溶存空気ろ過

食品工場からの排出物。

エンジニアリング コンサルタント会社の WS アトキンスは、地元の処理プラントの設置によってアングリアン ウォーターの下水道に廃水を排出することに関連するコストを削減できるよう、バーズ アイ ウォールズへのソリューションを提供するよう依頼されました。

位置

漁業の町ローストフトは、イングランド東部のサフォークの海岸線にあります。

Birds Eye Wall's Ltd のローストフト工場では、さまざまな食品を製造していますが、その一部は揚げられているため、油脂が廃水流に排出されます。 既存の処理施設は、北海に放出する前に、大きな製品片を除去し、油脂の一部を分離します。

現時点では、この流れをこれ以上処理することはありませんが、都市廃水指令により、アングリアン・ウォーターはこれを再検討する必要がありました。 したがって、将来の治療には予備治療が必要になる可能性があり、場合によっては二次治療が必要になる場合があります。

解決

WS アトキンスは当初、2 つの生産棟に溶解空気浮選 (DAF) プラントが有益であることを認識しました。

エンジニアは、内部環境報告書のレビューを完了し、続いて最初の現場調査を完了し、廃水の量と性質を確認し、溶存空気浮遊選鉱 (DAF) と限外濾過 (UF) プロセス技術の両方についてパイロット プラントの試験を手配し、概念的な情報を提供するよう依頼されました。設計、予算見積もり、仕様の作成、請負業者の選択。

提案されたプロセス技術は、流量 10m3/h で総油脂含有量 4,000mg/l を 400mg/l 以下に減らすように設計されました。 飼料廃水の緩衝貯蔵も、加熱および断熱された貯蔵タンクの設置によって規定された。

DAF は、気泡浮遊法を使用して浮遊固体、油、その他の汚染物質を除去するプロセスです。 空気は水に溶解し、廃棄物の流れと混合され、汚染物質と密接に接触しながら溶液から放出されます。 気泡が形成され、固体に付着して浮力が増大し、固体が水面に浮き上がり、そこで機械的にすくい取られてタンクから除去されます。 きれいな流出液の一部はリサイクルされ、空気で過飽和され、流入廃水と混合されて DAF 分離チャンバーに注入されます。 浄化された DAF 流出物の再循環ストリームに圧力下で空気が注入されます。 このリサイクル流は、内部接触チャンバーで入ってくる廃水と結合され、混合されます。そこで、溶解した空気が非常に細かい泡の形で溶液から出てきて、汚染物質に付着します。 気泡と汚染物質は表面に上昇し、材料の浮遊床を形成します。この浮遊床は、さらなる処理のために表面スキマーによって内部ホッパーに除去されます。 この処理には、ベルト フィルター プレスまたは DE を適用した回転真空ドラムが含まれる場合があります。

溶解空気浮選システムは、脂肪、油、グリース (FOG)、懸濁物質 (TSS)、生物学的酸素要求量 (BOD)、食品/動物生産/加工廃棄物、産業廃棄物、炭化水素油/エマルション、その他多くの汚染物質を除去するように設計されています。 これらのシステムを使用すると、97% 以上の高い清澄率を達成できます。

化学的前処理は、多くの場合、汚染物質除去のパフォーマンスを向上させるのに役立ちます。

従来の DAF 飽和設計では、飽和容器およびエアコンプレッサーと組み合わせたリサイクル ポンプを使用して、空気を水に溶解します。 このタイプのシステムは効果的ではありますが、高価で労働集約的であり、飽和容器内の EQ 設定値の不正確、損失、またはクリープにより平衡点が不安定になり、げっぷが発生する可能性があります。

DAF のサイジングでは、流量、水温、廃棄物の特性、化学前処理、固体負荷、水力負荷、空気対固体比などのサイジングの多くの基準が考慮されます。

DAF は、予想されるピーク流量に基づいて設計されています。 流量は、表面積 1 平方フィートあたり 1 分あたり 1 ～ 5 ガロンの範囲になります。 DAF に先立って機器のサイジングを行い、適切な化学プロセスを決定する際には、通常、廃棄物ストリーム サンプルのベンチ テストが好ましい開始点となります。 化学的前処理は、DAF 分離プロセスを支援し、改善します。

多くの場合、化学前処理により DAF 固形分の除去効率が向上します。 DAF での化学凝集剤の使用は、システムの効率、用途、およびコストに基づいています。 一般的に使用される化学物質には、FeCl2 や FeSO4 などの鉄の三価金属塩、または AISO4 などのアルミニウムが含まれます。 有機および無機ポリマー (カチオン性またはアニオン性) は、DAF プロセスを強化するためによく使用されます。

廃水の pH は、H2SO4 などの酸または NaOH などの塩基を使用して、第二鉄化合物の場合は 4.5 ～ 5.5、アルミニウム化合物の場合は 5.5 ～ 6.5 に調整する必要がある場合があります。 多くの用途では、DAF 流出液の pH が POTW で指定された制限内 (通常 6 ～ 9) になるように、NaOH などの塩基を利用して DAF 流出液の pH 調整を必要とします。

ほとんどの気泡の固体粒子への付着は表面エネルギーによって引き起こされますが、その他の気泡は固形物または含水酸化物フロックによって捕捉され、フロックが水柱内で広がります。 通常、コロイド状固体は小さすぎるため、十分な空気粒子結合を形成できません。 これらは、まず上記のアルミニウムまたは鉄化合物などの化学物質によって凝固され、次にこれらの化合物によって生成される含水金属酸化物のフロックによって吸収されなければなりません。 多くの場合、含水酸化物フロックを凝集させ、粒子サイズを大きくし、浮選速度を向上させるために、凝集剤と組み合わせて凝固助剤が必要となります。 機械/化学エマルションは、pH およびポリマー反応によっても破壊される可能性があります。

DAF フロートには 2% ～ 10% の固形分が含まれることがよくあります。 水分含有量を減らしてスラッジの体積を減らすために、固体は廃棄前に脱水する必要がある場合があります。