1. Czym jest flotacja powietrzem rozpuszczonym (DAF)?

Flotacja powietrzem rozpuszczonym (DAF) to technologia klarowania szeroko stosowana w fizykochemicznej oczyszczaniu ścieków oraz w zagęszczaniu osadów. Technologia ta pozwala na oddzielenie zawieszonych cząstek stałych, olejów i tłuszczów ze ścieków poprzez wprowadzenie powietrza w postaci mikropęcherzyków, które powodują unoszenie się cząstek, do których się przyczepiają.

2. Jak działa system flotacji z wykorzystaniem rozpuszczonego powietrza?

System DAF działa w trybie ciągłym. Ścieki są kierowane do zbiornika flotacyjnego, gdzie na wlocie mieszają się z częścią strumienia ścieków nasyconych sprężonym powietrzem. Mikropęcherzyki powietrza powstałe w wyniku rozprężenia przylegają do cząstek stałych zawartych w ściekach i powodują ich wynoszenie na powierzchnię, skąd są usuwane za pomocą zgarniaczy. Oczyszczony strumień ścieków jest pobierany z górnej części flotatora, poniżej warstwy cząstek pływających.

3. Jakie są główne zastosowania systemów DAF?

Systemy DAF znajdują zastosowanie zarówno w procesach oczyszczania wody, jak i w procesach separacji oraz zagęszczania zanieczyszczeń w różnych gałęziach przemysłu, zarówno w odniesieniu do produktów, jak i odpadów. Systemy DAF zapewniają doskonałą wydajność w zakresie oddzielania zawiesin stałych, olejów, tłuszczów, emulsji oraz substancji o niskiej lub średniej gęstości. Ponadto w procesie tym usuwane są substancje organiczne i inne zanieczyszczenia (składniki odżywcze, metale itp.) związane z usuwanymi cząstkami stałymi. Dodatkowo, jeśli proces fizykochemiczny jest prawidłowo zaprojektowany, dochodzi do wytrącania soli i innych składników, które zostaną usunięte jako cząstki stałe.

• W ściekach jego główne zastosowania to:
• Zagęszczanie osadów
• Oczyszczanie wstępne
• Osadnik wtórny do reaktorów biologicznych tlenowych i beztlenowych
• Odsalanie wody morskiej

4. Dlaczego w oczyszczaniu ścieków stosuje się flotację z użyciem rozpuszczonego powietrza?

W porównaniu z innymi metodami oczyszczania ścieków system DAF umożliwia pracę przy wysokich obciążeniach hydraulicznych (4–6^m³/m²/h) i masowych (3–5^kg/m²/h), co pozwala na zmniejszenie zajmowanej powierzchni. Ponadto uzyskuje się wydajność separacji zanieczyszczeń rzędu 95–99%, a osady powstałe w wyniku tego procesu mają wyższe stężenie (3–5%) niż te uzyskane w innych procesach (sedimentacja).

5. W jakich branżach najczęściej stosuje się systemy DAF?

Ogólnie rzecz biorąc, systemy DAF stanowią doskonałą technologię do oddzielania zawiesin stałych obecnych w ściekach przemysłowych. Istnieją jednak branże, w których są one stosowane częściej ze względu na charakter cząstek stałych obecnych w oczyszczanej wodzie, jak na przykład:

• Przemysł spożywczy (mleczarski, mięsny, napojów, olejów i tłuszczów itp.).
• Przemysł tekstylny
• Przemysł metalurgiczny
• Przemysł farmaceutyczny
• Przemysł papierniczy
• Rafinerie i zakłady petrochemiczne
• Oczyszczanie wody pitnej i ścieków komunalnych
• Ogólnie rzecz biorąc, jako system zagęszczania szlamu i produktów

6. Jak technologia DAF wypada w porównaniu z sedymentacją?

Są to dwie technologie służące do oczyszczania ścieków. Aby je porównać, uwzględniliśmy ich parametry projektowe, a także koszty eksploatacji i zdolność do wytwarzania osadu. W poniższej tabeli podano wartości orientacyjne:

7. Czy wszystkie zawiesiny stałe obecne w ściekach są oddzielane metodą flotacji?

Cząstki stałe zawieszone w strumieniu ścieków, z którymi wiążą się mikropęcherzyki powietrza wprowadzone do strumienia, będą miały tendencję do unoszenia się na powierzchni ze względu na spadek gęstości pozornej; jednakże cięższe cząstki opadną i osadzą się na dnie flotatora. Systemy DAF są wyposażone w układ odprowadzania osadu. Wydajność separacji w systemach DAF może przekraczać 95%, w zależności od rodzaju ścieków.

8. Czy sprzęt marki DAF jest drogi?

Pływaki DAF są zazwyczaj wykonane z materiałów metalowych (stali zabezpieczonej i stali nierdzewnej) lub tworzyw sztucznych (PRFV, PP) i wyposażone w system sprężania i rozpuszczania powietrza za pomocą pompy i zbiornika ciśnieniowego wraz z odpowiednim układem dekompresji i wtrysku. Rozwiązanie to wydaje się droższe niż konwencjonalny system sedymentacji; jednakże, jeśli weźmiemy pod uwagę, że możemy wyeliminować ewentualny zagęszczacz oddzielonych osadów, a wymagana przestrzeń jest znacznie mniejsza, proces ten jest bardzo opłacalny i wydajny.

9. Czy system DAF jest skuteczny w oddzielaniu emulsji, olejów i węglowodorów?

Systemy DAF stanowią najbardziej wydajną technologię separacji olejów i węglowodorów. Wynika to z efektu koalescencji, jaki mikropęcherzyki powietrza wywierają na te substancje, które nie mieszają się z wodą i zazwyczaj występują w postaci miceli koloidalnych. Ponadto w wielu przypadkach do separacji nie są potrzebne odczynniki, ponieważ substancje te mają zazwyczaj niską gęstość; dzięki temu proces DAF pozwala na odzyskanie wielu z tych związków.

10. Jaka jest rola zespołu DAF w zakładzie odsalania?

Flotacja DAF jest bardzo skuteczna jako proces wstępny w odsalaniu, ponieważ chroni membrany do odwróconej osmozy przed zanieczyszczeniami, które skracają ich żywotność i obniżają wydajność. Pozwala uzyskać wysoki stopień separacji zawiesin stałych, komórek glonów, olejów, tłuszczów i węglowodorów, których nie można usunąć poprzez sedymentację, chroniąc w ten sposób kolejne procesy odsalania. Ponadto minimalizuje ilość produktów ubocznych glonów i ich toksyn, które mogłyby przedostać się do sieci zaopatrzenia w wodę pitną.

11. Ile miejsca zajmuje system DAF?

Wielkość urządzeń DAF zależy od objętości oczyszczanej wody, jednak pojedyncza jednostka zajmuje zazwyczaj mniej miejsca niż inne systemy oczyszczania ścieków, ponieważ może pracować przy wysokich obciążeniach hydraulicznych i masowych. Ponadto nie ma potrzeby instalowania urządzenia do zagęszczania osadu, ponieważ systemy DAF mogą również pełnić tę funkcję.

12. Czy montaż systemu DAF jest skomplikowany?

Urządzenie do flotacji powietrzem rozpuszczonym jest zazwyczaj dostarczane w stanie zmontowanym, co znacznie ułatwia jego instalację w miejscu docelowym. Ponadto, ponieważ prace budowlane niezbędne do jego uruchomienia są minimalne, czas wdrożenia również jest krótki.

Wystarczy podłączyć przyłącza odpływowe, pneumatyczne i elektryczne oraz, co najwyżej, połączyć układ sprężania i wtrysku powietrza (pompa/zbiornik/inżektor) z korpusem pływaka, a także zespół do uzdatniania chemicznego, który zazwyczaj dostarczany jest na platformie montażowej. (Flokulator PFL do koagulacji i flokulacji – SIGMADAF)

13. Czy uruchomienie urządzenia DAF jest skomplikowane?                             

Urządzenia DAF są zazwyczaj wstępnie montowane i testowane w warsztacie. Znacznie ułatwia to uruchomienie na miejscu, ponieważ większość automatyki jest już zaprogramowana w sterowniku PLC, a pozostaje jedynie dostosować ciśnienie i natężenie przepływu roboczego oraz recyrkulacyjnego. Dawkowanie środków chemicznych dostosowuje się na miejscu za pomocą testu w zbiorniku (Jar test) w celu optymalizacji wydajności.

1. Z jakich elementów składa się system DAF?

Główne elementy systemu DAF to:

• Zbiornik flotacyjny, w którym odbywa się oddzielanie osadu stałego od frakcji pływającej.
• System zwiększania ciśnienia powietrza w części oczyszczonego osadu, który jest zawracany do wlotu. System obejmuje pompę oraz zbiornik ciśnieniowy, do którego wtłaczane jest powietrze pod ciśnieniem i w którym ulega ono rozpuszczeniu.
• System rozprowadzania umożliwiający równomierne tworzenie mikropęcherzyków sprężonego powietrza.
• Usuwanie zanieczyszczeń pływających za pomocą skrobaków powierzchniowych

2. Jakie jest optymalne ciśnienie do pracy z filtrem DAF?

Typowe ciśnienie, z jakim powietrze jest wprowadzane do obwodu utrzymującego ciśnienie w celu uzyskania oczekiwanych wyników separacji , wynosi 3–6 barów, ale zależy od kilku czynników:

• Charakterystyka wody przeznaczonej do uzdatniania: Czynniki takie jak ilość i rodzaj zanieczyszczeń, które należy usunąć, czy też temperatura mają decydujące znaczenie dla projektu urządzenia.
• Stosunek wody do powietrza. Istnieje bezpośredni związek między ciśnieniem, jakie należy zapewnić, a ilością powietrza rozpuszczonego w wodzie (ok. 0,05 kg powietrza/kg suchej masy/h przy ciśnieniu 5 barów).
• Wielkość mikropęcherzyków. Ciśnienie wpływa na wielkość pęcherzyków (pożądana wielkość to ≤50 µm).

3. Jaka jest rola środków koagulujących i flokulujących w procesie flotacji powietrzem rozpuszczonym?

W wielu przypadkach cząstki stałe zawarte w ściekach występują w postaci koloidów, które utrzymują się w zawieszeniu dzięki swojemu ładunkowi elektrycznemu. Aby je oddzielić, najpierw dodaje się środki koagulujące, które neutralizują ich polaryzację (_FeCl3,_Al2SO4, PAC itp.), a następnie dozuje się flokulanty, czyli długołańcuchowe polimery, z którymi tworzą się„kłaczki”nadające się do oddzielenia.

4. W jaki sposób powietrze rozpuszcza się w wodzie w systemie DAF?

Aby wprowadzić sprężone powietrze do wody, część oczyszczonej wody wypływającej ze zbiornika DAF jest pompowana do niewielkiego zbiornika ciśnieniowego (kotła), do którego wprowadza się również sprężone powietrze o tym samym ciśnieniu. W ten sposób ściek zostaje przesycony powietrzem, którego objętość odpowiada danemu ciśnieniu i temperaturze, zgodnie z prawem Henry'ego.

5. W jaki sposób w ściekach powstają mikropęcherzyki powietrza, które powodują flotację w urządzeniu DAF?

Strumień ścieków nasyconych powietrzem jest zawracany do wlotu zbiornika flotacyjnego i przepływa przez zawór redukcyjny tuż przed wejściem do mieszalnika, gdzie łączy się ze ściekiem surowym. Powoduje to uwolnienie powietrza w postaci drobnych pęcherzyków, których wielkość ma bezpośredni wpływ na prędkość unoszenia się zawieszonych cząstek stałych, z którymi są one związane.

7. Jakie są przepływy projektowe dla przemysłowych systemów DAF?

Wydajności projektowe oczyszczalni DAF zależą od rodzaju ścieków powstających w poszczególnych gałęziach przemysłu. Tak więc w branżach, w których odprowadzane są duże ilości ścieków o niskim lub średnim stężeniu zawiesiny (uzdatnianie wody pitnej, przemysł spożywczy, petrochemiczny itp.), można prefabrykować urządzenia o wydajności do 250^m³/h (arkusz-FPBC-ES.pdf), podczas gdy w przemyśle chemicznym zwykle pracuje się przy niższych przepływach i wyższych zawartościach zawiesin (arkusz-FPAC-ES.pdf), a gotowe urządzenia zazwyczaj nie przekraczają wydajności 150^m³/h.

W SIGMADAF produkujemy urządzenia DAF, które mogą przetwarzać od 3^m³/h do ponad 1000^m³/h.

8. Jakie są parametry projektowe systemu DAF?

Parametry stosowane przy projektowaniu instalacji flotacji powietrzem rozpuszczonym to:

• Przepływ znamionowy (^m³/h)
• SS / oleje i tłuszcze (mg/l)                                                                     
• Obciążenie hydrauliczne (5–15^m³/m²/h)
• Czas utrzymywania (15–30 minut)
• Przepływ recyrkulacyjny (15–50% przepływu zasilającego)
• Dopływ sprężonego powietrza (0,05 kg powietrza na kg substancji stałej na godzinę)

Rodzaj branży i proces, z którego pochodzi ściek, mają również kluczowe znaczenie dla prawidłowego zaprojektowania urządzenia DAF.

9. W jaki sposób otrzymam system DAF w mojej siedzibie?

Instalacja jest prosta, ale uruchomienie wymaga specjalistycznej wiedzy z zakresu systemów uzdatniania wody.

Nasze urządzenia opuszczają warsztat w pełni zmontowane i przetestowane. W zależności od potrzeb klienta sprzęt jest zazwyczaj dostarczany w postaci modułów, które można łatwo złożyć na miejscu budowy, lub w całości zmontowany i podłączony (Plug&Play). W przypadku zastosowań specjalnych możliwe jest wykonanie urządzeń na zamówienie z odpowiednich materiałów.

10. Z jakich materiałów wykonuje się urządzenia do flotacji powietrzem rozpuszczonym?

Zależy to od właściwości oczyszczanego ścieków. Systemy DAF są zazwyczaj wykonane z materiałów metalowych: stali węglowej pokrytej żywicami epoksydowymi lub stali nierdzewnej (AISI 304/316). W przypadku wód o wysokiej korozyjności lub zasoleniu systemy DAF mogą być wykonane z tworzyw sztucznych, takich jak PRFV, PP, PVC lub PEHD.

11. Jak przebiega oczyszczanie ścieków w systemie DAF?

Proces składa się z trzech podstawowych etapów:

• Oczyszczanie fizykochemiczne (regulacja pH, koagulacja/flokulacja)
• Zbiornik do flotacji i oddzielania osadu
• System zwiększania / zmniejszania ciśnienia powietrza

Ścieki są kierowane do układu mieszania z odczynnikami stosowanymi w procesie chemicznej obróbki, w którym zapewniony zostanie wystarczający czas kontaktu przy odpowiednich warunkach mieszania.

Stamtąd ścieki trafiają do zbiornika flotacyjnego, do którego zawracana jest część ścieków nasyconych sprężonym powietrzem, gdzie następuje oddzielenie osadu stałego, który uległ już flokulacji i unosi się na powierzchni w połączeniu z mikropęcherzykami powietrza.

1. Dlaczego mój system DAF nie osiąga oczekiwanej skuteczności separacji?

Może to wynikać z:

• Nieprawidłowe parametry pracy. Sprawdzić natężenie przepływu i ciśnienie robocze. 
• Nieprawidłowe nasycenie powietrza. Sprawdzić, czy mikropęcherzyki powstają równomiernie. 
• Problemy z parametrami chemicznymi procesu. Spowodowane nieodpowiednim pH lub temperaturą albo nieprawidłowymi dawkami środków koagulujących/flokulujących.
• Stężenie zanieczyszczeń. Należy sprawdzić, czy stężenia zawiesiny oraz olejów i tłuszczów w ściekach mieszczą się w dopuszczalnych granicach określonych w projekcie.

2. Co powoduje nadmierne gromadzenie się osadu w systemie DAF?

Sytuacja ta może wynikać z:

• Niewystarczające oddzielanie osadu pływającego. Spowodowane awarią, nieprawidłową regulacją lub zatorami w systemie zgarniaczy powierzchniowych.
• Problemy związane z parametrami chemicznymi systemu. Wynikają one z nieprawidłowego dozowania środków koagulujących i flokulujących oraz z nieprawidłowej regulacji pH. incrustacion.PDF                          
• Obciążenie zanieczyszczeniami przekraczające wartości projektowe. 
• Nieskuteczne opróżnianie dolnego zbiornika szlamu. Spowodowane zatorami lub zbyt krótkim czasem opróżniania.
• Nieprawidłowe natężenie przepływu roboczego / recyrkulacyjnego.

3. Dlaczego w moim urządzeniu DAF występuje wyciek powietrza?

Najczęstsze przyczyny to:

• Niskie ciśnienie w obwodzie recyrkulacji.                                   
• Wycieki z rur lub urządzeń w obwodzie.    
• Możliwe problemy ze sprężarką powietrza lub pompą recyrkulacyjną.
•  Zbyt duże bąbelki.
• Usterki zaworu rozprężnego lub układu rozprowadzającego.                       
• Zatory spowodowane zanieczyszczeniami w powietrzu doprowadzanym.                      
• Niska temperatura ścieków.

4. Jak zapobiegać osadzaniu się osadu lub zanieczyszczeniom w systemie DAF?

Aby zapobiec zanieczyszczeniu urządzenia DAF, zaleca się filtrowanie ścieków na wlocie do pływaków w celu oddzielenia cząstek stałych, które mogą zakłócić proces.

Osady powstają zazwyczaj w wyniku błędów w dozowaniu środków chemicznych lub niewłaściwej temperatury roboczej. Problem ten można uniknąć poprzez kontrolę pH i temperatury, a także odpowiednie dostosowanie dawek koagulantów i flokulantów.

Zanieczyszczenia biologiczne również mogą powodować zabrudzenia.

Dobra konserwacja, obejmująca regularne mycie, a w razie potrzeby nawet czyszczenie chemiczne, stanowi najlepszy sposób zapobiegania zabrudzeniom.

5. Jak wyczyścić system DAF?

Po odłączeniu urządzenia od zasilania i opróżnieniu go:

• W ramach rutynowego czyszczenia należy umyć urządzenie czystą wodą pod ciśnieniem.
• Jeśli występują osady, należy przeprowadzić mycie kwasem.
• Jeśli zabrudzenia są spowodowane przez oleje, smary lub substancje organiczne, należy je usunąć za pomocą NaOH lub biodegradowalnych środków czyszczących.
• W razie potrzeby należy zeskrobać lub wyszczotkować dotknięte powierzchnie.
• We wszystkich przypadkach należy dokładnie sprawdzić i wyczyścić nawiewniki oraz układ doprowadzania powietrza, a także obieg i pompę recyrkulacyjną.
• Aby zapewnić dobry kontakt i mieszanie podczas mycia, można skorzystać z systemu recyrkulacji urządzenia.

Zalecana częstotliwość mycia to raz w tygodniu oraz raz na kwartał mycie gruntowne, w zależności od obciążenia eksploatacyjnego.

6. Dlaczego w systemie DAF pojawiają się nieprzyjemnie pachnące cząstki pływające?

Najczęstsze przyczyny to:

• Beztlenowy rozkład nadmiaru substancji organicznej, który może wynikać z nieefektywnego usuwania osadu, co będzie wymagało przeglądu przewodów i systemu usuwania zanieczyszczeń powierzchniowych.
• Nieprawidłowości w regulacji pH lub dawkowaniu koagulantu/flokulantu
• Problemy z regulacją napowietrzania (przepływ, ciśnienie, wielkość pęcherzyków).
• Możliwa obecność w ściekach takich związków, jak siarczki, merkaptany lub inne substancje o potencjalnie nieprzyjemnym zapachu.

7. Dlaczego na pływakach w silniku DAF pojawia się piana?

Piana może pojawić się z różnych powodów, między innymi:

• Obecność detergentów lub emulsji może powodować powstawanie piany na powierzchni DAF.
• Z powodu nieprawidłowej kontroli pH lub nieprawidłowej koagulacji/flokulacji.
• Nadmiar substancji organicznej spowodowany zbyt wysokim stężeniem substancji wprowadzanych lub niewystarczającym ich usuwaniem, co sprzyja ich rozkładowi i ewentualnemu tworzeniu się piana na powierzchni.
• Nieprawidłowa regulacja dopływu powietrza

Jeśli pomimo odpowiednich korekt piana nadal się utrzymuje, można spróbować dodać środek przeciwpieniący.

8. Dlaczego w DAF powstają duże pęcherzyki i bulgotanie?

Zazwyczaj są one spowodowane nieprawidłową regulacją dopływu powietrza (niedobór lub nadmiar) lub niewłaściwym ciśnieniem w obwodzie ciśnieniowym. Mogą również wynikać z awarii systemu utrzymywania ciśnienia (zawory / nawiewniki) spowodowanych ich zatkaniem lub nieprawidłową regulacją.

Inną przyczyną może być nieprawidłowe ustawienie procesu koagulacji/flokulacji, ponieważ mikropęcherzyki powietrza będą miały tendencję do łączenia się w większe pęcherzyki, nie przyczepiając się do nieutworzonych kłaczków, lub w wyniku rozkładu osadu organicznego – zarówno osadzonego, jak i pływającego – który może wytwarzać gazy.

9. Dlaczego ciśnienie i natężenie przepływu w obiegu recyrkulacyjnym w systemie DAF ulegają zmianom?

Te wahania mogą wpływać na prawidłowe działanie systemu DAF. Mogą one wynikać z różnych przyczyn, ale zasadniczo zmiany ciśnienia i natężenia przepływu są spowodowane nieszczelnościami, zatorami lub nieprawidłowym działaniem obwodu recyrkulacji i utrzymywania ciśnienia wody/powietrza, zarówno w pompie, jak i w zbiorniku ciśnieniowym, zaworach, dyfuzorach i rurach.

Inną prawdopodobną przyczyną są zmiany właściwości ścieków (temperatura, zawartość zawiesiny lub lepkość).

10. Dlaczego osad oczyszczony w DAF, który wygląda na przezroczysty, może charakteryzować się wysokim stopniem zmętnienia?

Może to wynikać z obecności mikrocząstek, koloidów lub olejów, których nie widać gołym okiem. Może to wynikać z nieprawidłowego ustawienia chemicznego pH, koagulacji/flokulacji lub z tego, że proces oddzielania tych zawiesin za pomocą mikropęcherzyków powietrza nie został przeprowadzony w pełni.

Należy ponownie ustawić te parametry oraz sprawdzić urządzenie pomiarowe (turbidymetr). Jednym ze sposobów wykrycia tego zjawiska jest efekt Tyndalla.

11. Dlaczego system DAF nie uruchamia się lub się zatrzymał?

Przyczyn może być wiele, ale zasadniczo należy sprawdzić, czy poziomy w zbiornikach dopływowych i odpływowych nie osiągnęły odpowiednio minimalnego i/lub maksymalnego poziomu, ponieważ poziomy te powodują zablokowanie instalacji.

Inne przyczyny mogą obejmować awarię elektryczną (brak zasilania, przepalony bezpiecznik, awaria kluczowego urządzenia, alarm w układzie automatycznego sterowania) lub awarię mechaniczną, która uruchamia alarm (przepływ, ciśnienie itp.).

1. Jak wypada porównanie flotacji z wykorzystaniem powietrza rozpuszczonego z flotacją z wykorzystaniem powietrza indukowanego?

Flotacja DAF, IAF lub CAF (flotacja z wykorzystaniem powietrza wtłoczonego) to procesy separacji ciał stałych od cieczy, których wspólną cechą jest wykorzystanie pęcherzyków powietrza do oddzielania zawieszonych cząstek stałych obecnych w ściekach.

W systemach DAF w wyniku rozprężania powstają mikropęcherzyki powietrza (50–100 µm). Są one równomiernie rozprowadzane za pomocą odpowiednich systemów dyfuzji i wiążą się z cząstkami stałymi obecnymi w ściekach, takimi jak zawiesiny, koloidy, oleje i tłuszcze.

Ze swojej strony pływakami CAF tworzą większe i bardziej zróżnicowane pęcherzyki (100–1000 µm), które powstają w wyniku kawitacji wywołanej przez mechaniczny system mieszania lub przez doprowadzenie powietrza pod niskim ciśnieniem. Technologia ta znajduje zastosowanie w liniach uzdatniania wód zawierających większe cząstki stałe i oleje, takich jak ścieki pochodzące z przemysłu naftowego i rafinerii.

Pod względem wydajności i zużycia energii DAF jest bardziej wydajny, ale zużywa więcej energii niż CAF.

2. Jakie są zalety DAF w porównaniu z tradycyjnymi osadnikami?

Główne zalety flotatorów DAF w porównaniu z osadnikami to:

• Wysoka skuteczność oddzielania zawiesin stałych, olejów i tłuszczów (90–95%).
• Wysokie obciążenia hydrauliczne i masowe przy krótkich czasach przebywania, co przekłada się na mniejszą zajmowaną przestrzeń.
• Wysokie stężenie zebranych osadów (4–6% suchej masy).
• Możliwe wyeliminowanie zagęszczaczy osadu oraz zmniejszenie rozmiarów urządzeń do mechanicznego osuszania.
• Oddzielanie materiałów pływających lub o niskiej gęstości.

3. Jakie są ograniczenia systemów DAF?

Systemy flotacji DAF mają pewne ograniczenia w zakresie stosowania do oczyszczania ścieków:

• Wysokie temperatury ścieków zmniejszają rozpuszczalność tlenu, zwiększając jednocześnie rozpuszczalność niektórych zanieczyszczeń.
• W przypadku znaczących zmian w obciążeniu zanieczyszczeniami należy precyzyjnie dostosować proces rozprężania i rozpraszania mikropęcherzyków powietrza. Należy również dostosować dawki środków koagulujących i flokulujących.
• Ciała stałe o dużej gęstości osiadają na dnie separatora DAF, co oznacza, że należy je usunąć, aby zapobiec ich gromadzeniu się i rozkładowi.
• Urządzenia DAF są drogie w porównaniu z systemami dekantacji i zagęszczania, a ponadto zużywają więcej energii i wymagają częstszej konserwacji.

4. Czy systemy DAF mogą być stosowane do uzdatniania wody pitnej?

Systemy flotacji powietrzem rozpuszczonym znajdują zastosowanie w uzdatnianiu wody pitnej, ponieważ są bardzo skuteczne w usuwaniu zawiesin, glonów i innych zanieczyszczeń występujących w wodach powierzchniowych. Ponadto systemy DAF są wykorzystywane w zakładach odsalania wody morskiej, ponieważ umożliwiają oddzielanie olejów, tłuszczów i innych zanieczyszczeń, które mogą zatykać membrany filtracyjne (UF/RO).

5. W jaki sposób urządzenia DAF łączą się z innymi technologiami oczyszczania ścieków?

Systemy flotacji DAF można skutecznie zintegrować z innymi technologiami w oczyszczalni ścieków:

• Wstępne oczyszczanie ścieków i wody pitnej, które przygotowuje odprowadzane ścieki do dalszych procesów oczyszczania, zmniejszając ich objętość, zużycie i koszty. Oczyszczanie wstępne ma zasadnicze znaczenie dla zapewnienia wydajności całego procesu oczyszczania.
• Oczyszczanie wtórne, w którym urządzenie DAF jest zazwyczaj łączone z procesami biologicznymi. W tym przypadku urządzenie DAF zastępuje proces dekantacji wtórnej oraz zagęszczacz osadu.
• Inne zastosowania. Stosuje się go również w połączeniu z zaawansowanym procesem utleniania (AOP) lub w systemach separacji olejów typu API i CPI.

6. Jaka jest wydajność systemów DAF w porównaniu z technologiami filtracji?

Proces DAF pozwala na oddzielenie około 90% zawiesin stałych oraz ≥95% olejów i tłuszczów.

Filtracja na złożach piasku lub innych materiałach pozwala osiągnąć skuteczność ≥ 95% w przypadku zawiesin, jednak oleje i tłuszcze mogą powodować poważne problemy związane z zanieczyszczeniem.

Z kolei membrany do mikrofiltracji (MF), nanofiltracji (NF) i ultrafiltracji (UF) charakteryzują się stopniem filtracji znacznie przekraczającym 99%, jednak aby zapewnić ich prawidłowe działanie, zawartość olejów i tłuszczów musi być jak najmniejsza.

Proces filtracji tangencjalnej z wykorzystaniem membran nieorganicznych (grafitowych/ceramicznych) jest bardzo skuteczny w przypadku wszystkich tych zanieczyszczeń, zapewniając skuteczność separacji na poziomie >99,5%. Z drugiej strony jest to proces bardziej złożony i kosztowny.

7. Porównanie flotacji DAF z metodami API i CPI

Flotacja powietrzem rozpuszczonym (DAF), separatory z płytami pochyłymi (API) oraz separatory z płytami falistymi (CPI) to technologie stosowane w procesach oczyszczania ścieków do oddzielania olejów, tłuszczów i cząstek stałych.

• Urządzenia DAF działają na zasadzie wtłaczania nadmiaru sprężonego i rozpuszczonego powietrza, które powoduje unoszenie się cząstek stałych, olejów i tłuszczów, zapewniając skuteczność separacji sięgającą nawet 99%.
• Systemy API/CPI oddzielają substancje o gęstości mniejszej niż woda, takie jak oleje i niezemulgowane tłuszcze, natomiast zawiesiny stałe o większej gęstości osiadają na dnie. Wydajność tego procesu, wynosząca od 40% do 80%, jest niższa niż w przypadku systemu DAF.

Urządzenia DAF zajmują mniej miejsca, ale wiążą się z wyższymi kosztami instalacji i eksploatacji niż urządzenia API/CPI.

8. Jakie są zalety DAF w porównaniu z zagęszczaczem osadu?

Stężenie osadu uzyskane w konwencjonalnym osadniku wynosi od 0,6 do 1% suchej masy (SM), co wynika z przedostawania się wody podczas spuszczania. Z kolei system DAF może osiągnąć wartości rzędu 3–4% MS, co pozwala na bezpośrednie przekazanie tych osadów do kolejnego etapu procesu odwadniania, po którym mogą one trafić na wysypisko lub zostać wykorzystane.

Dzięki temu procesowi nie ma potrzeby stosowania urządzenia do zagęszczania szlamu.

9. Kiedy warto zastosować lamele w systemie DAF?

Gdy zawartość zawiesin stałych, olejów i tłuszczów jest niewielka, a natężenie przepływu wysokie, zaleca się stosowanie systemów DAF wyposażonych w lamele, ponieważ zwiększają one powierzchnię użytkową – rozumianą jako powierzchnia rzutowana – która może być znacznie większa niż powierzchnia geometryczna. W tym kontekście mówimy o równoważnej prędkości unoszenia się cząstek wyposażonych w lamele.

W ten sposób można zminimalizować miejsce zajmowane przez sprzęt w zakładzie przy niższych kosztach.

10. Skuteczność oddzielania substancji organicznych przez urządzenie DAF w porównaniu ze skutecznością reaktora biologicznego

Flotacja z wykorzystaniem rozpuszczonego powietrza służy do oddzielania substancji organicznych. Urządzenie DAF i reaktor biologiczny doskonale się uzupełniają i bardzo często spotyka się je w tej samej oczyszczalni ścieków.

• Gdy materia organiczna ma niską gęstość (oleje, tłuszcze, detergenty, zawiesiny, koloidy), proces DAF może być opłacalny (oddziela do 60% materii organicznej).
• Jeśli ładunek organiczny w ściekach jest wysoki, przed oczyszczaniem biologicznym można zastosować separator flotacyjny, ponieważ poprawia on wydajność oczyszczania w procesie biologicznym, a jednocześnie pozwala zmniejszyć rozmiar reaktora.
• Wydajność oczyszczania biodegradowalnych substancji organicznych w reaktorze biologicznym jest wyższa (może przekraczać 99%), ale system DAF jest bardziej skuteczny w redukcji substancji słabo biodegradowalnych.