلیون حباب با اندازه 40 میکرون در هر گالن از فاضلاب ایجاد می شود در صورتی که اگر دمای آب به 20 درجه سانتی گراد تغییریابد با همان شرایط 530 میلیون حباب در گالن ایجاد می شود .

19. اثر ماده منعقدکننده در حذف شاخص ها در DAF فشار ثابت 5 اتمسفر فشار ثابت 5 اتمسفر دوز 30 میلی گرم کلراید فریک دوز 30 میلی گرم آلوم

20. اثر فشار در حذف شاخص ها در DAF فشار ثابت 5 اتمسفر فشار ثابت 3 اتمسفر دوز 30 میلی گرم آلوم دوز 30 میلی گرم آلوم

21. DAF را می توان به صورت بتنی در زمین ویا توسط ورقه های فلزی روی زمین طراحی نمود که معمولا به شکل مستطیل می باشد که دلیل مستطیل بودن به شرح زیر می باشد • مستطیل نسبت به دایره حجم بیشتری از فاضلاب را در خود جای می دهد • حذف مواد شناور شده توسط اسکیمر راحت تر است • در یک مستطیل جداکردن قسنت های مختلف از همدیگر ساده تر است • مستطیل بار هیدرولیکی بیشتری را نسبت به دایره در خود جای می دهد

22. منابع : 1- James K. Edzwald , Developments of High Rate Dissolved Air Flotation for Drinking Water Treatment , Department of Civil and Environmental Engineering University of Massachusetts Amherst, usa 2- A.H. Englert, R.T. Rodrigues, J. Rubio , Dissolved air flotation (DAF) of fine quartz particles using an amine as collector , Int. J. Miner. Process. 90 (2009) 27–34 3- Charles C. Ross, P.E.G. Edward Valentine, Jr , USE OF COUPLED BIOLOGICAL/DISSOLVED AIR FLOTATION PROCESSES FOR TREATMENT OF FOOD AND DAIRY PROCESSING WASTEWATERS , Environmental Treatment Systems, Inc. 1500 Wilson Way, Suite 100 Smyrna, GA 30082 4- J. Officer, J. A. Ostrowski, P.J. Woollard , The design and operation of conventional and novel flotation systems on a number of impounded water types , Paterson Candy Ltd, 632–652, London Road, Isleworth, Middlesex TW7 4EG, UK 5- Charles C. Ross, P.E.G.E. Valentine, Jr , Recent Advances and Applications of Dissolved Air Flotation for Industrial Pretreatment , Environmental Treatment Systems, Inc. 1500 Wilson Way Suite 100 6- Charles C. Ross, P.E. Brandon M. Smith, E.I.T. , RETHINKING DISSOLVED AIR FLOTATION (DAF) DESIGN FOR INDUSTRIAL PRETREATMENT , Environmental Treatment Systems, Inc. P.O. Box 94005 Atlanta, Georgia 30377

23. 1- یعقوب دنبلی . بهینه سازی حذف روغن از پساب های کارخانجات ایران خودرو .چهارمین همایش سراسری بهداشت محیط ایران – همدان 1383. 2- حسن كرامتي و همکاران . بررسي كارايي سيستم شناورسازي با هواي محلول در كاهش بار آلودگي فاضلاب كارخانه روغن نباتي ناز اصفهان . 3- رضا كوليوند و همکاران . بررسي راندمان حذف کدورت در سيستم شناورسازي با هواي محلول و مقايسه آن با فرايند ته نشيني ساده. 4- ليلا خازيني . بازده حذف بنزن در پسابهاي پتروشيمي با فرآيند فلوتاسيون با هواي محلول . نهمين کنگره ملی مهندسی شيمی ايران آذرماه 1383 .

24. با تشکر از توجه شما