Çözünmüş hava yüzdürme sistemleri genellikle nominal akış hızına göre seçilir, ancak hidrolik akış tek başına gerçek arıtma görevini tanımlamaz. İki atık su akışının her ikisi de 30 m³/saat olabilir ve askıdaki katı maddeler, yağlar, yağlar, gres, flok özellikleri, tepe akışı ve kimyasal çamur yükleri farklıysa yine de çok farklı DAF konfigürasyonları gerektirebilir. Bu nedenle doğru DAF boyutlandırması hem hidrolik hesaplama hem de katı madde yükleme hesaplaması gerektirir.
DAF Kapasitesi Neden Tek Başına Akıştan Seçilemiyor?
Yaygın bir DAF sorgusu aşağıdaki gibi basit bir ifadeyle başlar: "Atık su akışım 20 m³/saat. Hangi boyutta DAF'a ihtiyacım var?"
Akış esastır ancak yalnızca ilk tasarım girdisidir. Her ikisi de DAF sistemine 20 m³/saat hızla giren iki atık su akışını düşünün.
Düşük Katılı Atıksu
- Akış: 20 m³/saat
- TSS: 150 mg/L
- SİS: 20 mg/L
- Nispeten kararlı etki
Yüksek Yüklü Gıda Atık Suyu
- Akış: 20 m³/saat
- TSS: 2.000 mg/L
- SİS: 600 mg/L
- Güçlü parti ve temizleme zirveleri
Hidrolik akış aynıdır ancak Proje B, yüzdürme sistemine çok daha büyük bir ayırma yükü getirmektedir. Farklı pıhtılaşma kimyası, daha fazla çözünmüş hava kaynağı, farklı geri dönüşüm koşulları, daha büyük etkili yüzdürme alanı ve daha fazla çamur işleme kapasitesi gerektirebilir.
Akış, üniteden ne kadar suyun geçmesi gerektiğini belirlerken, TSS, SİS, kimyasal çamur ve flok özellikleri gerçekte ne kadar malzemenin yüzdürülmesi ve çıkarılması gerektiğini belirler.
Ortalama Akışla Başlayın - Ancak Gerçek Zirve Akışı için Tasarlayın
Ortalama günlük akış ön hesaplamalar için faydalıdır ancak endüstriyel atık su nadiren DAF sistemine tamamen sabit bir oranda girer.
Üretim programları, tank temizliği, CIP boşaltma, ekipmanın yıkanması, toplu boşaltma ve vardiya değişiklikleri, hidrolik yükün günlük ortalamanın çok üzerinde olduğu kısa dönemler yaratabilir.
Örneğin, 300 m³/gün üretim yapan bir tesis aşağıdakiler için otomatik olarak DAF boyutuna ihtiyaç duymaz:
300 m³/gün ÷ 24 sa = 12,5 m³/sa
Fabrika yalnızca 16 üretim saati boyunca atık suyu tahliye ediyorsa ortalama çalışma akışı halihazırda:
300 ÷ 16 = 18,75 m³/saat
Bir yıkama döngüsü veya toplu salıverme, gerçek zirveyi geçici olarak 25 veya 30 m³/saat'e itebilir. Bu nedenle, yalnızca 12,5 m³/saat civarında tasarlamak, arıtma tesisinin en çok ihtiyaç duyduğu dönemlerde DAF'ın aşırı yüklenmesine neden olabilir.
| Akış Parametresi | Neden Önemlidir? |
|---|---|
| Ortalama günlük akış | Toplam günlük yük ve işletme maliyeti hesaplamaları için kullanışlıdır |
| Ortalama çalışma akışı | Gerçek üretim saatlerini yansıtır |
| Maksimum sürekli akış | Sürdürülebilir hidrolik kapasite için önemli |
| Tepe akışı | Yüzdürme bölgesindeki kısa süreli hidrolik gerilimi belirler |
Eşitleme DAF Boyutunu Azaltabilir ve Kararlılığı Artırabilir
Uygun boyutta bir dengeleme tankı, atık su DAF'a ulaşmadan önce hidrolik ve kirletici madde artışlarını düzeltebilir. Bu, gereken maksimum yüzdürme oranını azaltabilir ve kimyasal dozajını daha stabil hale getirebilir.
TSS ve SİS'u Kütle Yüklemeye Dönüştürün
mg/L cinsinden konsantrasyon hikayenin yalnızca bir kısmını anlatır. DAF ekipmanının her saat başı bir miktar katı maddeyi uzaklaştırması gerekir, dolayısıyla konsantrasyonlar kütlesel yüklemeye dönüştürülmelidir.
Örnek: TSS Yükleme
Akış 30 m³/saat ve TSS 1.200 mg/L ise:
30 × 1.200 ÷ 1.000 = 36 kg TSS/saat
Bu nedenle yüzdürme sistemi, SİS'u, kimyasal olarak çökeltilmiş katıları veya pıhtılaştırıcının oluşturduğu çamuru dikkate almadan önce yaklaşık 36 kg/saat içeri giren askıda katı maddeyi işlemelidir.
| Parametre | Tipik Birim | Neden Önemlidir? |
|---|---|---|
| Akış | m³/h | Hidrolik yükü tanımlar |
| TSS | mg/L | Askıda katı madde kütle yükünü tanımlar |
| FOG | mg/L | Yüzebilen yağ ve gres yükünü tanımlar |
| Kimyasal çamur | kg/saat | Pıhtılaşma ve çökelmeyle oluşan katıları ekler |
| Pik katı madde yükü | kg/saat | Maksimum yüzdürme görevini belirler |
Bu nedenle nominal m³/saat kapasite asla DAF tekliflerini karşılaştırmanın tek temeli olmamalıdır.
Hidrolik Yüzey Yüklemesi DAF Yüzdürme Alanını Belirler
Tasarım akışı bilindikten sonra bir sonraki önemli hidrolik soru, ne kadar yüzdürme yüzey alanının gerekli olduğudur.
Basitleştirilmiş bir hidrolik yükleme ilişkisi şu şekilde yazılabilir:
Denklemin yeniden düzenlenmesi:
nerede:
- Q = tasarım hidrolik akışı, m³/saat;
- A = etkin yüzdürme alanı, m²;
- HLR = seçilen hidrolik yükleme oranı, m³/m²·h.
Açıklayıcı Örnek
Varsayalım:
Sonra:
30 ÷ 6 = 5 m² etkin yüzdürme alanı
Bu yalnızca ön hidrolik hesaplamadır. Seçilen yükleme hızı yine de atık su, topak kalitesi, kabarcık oluşumu, katı madde konsantrasyonu, tank geometrisi ve gerekli atık su kalitesi için uygun olmalıdır.
Agresif yüzey yüklemesine sahip kompakt bir DAF, CAPEX'i azaltabilir ancak aynı zamanda akış, katı madde veya floc kalitesi değiştiğinde işletme marjını da azaltır.
Hava-Katı Oranı Daha Fazla Hava Eklemekten Daha Önemlidir
DAF, mikroskobik hava kabarcıklarının askıdaki katı maddelere ve topaklara bağlanarak etkin yoğunluklarını azaltıp bunları yüzeye taşıması nedeniyle çalışır.
İlgili tasarım sorusu sadece sistemin "çok fazla baloncuk" üretip üretmediği değildir. Yüzdürülmesi gereken katı maddelere göre yeterli çözünmüş havanın mevcut olup olmadığıdır.
Hava-Katı Oranı
Çoğunlukla A/S olarak kısaltılan hava-katı oranı, mevcut çözünmüş hava kütlesi ile yüzdürme işlemine sunulan katı madde kütlesi arasındaki ilişkiyi tanımlar.
Çözünmüş hava beslemesi çok düşükse, floc etkili bir şekilde yükselmek için yeterli kabarcık bağlantısı alamayabilir. Tipik semptomlar arasında bulanık atık su, yüzey katmanının altında gözle görülür asılı topaklanma ve zayıf katı yakalama sayılabilir.
Fazla hava da otomatik olarak faydalı değildir. Gereksiz geri dönüşüm pompalaması ve aşırı agresif salınım koşulları, enerji tüketimini artırabilir ve yüzdürme bölgesinde aşırı türbülans yaratabilir.
Atık su özellikleri, koagülasyon, flokülasyon, geri dönüşüm akışı, basınç koşulları ve gerektiğinde pilot veya jar-test sonuçlarıyla birlikte değerlendirilmelidir.
Geri Dönüşüm Oranı DAF Boyutlandırmasını ve Performansını Nasıl Değiştirir?
Birçok geleneksel DAF sistemi basınçlı geri dönüşüm akışını kullanır. Arıtılmış suyun bir kısmı, havanın basınç altında çözündüğü bir geri dönüşüm pompası ve hava doygunlaştırma sistemi yoluyla geri döndürülür. Basınçlı akış yüzdürme bölgesine geri bırakıldığında basınç düşüşü ince kabarcıklar oluşturur.
Geri dönüşüm oranı basitçe şu şekilde ifade edilebilir:
Çok az geri dönüşüm akışı mevcut çözünmüş havayı azaltabilir. Çok fazla geri dönüşüm dahili hidrolik yükü, pompa enerjisini ve doyma sisteminin gerekli kapasitesini arttırır.
Geri Dönüşüm Çok Düşük
- Yetersiz kabarcık üretimi
- Yoğun veya yüksek katı maddeli yüklerin zayıf yüzdürülmesi
- Daha düşük katı madde yakalama
Geri Dönüşüm Çok Yüksek
- Daha yüksek pompalama enerjisi
- Daha fazla iç hidrolik yük
- Olası gereksiz türbülans
Bu nedenle geri dönüşüm oranı, yüzde birin her uygulama için standart kabul edilmesi yerine, hava talebi ve yüzdürme performansına göre seçilmelidir.
Pıhtılaşma ve Flokülasyon Gerekli DAF Boyutunu Değiştirebilir
DAF performansı büyük ölçüde atık suyun yüzdürme bölgesine ulaşmadan önce ne olduğuna bağlıdır. Çok küçük koloidal parçacıklar, ilk önce kararsız hale getirilip daha büyük topak halinde birleştirilmedikçe kabarcıklara etkili bir şekilde bağlanamayabilir.
Pıhtılaşma
Alüminyum veya demir tuzları gibi pıhtılaştırıcılar, parçacıklar arasındaki elektrostatik itmeyi azaltarak bunların toplanmaya başlamasını sağlayabilir.
Flokülasyon
Polimer veya kontrollü karıştırma, mikrokabarcıkların yakalanması daha kolay olan daha büyük topakların oluşmasını sağlayabilir.
İnce parçacıklar asılı kalabilir ve atık suya geçebilir.
Yüzdürme için uygun kalırken bağlantı için yeterince güçlü.
Büyük, kırılgan topak, aşırı karıştırma veya hidrolik kesme altında parçalanabilir.
Kimyasal işlem aynı zamanda ilave katılar da oluşturur. Bu nedenle, yalnızca gelen TSS'den boyutlandırılan bir DAF, önemli miktarda kimyasal çökeltme veya pıhtılaşma çamuru oluşması durumunda nihai yüzen katı madde yükünü eksik tahmin edebilir.
Flotasyon alanını artırmadan önce gerçek sınırlamanın parçacık koşullandırma, kimyasal doz, pH, karıştırma enerjisi veya topaklanma süresi olup olmadığını kontrol edin.
FOG, DAF Tasarımını Mineral TSS'den Farklı Şekilde Değiştiriyor
Katı yağlar, sıvı yağlar ve gres, DAF'ın gıda işleme ve hayvansal protein atık sularında yaygın olarak kullanılmasının nedenlerinden biridir. Bu malzemeler genellikle mineral katılardan daha düşük yoğunluğa sahiptir ve uygun şekilde koşullandırıldığında yüzdürmeye çok uygundur.
Tipik uygulamalar şunları içerir:
- et ve kümes hayvanları işleme;
- mezbahalar;
- süt bitkileri;
- yiyecek ve içecek üretimi;
- yemeklik yağ işleme;
- hazır gıda bitkileri.
Ancak yüksek FOG'lu atık su kendi işletim zorluklarını yaratır. Gres aletleri kaplayabilir, tank yüzeylerine yapışabilir, polimer ihtiyacını değiştirebilir ve kalın, yapışkan bir yüzer çamur üretebilir.
Bu, 1.000 mg/L mineral TSS ve 1.000 mg/L karışık FOG ve organik katıların otomatik olarak aynı tasarım koşulları olarak değerlendirilmemesi gerektiği anlamına gelir.
Çoğunlukla Daha Yoğun
Daha yüksek partikül yoğunluğunun üstesinden gelmek için daha güçlü flokülasyon ve yeterli kabarcık bağlanması gerekebilir.
Daha Doğal Şekilde Yüzebilir
Genellikle DAF'a çok uygundur ancak yapışkan çamur oluşturabilir ve aşağı yöndeki işlemleri daha zor hale getirebilir.
DAF Çamur Üretimini Unutmayın
Katıları verimli bir şekilde gideren bir DAF, bu katıları atık sudan yüzeydeki çamur katmanına aktarır. Bu çamurun yine de toplanması, depolanması, pompalanması ve en sonunda suyunun alınması veya bertaraf edilmesi gerekiyor.
Girişteki katı madde yüklemesi 40 kg/saat ise ve DAF bu katı maddelerin yüksek bir yüzdesini giderirse, yüzen çamurda önemli miktarda günlük kuru katı madde kütlesi birikecektir. Gerçek ıslak çamur hacmi çok daha büyük olabilir çünkü yüzen malzeme hala önemli miktarda su içerir.
Bu nedenle DAF tasarımı şunları dikkate almalıdır:
- yüzey kazıyıcı kapasitesi;
- çamur kumsalı veya hazne tasarımı;
- çamur depolama tankı hacmi;
- çamur pompası seçimi;
- polimer koşullandırma;
- akış aşağı vidalı pres, filtre presi veya diğer susuzlaştırma ekipmanı.
Bir DAF, atık su hedefine ulaşabilir ancak sıyırıcı, çamur tankı, pompalar veya susuzlaştırma sistemi geri kazanılan katı maddeleri işleyemezse yine de operasyonel sorunlar yaratabilir.
Çözümlü Örnek: Gıda İşleme Atık Suyu için DAF'ın Boyutlandırılması
Aşağıdaki basitleştirilmiş örnek, ön DAF boyutlandırma sırasında hidrolik akışın ve katı madde yüklemesinin nasıl birleştirilebileceğini göstermektedir. Bu yalnızca bir örnektir; Nihai ekipman boyutu, gerçek atık su verilerinden ve arıtma testlerinden doğrulanmalıdır.
Adım 1: Tepe TSS Yükünü Hesaplayın
30 × 1.000 ÷ 1.000 = 30 kg TSS/saat
Adım 2: Tepe SİS Yükünü Hesaplayın
30 × 300 ÷ 1000 = 9 kg SİS/saat
Adım 3: Tanımlanabilir Kirletici Yükünün Tahmin Edilmesi
30 9 = 39 kg/saat
Bu 39 kg/saatlik değere henüz pıhtılaşma, çökeltme veya polimer koşullandırma yoluyla oluşturulan ilave katılar dahil değildir.
Adım 4: Flotasyon Alanını Tahmin Edin
Ön tasarımda 6 m³/m²·saatlik örnek bir hidrolik yükleme oranı kullanılıyorsa:
30 m³/saat ÷ 6 m³/m²·h = 5 m² flotation area
Adım 5: Hava ve Geri Dönüşüm Gereksinimlerini Kontrol Edin
Tasarım daha sonra gerçek katı madde yüküne, havadan katı maddeye olan gereksinime, geri dönüşüm akışına, doyma basıncına, kabarcık oluşumuna, topak kalitesine ve beklenen atık su hedefine göre kontrol edilmelidir.
Adım 6: Çamur İşlemeyi Kontrol Edin
Son olarak, yüzey sıyırıcı, çamur tankı, pompalar ve aşağı yöndeki susuzlaştırma ekipmanı, geri kazanılan katı maddelere göre boyutlandırılmalıdır.
Fiyat Teklifi İstemeden Önce Pratik Bir DAF Boyutlandırma Kontrol Listesi
Eksiksiz atık su bilgilerinin sağlanması, bir DAF tedarikçisinin, bir ekipman modelini tek bir akış numarasıyla eşleştirmek yerine arıtma görevini değerlendirmesine olanak tanır.
Hidrolik Veriler
- Ortalama akış
- Maksimum akış
- Tepe akışı
- Günlük çalışma saatleri
- Mevcut dengeleme hacmi
Atık Su Kalitesi
- KOİ ve BOİ
- TSS
- FOG
- pH
- Sıcaklık
- Diğer önemli kirleticiler
Ön Arıtma
- Tarama
- Eşitleme
- Pıhtılaşma
- Flokülasyon
- Mevcut kimyasal dozları
Atık Su Gereksinimi
- Hedef TSS
- Hedef SİS
- Gerekli KOİ azaltımı
- Aşağı yönlü biyolojik arıtma ihtiyaçları
Çamur Elleçleme
- Mevcut çamur tankı
- Mevcut çamur pompası
- Susuzlaştırma ekipmanı
- Gerekli son kek katıları
Yaygın DAF Boyutlandırma Hataları
Yalnızca Ortalama Akış Arasından Seçim Yapma
Kısa hidrolik zirveler, günlük ortalama bazda yeterli görünen bir üniteye aşırı yük bindirebilir.
Katı Kütle Yüklemesinin Göz ardı Edilmesi
Aynı m³/saat tamamen farklı kg/saat yüzdürme görevlerini temsil edebilir.
SİS'i Sıradan TSS Gibi Tedavi Etmek
Yağlar ve gresler yüzdürmeyi, kimyasal şartlandırmayı ve çamurun işlenmesini farklı şekilde etkiler.
Daha Fazla Geri Dönüşümün Her Zaman Daha İyi Olduğunu Varsaymak
Aşırı geri dönüşüm, kaldırma işlemini otomatik olarak iyileştirmeden hidrolik yükü ve enerjiyi artırır.
Pıhtılaşma ve Flokülasyonun Göz ardı Edilmesi
Zayıf parçacık koşullandırma, doğru boyuttaki bir DAF'ın hedefine ulaşmasını engelleyebilir.
Çamur İşlemeyi Unutmak
Yüksek katı madde yakalama, sıyırıcıya, çamur tankına, pompaya veya aşağı yöndeki susuzlaştırma sistemine aşırı yük getirebilir.
Atık Suyunuz için DAF Sistemini Boyutlandırmanız mı Gerekiyor?
NIHAO, DAF kapasitesinin hem hidrolik akış hem de kirletici yükleme açısından değerlendirilmesine yardımcı olabilir. Ortalama ve pik akışınızı, TSS, FOG, COD, pH, atık su kaynağınızı, mevcut ön arıtmanızı ve gerekli atık su kalitesini bize gönderin.
Ekibimiz, uygun bir DAF konfigürasyonu önermeden önce yüzdürme görevini, hidrolik alanı, geri dönüşüm gerekliliklerini, kimyasal şartlandırma ihtiyaçlarını ve çamur elleçleme koşullarını inceleyebilir.
Sıkça Sorulan Sorular
DAF kapasitesini nasıl hesaplarsınız?
DAF kapasitesi tasarım akışı, tepe akışı, hidrolik yüzey yüklemesi, katı kütle yüklemesi, FOG, havadan katıya talep, geri dönüşüm koşulları, flokülasyon performansı ve çamur işleme kapasitesi dikkate alınarak değerlendirilmelidir.
DAF boyutu yalnızca atık su akışından seçilebilir mi?
Hayır. Akış, hidrolik yükü tanımlar ancak katı madde konsantrasyonu ve bileşimi, yüzdürme yükünü belirler. Aynı akışa sahip iki atık su akışı, farklı DAF boyutları ve çalışma koşulları gerektirebilir.
TSS, DAF boyutlandırmasını nasıl etkiler?
TSS konsantrasyonu kg/saat katı madde yüklemesine dönüştürülmelidir. Daha yüksek katı madde yüklemesi genellikle yüzdürme görevini, hava talebini, çamur üretimini ve etkili pıhtılaşma ve topaklaştırmanın önemini artırır.
Çözünmüş hava flotasyonunda hidrolik yükleme hızı nedir?
Hidrolik yükleme oranı, birim etkin yüzdürme yüzey alanı başına uygulanan atık su akışını tanımlar ve genellikle m³/m²·saat olarak ifade edilir. Gerekli flotasyon alanını tahmin etmek için kullanılan parametrelerden biridir.
DAF'ta hava/katı oranı nedir?
Hava/katı oranı, mevcut çözünmüş hava ile yüzdürülmesi gereken katı madde kütlesi arasındaki ilişkiyi tanımlar. Gerçek katı madde yükü için yeterli miktarda mikro kabarcığın bulunup bulunmadığının belirlenmesine yardımcı olur.
DAF geri dönüşüm oranını nasıl hesaplarsınız?
Geri dönüşüm ratio is the recycle flow divided by influent flow. The appropriate value should be based on dissolved-air demand, saturation conditions, solids loading, and actual flotation performance rather than one fixed percentage.
Yüksek SİS daha büyük bir DAF sistemi gerektirir mi?
Otomatik olarak değil ancak yüksek FOG, yüzdürme görevini, kimyasal şartlandırmayı, çamur özelliklerini ve bakım gereksinimlerini değiştirir. Bu nedenle FOG konsantrasyonu boyutlandırma incelemesine dahil edilmelidir.
DAF neden pıhtılaşmaya ve topaklaşmaya ihtiyaç duyar?
Çok ince parçacıklar ve kolloidler hava kabarcıklarına etkili bir şekilde tutunamayabilir. Pıhtılaşma onları istikrarsızlaştırırken, topaklaşma daha etkili bir şekilde yakalanabilecek daha büyük, yüzebilen parçacıklar oluşturur.
Bir DAF sistemi ne kadar çamur üretir?
Çamur üretimi, içeri giren TSS'ye, FOG'a, giderme verimliliğine, pıhtılaştırıcı dozuna, polimer kullanımına ve kimyasal olarak çökeltilmiş katılara bağlıdır. Çamur depolama ve susuzlaştırma ekipmanı boyutlandırılmadan önce kütle yüklemesi tahmin edilmelidir.
DAF teklifi talep ederken hangi atık su verilerini sağlamalıyım?
Ortalama ve pik akış, çalışma saatleri, COD, BOD, TSS, FOG, pH, sıcaklık, atık su kaynağı, mevcut tarama veya dengeleme, kimyasal arıtma, gerekli çıkış kalitesi ve akış aşağı çamur işleme bilgilerini sağlayın.
İngilizce
عربي
İspanyolca
