5 minute read
Piotr Wiliński
dr inż. Piotr Wiliński,
Watersystem sp . z o .o . sp .k .
Advertisement
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 .
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] Rys 2. Porównanie systemu flotacji DAF oraz flotatora wyposażonego w generator 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™ .
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 .
Kliknij, by zobaczyć film
Rys 3. Komora z generatorem MicroGas™: na dole - z wyłączonym urządzeniem, na górze – po włączeniu generatora, widoczny proces saturacji oraz „biała woda” [7]
Rys 4a. Generator MicroGas™: wersja S – źródło: Akvola Technologies GmbH [7]
Rys 4b. Generator MicroGas™: wersja zanurzeniowa XL – źródło: Akvola Technologies GmbH [7]
L.P. Newralgiczne punkty pracy flotatora
1 Zatykanie
2 Rozruch i wyłączenie procesu
DAF Dissolved Air Flotation
Zatykanie dysz napowietrzających może wystąpić z powodu obecności oleju i ciał stałych w recyrkulowanym strumieniu ścieków . Zmniejsza to wydajność flotacji i powoduje przestoje
Proces wieloetapowy, wymaga wyszkolonej obsługi . Wymagane przestoje instalacji .
IGF microFLOT z zastosowaniem generatora MicroGas™
brak
Natychmiastowe włączenie/wyłączenie procesu . Brak przestojów, prosta obsługa .
3 Części zamienne
4 Korozja
Regularna wymiana części układu saturacji ścieków . Wymiana pompy recyrkulacyjnej . Może wystąpić w instalacji recyrkulacji, pompie recyrkulacyjnej, zbiorniku ciśnieniowym . Ryzyko kawitacji .
Brak pompy . Zastosowane dyski ceramiczne mają żywotność > 10 lat
Komponenty odporne na korozję
Zastosowanie systemu saturacji MicroGas™ niesie za sobą wiele korzyści w porównaniu do tradycyjnych instalacji flotacji DAF . W tabeli 1 porównano newralgiczne punkty pracy flotacji przy zastosowaniu tradycyjnej metody ciśnieniowej DAF oraz flotacji Watersystem IGF microFLOT z generatorem MicroGas™
Generator mikropęcherzyków MicroGas™
Generator mikropęcherzyków MicroGas™ składa się z ceramicznych tarcz (dysków) membranowych zamontowanych na obrotowym wale . Sprężone powietrze lub inny gaz wtryskuje się pod ciśnieniem ok 1,21,5 bar na obrotowym wale urządzenia . Następnie gaz przenika przez dyfuzory do cieczy, gdzie powstaje chmura drobnych pęcherzyków o średnicy 40-70 mikronów (biała woda), przy wyjątkowo niskim zużyciu energii . W przeciwieństwie do systemów DAF, nie jest wymagane ciśnienie, aby rozpuścić gaz w cieczy, a zatem zużycie energii nie zależy od zasolenia i temperatury wody . Ponadto system flotacji oparty na MicroGas™ nie wymaga zbiornika nasycającego, pomp recyrkulacyjnych ani dysz, co czyni je bardziej niezawodnymi i opłacalnymi .
System MicroGas™ jest również odporny na trudne warunki pracy tj . wysokie temperatury (do 70°C), zmienność pH (2-13), wysoką zawartość chlorków (do 10 000 ppm), zawiesin (5%), olejów (5%), zasolenie (200 000 mg/l) .
Zalety stosowania MicroGas™
• Minimalne koszty eksploatacyjne – niewielkie wymagania dotyczące sprężonego gazu (wymagane ciśnienie 1-2 bar) oraz silnik VDC o niskim napięciu • Minimalne wymagania sprzętowe – w przeciwieństwie do tradycyjnych instalacji flotacji DAF nie wymagane jest zastosowanie pompy recyrkulacyjnej, zbiornika saturacji czy dysz napowietrzających • Brak zatykania – siły ścinające generowane na powierzchni dyfuzorów poprzez wydobywający się gaz oraz obracający się wał zapobiegają zatykaniu się oraz umożliwiają efekt automatycznego samooczyszczenia się dysków
DIN - Niemiecki Instytut Normalizacyjny (Deutsches Institut für Normung) a technologia drobnych pęcherzyków
Watersystem wraz z producentem generatora MicroGas™ firmą Akvola Technologies GmbH (Niemcy) oraz firmą Besino (Chiny) opracowało oficjalną specyfikację, autoryzowaną przez komitet DIN, dotyczącą technologii generowania drobnych pęcherzyków gazu stosowanych w procesie flotacji pt .: DIN SPEC 54789: Fine Bubble Technology - Fine Bubble Induced Gas Flotation Devices - Installation and Operation
Więcej: https://www .din .de/en/wdc-beuth:din21:320487090
O firmie
Watersystem jest wyspecjalizowanym dostawcą systemów uzdatniania wody i oczyszczania ścieków dla wielu gałęzi przemysłu . Oferujemy kompleksowe i zindywidualizowane podejście do każdego problemu związanego z wodą, począwszy od projektu przez budowę, rozruch, a skończywszy na serwisie systemów .
Dzięki wieloletniemu doświadczeniu w uzdatnianiu wody i ścieków oferujemy produkty wysokiej jakości, a tym samym zapewniamy osiągnięcie wymaganych parametrów i żywotność przy niskich kosztach eksploatacji . n
WATERSYSTEM Sp. z o.o. Spółka komandytowa Ul . Trakt Brzeski 127 05-077 Zakręt POLAND
Tel +48 (22) 773 23 80, 795 77 93, 425 78 99 Tel +48 (22) 773 23 80, 357 93 39 e-mail: t .sobolewski@watersystem .pl www .watersystem .com .pl www .sciekiprzemyslowe .com .pl
R E K L A M
Naciśnij i przejdź na naszą stronę www
Kliknij, by zobaczyć film
