چربی گیر DAF یا Dissolved Air Flotation
در واقع این نوع چربی گیر جهت حذف روغن های آزاد و محلول به کار می رود. در چربی گیر DAF، هوای تحت فشار چند اتمسفر در فاضلاب حل ميشود؛ سپس فشار تا حد فشار اتمسفر كاهش مييابد. كل جريان به مدت چند دقيقه در يك مخزن تحت فشار باقي ميماند تا فرصت براي حلشدن هوا تأمين شود؛ سپس جريان تحت فشار از ميان يك شير فشارشكن عبور کرده و به مخزن شناورسازي، جايي كه هوا به صورت حبابهاي كوچك از ميان كل حجم مايع خارج ميشود، راه مييابد.
البته میتوان کل فرایند حل شدن هوا در آب و تولید حباب در سایز میکرو و نانو را با کمک پمپهای دوفازی انجام داد.
تئوری شناورسازی (Flotation)
اساس جداسازی در شناورسازی، اختلاف بین دانسیته مجموعه حبابها، ذرات روغن و ذرات ریز جامد متصل به آنها با دانسیته آب است. از آنجا که این مجموعه دانسیته کمتری نسبت به بستری دارد که در آن غوطهور است، به سطح آب صعود میکند. جداسازی ذرات بهوسیله شناورسازی از همان قوانین تهنشینی، ولی در جهت معکوس، پیروی میکند.
روابط حاکم بر شناورسازی با هوا در چربیگیر DAF، در جریان آرام همانند کلیه روشهای جداسازی ثقلی از قانون استوکس پیروی میکنند. افزایش سرعت صعود توده روغن یا مواد جامد به دلیل کاهش دانسیته مؤثر آنهاست. این عمل با اتصال حبابهای هوا بر سطح ذرات یا وارد شدن آنها به داخل لختهها صورت میگیرد.
فرآیند فوق طی مراحل زیر انجام میپذیرد:
- بوجود آوردن حبابهای هوا در داخل پساب
- برخورد بین حبابهای هوا و ذرات جامد یا ذرات روغن
- اتصال حبابهای ریز به سطح مواد معلق و یا ذرات روغن و چربی
- برخورد ذرات روغن حبابدار با یکدیگر و تشکیل تودهای از آنها
- به دام انداختن حبابهای بیشتر گاز در داخل تودهها
- حرکت صعودی به طرف بالا
چربی گیری با شناورسازی توسط هوا (Air Flotation)
در این روش جداسازی (AF)، فرآیند از طریق وارد کردن حبابهای ریز گاز (معمولاً هوا) به داخل فاز مایع صورت میپذیرد. حبابهای هوا به ذرات جامد میچسبند و نیروی شناوری مجموعه ذره و حبابهای گاز به قدری زیاد است که سبب صعود ذره به سطح میشود. به این ترتیب میتوان ذراتی را که چگالی آنها از مایع بیشتر است نیز به صعود به سطح واداشت.
صعود ذرات با چگالی کمتر از مایع (مانند روغن محلول در آب) را نیز میتوان با این عمل تسهیل کرد. از حبابهای گاز یا هوا به منظور جداسازی ذرات معدنی و نیز در تصفیه پسابهای حاوی روغن بهطور گستردهای استفاده شده است. بهطور کلی فرآیند شناورسازی از چهار مرحله اساسی تشکیل میشود:
- تولید حباب در پساب روغنی
- برخورد بین حبابهای گاز و قطرات روغن شناور در آب
- چسبیدن ذرات روغن به حبابهای گاز
- صعود مجموعه هوا و روغن به سطح آب یعنی جایی که روغن ( و نیز ذرات جامد معلق همراه آن) جمعآوری میشوند.
چربی گیری با هوای محلول
واحد شناورسازی با هوای محلول (چربی گیر DAF) معمولاً در تصفیهخانهها و کارخانجات بعد از یک واحد CPI و یا API قرار میگیرد و یا به وسیله مواد شیمیایی (معمولا پلیمرها یا منعقدکنندهها و یا هر دو) و شناورسازی، روغنهای امولیسیونی را میزداید.
یک چربی گیر DAF به طور معمول دارای قسمتهای پمپ فشار، سیستم تزریق هوا، مخزن اشباعسازی، رگلاتور فشار (شیرفشارشکن)، مخزن شناورسازی (دارای پخشکننده جریان ورودی) و سیستم افزایش مواد شیمیایی میباشد.
در یک چربی گیر DAF جهت اشباع سازی پساب از هوا آن را تحت فشار قرار میدهند. تحت فشار قراردادن پساب به سه روش صورت میگیرد:
الف- تحت فشار قراردادن کل جریان:
در این سیستم تمام پساب خام ورودی تحت فشار قرار گرفته و از هوا اشباع میشود. در عمل این روش نسبت به دو روش دیگر، بیشترین مقدار هوا حل میشود و نتیجه آن بیشترین احتمال اتصال مناسب بین ذرات و حبابهای هوا را دارد، اما در اثر این عمل به دلیل نیاز به سیستمهای اشباع سازی بزرگتر، احتمال شکستن لختهها، در اثر عملکرد پمپ و همچنین کاهش فشار بیشتر میشود.
ب- تحت فشار قراردادن قسمتی از جریان:
در این سیستم قسمتی از پساب خام ورودی به طرف سیستم تحت فشار منحرف میگردد. از مزایای اصلی این سیستم میتوان کاهش هزینه پمپاژ، ظرفیت بیشتر سیستم در حمل جریان لختهسازی و کاهش شکستن لختهها را نام برد. عیب رایج این روش و روش اول، قیچی شدن لختهها یا امولسیونی شدن روغن هنگام کاهش فشار جریان ورودی است.
در فشارهای یکسان، مقدار هوای حلشده در این روش نسبت به تحت فشار قرار دادن کل جریان کمتر است. دلیل آن، کمتر بودن شدت جریان پساب در بخش تحت فشار است. بنابراین ممکن است برای رسیدن به عملکرد مطلوب، تنظیمات بهرهبرداری دقیقتری نیاز باشد.
ج- تحت فشار قراردادن جریان برگشتی:
در این روش 20 تا 50 درصد پساب تصفیه شده به سیستم تحت فشار برگردانده میشود، بنابراین از شکسته شدن لختهها و یا امولیسیون مجدد روغن در جریان ورودی اجتناب میشود. اگر نخواهیم که بار هیدرولیکی (براساس شدت جریان ورودی) تغییر کند به دلیل اضافه شدن جریان برگشتی به کل جریان، مجبور به بکارگیری بستر شناورسازی بزرگتری هستیم.
اغلب چربی گیر DAF براساس تحت فشار قراردادن 20 تا 50 درصد جریان برگشتی، طراحی میگردد.
مزایای چربی گیر DAF نسبت به سایر روشهای حذف روغن و چربی
- به زمان ماند کمتری نیاز دارد، در نتیجه هزینه ساخت آن پایینتر است.
- به کمک این فرآیند هم میتوان مواد قابل تهنشینی و هم مواد سبک را جدا سازی کرد.
- در اکثر موارد غلظت مواد شناور شده بیشتر از مواد تهنشین شده است که در نتیجه به راحتی قابل جمعآوری است.
- امکان تولید بوی نامطبوع در این روش بسیار کمتر است.
- امکان کاهش BOD و تثبیت واقعی مواد بیشتر است.
- راندمان حذف TSS و BOD در روش شناورسازی به ترتیب50 تا90 و 60 تا 85 درصد میباشد.
