niedziela, 16 maj 2021
czwartek, 22 kwiecień 2021 12:24

Innowacyjne i energooszczędne systemy flotacji do oczyszczania wody i ścieków IGF microFLOT z zastosowaniem generatora mikropęcherzyków MicroGas™

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 rysunki 1.

Obraz1

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]

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™.

Screenshot 1

Rys 2. Porównanie systemu flotacji DAF oraz flotatora wyposażonego w generator 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.

Obraz3

Rys 3. Komora z generatorem MicroGas™: na dole - z wyłączonym urządzeniem, na górze – po włączeniu generatora, widoczny proces saturacji oraz „biała woda”  [7]

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™

 

Tabela 1. Porównanie pracy systemu flotacji ciśnieniowej DAF oraz IGF z genratorem MicroGas

tabela wodna

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 1,2-1,5 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).

Obraz4

 

Obraz4a 

Rys 4. Generator MicroGas: wersja S (powyżej), wersja zanurzeniowa XL (poniżej) – źródło: Akvola Technologies GmbH [7]

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

watersystem logo

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.

WWW: www.watersystem.com.pl

            www.sciekiprzemyslowe.com.pl

LinkedIn                                  

slm fb icon

 

Źródła:

[1] Anielak, A. M. (2002) Chemiczne i fizykochemiczne oczyszczanie ścieków. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN.

[2] ISO 20480-1:2017 Fine bubble technology – General principles for usage and measurement of fine bubbles

[3] Global Water Intelligence CTO Magazine 06.2020

[4] BREC Solutions Market Research 2016

[5] Wiliński, P. (2017) Zastosowanie procesu mikro- i nanoflotacji z użyciem ozonu (DOF) do oczyszczania ścieków przemysłowych na przykładzie przemysłu kosmetycznego

[6] DIN SPEC 54789: Fine Bubble Technology - Fine Bubble Induced Gas Flotation Devices - Installation and Operation

[7] Materiały Akvola GmbH

 

dr inż. Piotr Wiliński,

Watersystem sp. z o.o. sp.k.

 

 

 

Skomentuj

Upewnij się, że zostały wprowadzone wszystkie wymagane informacje oznaczone gwiazdką (*). Kod HTML jest niedozwolony.

Najlepsi dostawcy i producenci maszyn, przypraw, chemii przemysłowej i opakowań zamieszczają swoje reklamy na naszych łamach. Firma WOMAT zajmuje się również kompleksową obsługą medialną i reklamową podmiotów gospodarczych. Zapewniamy wykonanie zlecenia - od projektu do ostatecznej realizacji.

Newsletter

Najważniejsze informacje Cie nie ominą...

Nie spamujemy, też nie lubimy spamu....

Please publish modules in offcanvas position.