AquadafTM - SeadafTM

Компания «Дегремон» поддерживает страстное
увлечение своих сотрудников профессией по
обработке воды и потому, в дополнение к своему
«Техническому справочнику по обработке воды»,
предлагает дополнительные Информационные
листки к нему для того, чтобы лучше понимать
различные предлагаемые рынку технологии в
процессе их эволюционного развития и открывать
их новые возможности.
Информационные листки
к «Техническому справочнику по
обработке воды» компании «Дегремон»
Городские сточные воды
Обессоливание
Производство питьевой воды
AquadafTM - SeadafTM - GreendafTM
Осветление поверхностных вод
Осветление
СКОРОСТНАЯ
ФЛОТАЦИЯ
Флотация это способ разделения смесей «твердая фаза
– жидкость» и «жидкость – жидкость», который, в
противоположность отстаиванию, применяется в том
случае,
когда
плотность
отделяемых
агрегатов
меньше чем жидкости, в которой они находятся. Отделяемые
агрегаты аккумулируются в тонком слое на поверхности
жидкости (флотат) в верхней части установки (флотатора).
Флотация считается естественной, если разница в плотности
разделяемых фаз достаточна для естественного разделения.
Флотация считается принудительной, если задействуются внешние средства (воздух или воздух и реагенты) для
улучшения разделения фаз, которые обладают естественным свойством всплывать, но с недостаточной скоростью.
Флотация считается спровоцированной, когда плотность
отделяемых частиц, изначально бóльшая плотности
жидкости, искусственно снижается для реализации
процесса флотации. При этом используется способность
этих частиц (или жидкости) прилипать к пузырькам газа
(обычно воздуха) с образованием пар «твердая частица –
пузырек газа», плотность которых оказывается ниже
плотности жидкости, в которой они находятся в виде
дисперсной фазы. Таким образом, действующий процесс
имеет трехфазную природу и зависит от физико-химических
характеристик всех трех фаз и, в первую очередь, от характера их межфазных поверхностей (бóльшая или меньшая
гидрофобность).
ФЛОТАЦИЯ,
ГАЗА
СПРВОЦИРОВАННАЯ
м о р с к о й в о д ы Третичная дефосфатация
ФЛОТАЦИЯ
• бóльшая концентрация микропузырьков способствует
увеличению вероятности встречи отделяемых частиц с
ними, при этом низкая восходящая скорость
микропузырьков способствует более прочному их
сцеплению с отделяемыми флокулами;
• сцепление микропузырьков с частицами отделяемой
фазы усиливается благодаря тому, что их размер
существенно меньше размеров взвешенных флокул.
В случае отделения гидрофобных частиц бóльшого
объема с меньшей, чем у воды, плотностью, которые
обладают свойством естественной флотации, и, следовательно, необходимо лишь улучшить этот процесс и поддержать флотат на поверхности жидкости, можно использовать
и пузырьки бóльшего размера (мелкие и средние). Именно
таким способом осуществляют отделение из воды масел и
нефтепродуктов.
ОБЫЧНЫЙ НАПОРНЫЙ ФЛОТАТОР (DAF)
Такой флотатор более всего подходит для обработки малозагрязненных вод, в процессе которой образуются легкие и
хрупкие флокулы твердой фазы. Скорость разделения фаз
составляет обычно 8 -10 м/ч.
МИКРОПУЗЫРЬКАМИ
Пузырьки газа обычно классифицируются по их размеру:
средние (2-4 мм), мелкие (от сотен микрометров до 1 мм) и
микропузырьки размером от 40 до 70 микрометров. В обработке воды термином «флотация» обычно принято называть
флотацию, спровоцированную действием микропузырьков
газа. Такой процесс называют напорной флотацией или
флотацией растворенным воздухом (DAF или FAD).
Именно такой процесс используется в обработке вод,
поскольку он хорошо подходит для отделения весьма
непрочных флокул твердой фазы, состоящей из гидроокислов и/или органических веществ.
Для отделения из воды таких флокул использование
микропузырьков является обязательным, поскольку в
пузырьке размером 1,2 мм содержится в 8 000 раз бóльшое
воздуха, чем в микропузырьке размером 60 микрометров,
в результате :
•
для
формирования
равномерной
по
сечению
флотатора массы пузырьков размером несколько мм
требуется существенно бóльший расход воздуха, чем в
случае микропузырьков, с образованием турбулентных
потоков, которые значительно нарушают процесс флотации;
В камеру коагуляции (1) с исходной водой вводится
коагулянт для нейтрализации поверхностного заряда
присутствующих
в
воде
коллоидных
частиц.
В
результате
такой
нейтрализации
эти
частицы
начинают, при перемешивании воды, объединяться в
агрегаты с образованием, под действием вводимого
флокулянта, флокул в камере флокуляции (2). Далее
суспензия флокул в воде поступает в зону флотации (3),
в которую подается также воздух в виде микропузырьков.
Благодаря сцеплению пузырьков воздуха и флокул
происходит их всплытие (флотация) твердой фазы
на поверхность с образованием слоя флотата (4),
который
выводится
из
установки
наружу
с
помощью поверхностного скребка (5) или перелива (6).
Обработанная вода отводится снизу флотатора (8).
Следует отметить, что при обработке сточных вод таким
способом не всегда удается извлечь все взвешенные
загрязнения. Некоторые особо тяжелые частицы оседают
и концентрируются на дне флотатора. Именно поэтому,
флотаторы, предназначенные для обработки городских и
промышленных сточных вод, а также осадков снабжены системой отвода донного осадка (донные скребки
или коническое дно)
ПРЯМОУГОЛЬНЫЙ
СКОРОСТНОЙ ФЛОТАТОР
Появление этой технологии вызвано стремлением и
необходимостью
увеличить
скорость
разделения
фаз выше 8-10 м/ч, что могло бы позволить снизить
габариты сооружений. Основными изменениями являются:
•
распределение
насыщенной
воздухом
воды
по
всей
поверхности
флотации,
т.е
создание
настоящего «пузырькового слоя» высотой 1-2 м;
• применение в нижней чести системы коллектора
осветленной воды в виде перфорированного настила,
обеспечивающего
отвод
осветленной
воды
по
всей
AquadafTM - SeadafTM - GreendafTM
поверхности камеры разделения фаз, а не только на её краю.
Механическая флокуляция
Изменение гидравлики обычных
флотаторов привели к следующим результатам:
• повышенная концентрация пузырьков в пузырьковом слое
снижается по направлению вниз в зону, где продолжается
процесс флокуляции. Разделение фаз происходит более
эффективно, чем во флотаторах с рассеянным вводом
насыщенной
воздухом
воды,
благодаря
бóльшей
вероятности встречи флокул с пузырьками воздуха. Кроме того,
пузырьковый слой способствует формированию высокой
восходящей скорости агрегатов «флокулы – пузырьки»:
восходящая скорость таких агрегатов возрастает с 5 до
25-40 м/ч (в зависимости от свойств флокул и температуры
воды) благодаря их коалесценции и/или агломерации;
• форма флотатора с пузырьковым слоем отличается от
формы обычного флотатора. «Длина» от входа до выхода
из флотатора меньше его «ширины»,в результате чего
пузырьковый слой покрывает весь внутренний объем
флотатора;
• длительность предварительной флокуляции может быть
снижена до 10-15 минут вместо обычных 15-30 минут;
• перелив флотата хорошо подходит к форме флотатора
(малая длина при большой ширине); т.н. «гидравлический
нож» способствует отрыву флотата от стенок камеры флотации и ограничивает количество воды, переливаемой вместе с
флотатом.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ФЛОТАЦИИ
Возможность применения флотации в обработке вод
весьма широки:
• отделение сфлокулированных веществ при осветлении поверхностных вод (в случае невысокого содержания взвешенных
веществ при значительной концентрации органических загрязнений, водорослей и пр., а также высокой цветности, что типично
для вод озер и водохранилищ) и морской воды перед обработкой
обратным осмосом;
• третичная физико-химическая обработка сточных вод;
• отделение биологических осадков из сточных вод после их
обработки в реакторах с микроорганизмами,
фиксированными на свободных носителях и т.п.
• сгущение биологических осадков от
процессов биологической обработки сточных вод, а также
промывных вод фильтров и биофильтров;
• разделение и рекуперация волокон из сточных вод
целлюлозно-бумажной промышленности, жиров и
протеинов из сточных вод агро-пищевой промышленности;
• отделение масел из сточных вод
нефтепереработки и нефтехимии, аэропортов, металлургических
предприятий, гаражей и т.п.;
• отделение из воды гидроокислов металлов или красителей.
Гидравлическая флокуляция
СКОРОСТНЫЕ ФЛОТАТОРЫ КОМПАНИИ ДЕГРЕМОН
Технологии
AquadafTM - SeadafTM - GreendafTM
основаны
на
развитии
процесса
RICTOR
и
предлагаются сегодня компанией «Дегремон» для обработки,
соответственно, пресных вод, соленых морских вод и
сточных вод. Первоначально, эта т.н. «турбулентная»
флотация
была
разработана
финской
компанией
«Oy Rictor». Она разместила перфорированный настил в
нижней зоне отвода осветленной воды, что способствовало равномерному распределению микропузырьков воздуха
по всему поперечному сечению камеры флотации.
В
результате,
скорость
работы
флотатора
увеличивалась в 3-5 раз в сравнении с обычными
установками.
Компания
«Дегремон»
обладает
эксклюзивной лицензией на применение этой технологии.
→ Развитие технологии
Для того, чтобы лучше отвечать потребностям компании в
практический работе, «Дегремон» развила эту технологию
путем, в частности, улучшения конструкции флотатора,
который стал более компактным, применения более
эффективных средств введения воздуха в обрабатываемую
воду, а также разработкой вариантов для применения в
отношении т.н. «трудных» вод.
Скоростные флотаторы компании «Дегремон» включают
следующие элементы:
• сочетание коагуляции и флокуляции с зоной
гидравлического смешения т.н. «поршневого» типа, что
способствует агломерации коллоидных частиц во флокулы;
• контур насыщения воды воздухом для каждой установки;
• патентованные диффузоры разряжения для
формирования микропузырьков воздуха из предварительно
насыщенной воздухом воды;
• патентованный перфорированный настил в камере
флотации, который способствует коалесценции и
агломерации микропузырьков с флокулами твердой фазы;
• гидравлическое устройство отвода флотата с помощью
подвижного перелива.
Флотаторы компании «Дегремон» стандартизированы по 2
способам отвода флотата: механическому и
гидравлическому.
1 этап развития от компании «Дегремон»
Механическая флокуляция
Время коагуляции-флокуляции
= 2 + 10 мин.
(1 камера коагуляции и 2 камеры флокуляции с мешалками)
2 этап развития от компании «Дегремон»
Гидравлическая коагуляция
Время коагуляции-флокуляции
= 3 + 5 мин.
(2 камеры коагуляции и 1 камера флокуляции с дефлекторами и в поршневом
режиме работы)
SeadafTM (флотатор с гидравлической флокуляцией)
предназначен для осветления морских или солончаковых вод со значительным содержанием водорослей
и/или органических веществ постоянно или с сезонными
скачками. Он включается в технологическую линию обессоливания воды обратным осмосом на стадии предварительного осветления перед фильтрованием на установке
SeacleanTM или ультрафильтрацией.
На крупных сооружениях, береговые колодцы заменяются морскими водозаборами, вода из которых может быть
загрязнена водорослями и органическими веществами:
чем теплее морская вода, например, в зоне Персидского
залива, тем сильнее такое загрязнение. Именно поэтому
возникает необходимость размещения классических фильтров или установки ультрафильтрации перед обратным
осмосом.
SeadafTM позволяет оптимизировать работу этой стадии
фильтрования и сократить потери воды за счет снижения
частоты промывок фильтров (в случае применения классических фильтров) или улучшения трансмембранных потоков в
случае применения мембранной ультрафильтрации.
GreendafTM TW, MW et BWW
Скоростной флотатор GreendafTM в трех его модификациях с гидравлическим смешением применяется в обработке городских сточных вод.
GreendafTM TW предназначен для дефосфатации очищенных сточных вод и позволяет обеспечить в сбрасываемых
сточных водах следующие среднесуточные концентрации
общего фосфора:
1 мг/л – для воды с исходным содержанием 5 мг/л общего
фосфора;
0,3 мг/л – для воды с исходным содержанием 1 мг/л общего
фосфора
В технологии производства питьевой воды флотатор
предназначен для осветления исходной
AquadafTM
воды (подземной или поверхностной).
Особенность этого способа осветления является его гибкость, поскольку он эффективен даже при обработке холодной воды (близко к 0оС) и надежен при случайных изменениях качества исходной воды по содержанию взвешенных
веществ или мутности до 200 ед.NTU. Он подходит для обработки различных типов воды благодаря наличию 2-х
стадий механического смешения и 4-х зон для возможного
введения реагентов.Следующий этап развития позволил сократить время протекания процессов коагуляции-флокуляции и, следовательно, сократить габариты установки осветления при сохранении ее эффективность.
Существуют два основных варианта таких флокуляторов:
AquadafTM MF – флокуляция с механическим перемешиванием
AquadafTM HF – флокуляция с гидравлическим перемешиванием.
SeadafTM
Флотатор GreendafTM MV может быть снабжен поверхностным скребком, который позволяет отводить сгущенный
до 15 г/л флотат, который можно сразу же направлять
(без дополнительного сгущения) на центрифужное
обезвоживание. Такой флотатор представляет интерес для
внедрения на действующих очистных сооружениях для
решения проблемы фосфора в сбрасываемых сточных
водах.
→ GreendafTM MW предназначен для отделения биологических осадков из сточных вод после их обработки в
реакторах типа MBBR с микроорганизмами, фиксированными на свободных носителях (например, в реакторе MeteorTM
компании«Дегремон»).
→ GreendafTM MW позволяет получать сточную воду,
которую можно направлять либо непосредственно на третичную
доочистку, либо на сброс.
→ GreendafTM BWWснабжен поверхностным скребком с
цепным приводом для быстрого отвода флотата.
→ GreendafTM BWW позволяет сократить или даже вовсе
ликвидировать возврат в голову очистных сооружений
промывных вод биофильтров, которые не могут быть сброшены в природную среду из-за высокого содержания взвешенных загрязнений (200-1000 мг/л). Снижая либо гидравлическую, либо массовую нагрузку, флотатор
GreendafTM
BWWоптимизирует
работу технологической линии «первичный отстойник – биофильтр» и исключает необходимость
(в случае рециркуляции промывных вод) повышенной производительности сооружений технологической линии до флотатора.
GreendafTM BWW
отличается, в частности, наличием
смесителя в потоке, отсутствием флокулятора и наличием поверхностного скребка с цепным приводом для отвода флотата
с концентрацией 15-30 г/л, что сопоставимо с осадками после
сгущенными.
Информационные
ЭКСПЛУАТАЦИЯ
В сравнении с обычными флотаторами, скоростные флотаторы
компании «Дегремон» представляют большой интерес и в эксплуатации:
• достаточно простое обслуживание ввиду почти полного
отсутствия механического оборудования и тонкослойных
модулей;
• отсутствует необходимость введения материалов для
утяжеления флокул твердой фазы (при осаждении);
• быстрые запуск и остановка, что упрощает эксплуатацию и
работу операторов;
• отсутствует риск нехватки полимера (флотатор AquadafTM);
• введение полимера лишь при резких скачках содержания
взвешенных веществ (флотатор SeadafTM);
• надежность работы при скачках мутности воды до 200 ед.NTU
(флотатор AquadafTM);
• возможна работа при высокой скорости рециркулируемого потока, что позволяет обрабатывать значительные расходы воды для последующего обессоливания обратным осмосом
(флотатор SeadafTM);
• малое количество электромеханического оборудования в
контакте с водой благодаря камере флотации поршневого типа
(флотатор SeadafTM);
• специальный защищенный сатуратор, пригодный для
работе на морской воде (флотатор SeadafTM).
листки к «Техническому справочнику по обработке
воды» компании «Дегремон»
→ Длительное устойчивое развитие
В сравнении с обычной флотацией, скоростная флотация
представляет несомненный интерес в экономическом плане
и для обеспечения длительного устойчивого развития:
малая площадь и ограниченная высота сооружений для
обработки воды благодаря компактности скоростных
флотаторов (на 70 % меньше по объему в сравнении с
установками классической флотации);
малое потребление электроэнергии благодаря меньшему
количеству используемого электромеханического
оборудования;
сниженное потребление химических реагентов;
Cнезначительная потеря воды для промывок, что
способствует более разумному использованию природного
источника воды.
НЕКОТОРЫЕ РЕАЛИЗАЦИИ КОПАНИИ «ДЕГРЕМОН»
42 РЕАЛИЗАЦИИ ПО ВСЕМУ МИРУ
AquadafTM
• Макао MSR, Китай (май 2008): 60 000 м3/сутки – 2 AquadafTM по 1 340 м3/ч.
Предварительная обработка перед мембранами в условиях скачком мутности и присутствия водорослей. Применение
полимеров.
• Апремон, Франция (август 2009): 40 000 м3/сутки - 2 AquadafTM по 1 160 м3/ч.
Исходная вода: до 240 ед.NTU при средней величине 30 ед.NTU.
Линия обработки: флотатор AquadafTM реактор PulsazurTM с ПАУ фильтрация Aquazur® ультрафильтрация UltrazurTM.
GreendafTM TW
• Хьюстон, США (осень 2009): 25 000 м3/сутки - 2 GreendafTM TW по 725 м3/ч. Требования по сбросу в природную
среду: < 0,1 мг/л фосфора и < 1 ед.NTU мутности.
• Эврё, Франция (март 2007): 164 000 экв.-жителей - 3 GreendafTM TW по 590 м3/ч. Требования по сбросу в
природную среду: < 1 мг/л фосфора и ≤ 10 мг/л взвешенных веществ.
GreendafTM BWW
SeadafTM
• Аль Дур, Бахрейн (январь 2012): 218 000 м3/сутки (обессоленная вода)
Линия обработки: флотатор SeadafTM фильтр Mediazur двухслойный фильтр SeacleanTM патронные фильтры 2
ступени обратного осмоса.
10 SeadafTM общей производительностью 480 000 м3/сутки.
119049 Москва, 4-й Добрынинский пер. 8,
офис Е02-314
Тел.: +(7-495) 987.16.17
Факс: +(7-495) 987.16.18
E-mail: degremont-moscou@degremont.ru
DEGRÉMONT S.A.
WWW.DEGREMONT.COM
Информационные Листки к «Техническому справочнику Дегремон» n°4 - Апрель
2012 - Фото: Дегремон.
• Гренобль, Франция (конец 2013): 240 000 м3/сутки - 2 GreendafTM ВВW по 350 м3/ч. Минимальная концентрация
флотата: 20 г/л.