TECHNOLOGIE PRODUKCJI
dr inż. Piotr Wiliński, Watersystem sp. z o.o. sp.k. Naciśnij i przejdź na naszą stronę www
Innowacyjne i energooszczędne systemy flotacji do oczyszczania wody i ścieków IGF microFLOT z zastosowaniem generatora mikropęcherzyków MicroGas™ Wstęp
Globalna sytuacja klimatyczna oraz zmniejszanie się zasobów naturalnych, powoduje, że coraz bardziej istotne staje się stosowanie rozwiązań i technologii, które w sposób skuteczny, ale przede wszystkim przyjazny dla środowiska i ekonomiczny pozwolą na oczyszczenie wody, ścieków czy odzysk i odnowę wody. Jedną z częściej stosowanych technik w oczyszczaniu wody i ścieków jest proces flotacji. Stosowany jest on do oddzielenia zanieczyszczeń hydrofobowych, olejów i tłuszczów od cieczy [1, 5]. Zanieczyszczenia unoszone są na powierzchnię cieczy za pomocą drobnych pęcherzyków powietrza – mikropęcherzyków, skąd następnie usuwane są za pomocą zgarniacza osadu flotacyjnego. Wartość rynku flotacyjnego w roku 2020 szacuje się na 1,2 mld $, a wartość rynku europejskiego związanego z technologiami generowania drobnych pęcherzyków (z ang. fine bubbles) to ok 70 mln € z szacowanym podwojeniem do 141 mln € do 2030 roku [4]. Wielkość zastosowanych pęcherzyków ma wpływ na końcową efektywność procesu flotacji. Pęcherzyki gazu przyczepiają się do zanieczyszczeń, flokuł i powodują ich wynoszenie na powierzchnię cieczy. Im większa średnica pęcherzyka tym jego szybsze unoszenie na powierzchnię cieczy, a tym samym mniejsza skuteczność w wynoszeniu na powierzchnię zanieczyszczeń. Mniejsze pęcherzyki generowane w dużej ilości są w stanie wynieść na powierzchnię większą ilość drobnych zanieczyszczeń, a tym samym jest możliwe uzyskanie wyższej skuteczności oczyszczania.
Pęcherzyki gazu w procesie flotacji generowane są w postaci białej wody, a średnica pęcherzyków waha się w przedziale 10-100 µm [3, 5] i są to wg normy ISO 20480-1:2017 tzw. mikropęcherzyki [2]. Klasyfikację wielkości pęcherzyków gazowych wg ISO przedstawiono na rysunku 1.
Flotacja DAF vs. IGF microFLOT z zastosowaniem generatora MicroGas™ W tradycyjnej metodzie flotacji DAF (z ang. Dissolved Air Flotation) część strumienia ścieków podczyszczonych kierowana jest do strumienia recyrkulowanego gdzie następuje wtłoczenie powietrza pod ciśnieniem kilku atmosfer (3-8 bar). Uwolnienie powietrza w postaci drobnych pęcherzyków następuje poprzez rozprężenie podczas wprowadzania recyrkulowanej mieszanki wodno-powietrznej do otwartej przestrzeni flotatora. W przypadku flotacji IGF z generatorem MicroGas™ mamy do czynienia z procesem bezpośredniego wprowadzania mikropęcherzyków do ścieków. Generator umieszczony jest na dnie zbiornika flotacyjnego. Rysunek 2 przedstawia porównanie tradycyjnej instalacji flotacji DAF oraz flotatora z generatorem MicroGas™.
Rys 2. Porównanie systemu flotacji DAF oraz flotatora wyposażonego w generator MicroGas™ Rys 1. Nomenklatura pęcherzyków gazowych wg ISO 20480-1:2017: 1- pęcherzyk, 2- drobny pęcherzyk (fine buble), 3- ultradrobny pęcherzyk (ultrafine buble), 4- mikropęcherzyk [2] 60
Co istotne wielkość uzyskiwanych pęcherzyków w przy zastosowaniu MicroGas™ jest porównywalna z metodą DAF, jednak moc zainstalowana flotacji IGF microFLOT jest już znacznie niższa, oszczędności sięgają ponad 90% mniejszego zapotrzebowania energii.
