بررسي روش هاي شناور سازي تصفيه پساب

شناورسازی (Flotation) چیست؟

شناورسازی فرایندی است که برای جداسازی ذرات جامد یا مایع از یک فاز مایع به کار می‌رود.‎ در بیشتر پالایشگاه‌ها، واحدهای شیمیایی و کارگاه‌های صنعتی، به‌جای تانک‌های ته‌نشینی اولیه از تجهیزات جداسازی آب-روغن استفاده می‌شود؛ زیرا مواد قابل شناوری (عمدتاً روغن‌های امولسیونی و مواد آلی) اهمیت بیشتری نسبت به مواد قابل ته‌نشینی دارند.‎

مزیت اصلی شناورسازی نسبت به ته‌نشینی این است که ذرات ریز و سبک، که به‌کندی ته‌نشین می‌شوند، در زمان کوتاه‌تری و به‌طور کامل‌تری حذف می‌شوند.‎ به‌محض شناور شدن ذرات در سطح پساب، می‌توان آن‌ها را با کف‌روبی جمع‌آوری کرد.‎

جداکننده‌های ثقلی (Gravity Separators)

جداکننده‌های ثقلی برای حذف روغن، گریس و نفت به‌صورت آزاد و غیرامولسیونی به کار می‌روند.‎ فرایند جداسازی در این تجهیزات، طبق قانون استوکس و در غیاب جریان توربولانسی پیش‌بینی می‌شود؛ در نتیجه بازدهی آن‌ها به طراحی دقیق هیدرولیکی و زمان ماند پساب بستگی دارد.‎ این دسته از تجهیزات عمدتاً شامل دو نوع API و CPI هستند.‎

1. جداکننده API (American Petroleum Institute)

جداکننده API یک سیستم استاندارد جداسازی روغن از آب است که به‌طور گسترده در تصفیه‌خانه‌ها و واحدهای صنعتی استفاده می‌شود.‎ واحدهای مستطیلی نسبت به مخازن دایره‌ای سازگاری بیشتری دارند و کاربرد وسیع‌تری پیدا کرده‌اند.‎ این تجهیزات علاوه بر روغن و چربی، ذرات جامد درشت (مانند پیچ‌ومهره، ورق پلاستیکی و قطعات فلزی) را نیز حذف می‌کنند و به همین دلیل به لجن‌روب‌های قوی‌تری نیاز دارند.‎

اندازه‌ی استاندارد قطر ذرات روغن قابل حذف در جداکننده API معمولاً ۱۵۰ میکرون است.‎ مقطع یک واحد API معمولاً شامل ورودی پساب، سیستم جمع‌کننده روغن و لجن، Skimmer سطحی، خروجی پساب و خروجی لجن است.‎

2. جداکننده CPI (Corrugated Plate Interceptors)

جداکننده‌های CPI که با نام TPI (Tilted Plate Interceptors) نیز شناخته می‌شوند، به‌طور گسترده جایگزین جداکننده‌های API و مخازن ته‌نشینی اولیه شده‌اند.‎ این واحدها تنها به ۱۵ تا ۲۰ درصد فضای مورد نیاز یک جداکننده API نیاز دارند و هزینه‌ی ساخت و نگهداری را به‌طور چشمگیری کاهش می‌دهند.‎

واحدهای CPI از صفحات موجدار تشکیل شده‌اند که با زاویه ۴۵ تا ۶۰ درجه در داخل مخزن قرار می‌گیرند.‎ در زاویه ۶۰ درجه، ذرات جامد به‌راحتی از روی صفحات به کف مخزن لیز می‌خورند.‎

مزایای کلیدی جداکننده CPI نسبت به API‎‎

با این حال، جداکننده‌های CPI در برابر شوک‌های ناشی از افزایش ناگهانی بار آلی یا جریان‌های حجیم، مقاومت کمتری نسبت به API دارند و به همین دلیل در پالایشگاه‌ها کمتر مورد استقبال قرار گرفته‌اند.‎

مخازن CPI معمولاً شامل ۱۲ تا ۴۸ صفحه‌ی موجدار موازی هستند که فاصله‌ی آن‌ها از یکدیگر بین ۰.‎۷۵ تا ۱.‎۵ اینچ است.‎ جنس صفحات بسته به pH و ترکیب شیمیایی پساب، فلزی یا پلاستیکی انتخاب می‌شود.‎

شناورسازی با هوا (Air Flotation)

در این روش، حباب‌های ریز گاز (معمولاً هوا) به داخل فاز مایع تزریق می‌شوند.‎ حباب‌ها به ذرات جامد می‌چسبند و نیروی شناوری مجموعه ذره و حباب به قدری زیاد می‌شود که ذره را به سطح می‌رساند.‎ این روش هم برای ذرات سنگین‌تر از مایع و هم برای روغن‌های محلول در آب کاربرد دارد.‎

فرایند شناورسازی معمولاً چهار مرحله دارد:‎

۱.‎ تولید حباب در پساب روغنی
۲.‎ برخورد حباب‌های گاز با قطرات روغن معلق
۳.‎ چسبیدن ذرات روغن به حباب‌های گاز
۴.‎ صعود مجموعه هوا-روغن به سطح آب و جمع‌آوری

شناورسازی با هوای محلول (Dissolved Air Flotation – DAF)

واحد DAF معمولاً پس از یک جداکننده API یا CPI قرار می‌گیرد و با کمک مواد شیمیایی (پلیمرها و منعقدکننده‌ها) روغن‌های امولسیونی را حذف می‌کند.‎ یک سیستم DAF معمولی شامل پمپ فشار، سیستم تزریق هوا، مخزن اشباع‌سازی، رگولاتور فشار و مخزن شناورسازی است.‎

اشباع‌سازی پساب با هوا در سیستم DAF به سه روش انجام می‌شود:‎

۱.‎ تحت فشار قرار دادن کل جریان

تمام پساب خام ورودی تحت فشار قرار می‌گیرد و از هوا اشباع می‌شود.‎ این روش بیشترین مقدار هوای محلول و بهترین اتصال بین ذرات و حباب‌ها را ایجاد می‌کند، اما به دلیل نیاز به سیستم اشباع‌سازی بزرگ‌تر، احتمال شکستن لخته‌ها در اثر پمپاژ و افت فشار افزایش می‌یابد.‎

۲.‎ تحت فشار قرار دادن بخشی از جریان

فقط قسمتی از پساب ورودی به سیستم تحت فشار منحرف می‌شود.‎ این روش هزینه پمپاژ را کاهش داده و ظرفیت حمل جریان لخته‌سازی را بهبود می‌بخشد، اما در افت فشار احتمال قیچی‌شدن لخته‌ها یا امولسیونی‌شدن مجدد روغن وجود دارد.‎

۳.‎ تحت فشار قرار دادن جریان برگشتی

بین ۲۰ تا ۵۰ درصد پساب تصفیه‌شده به سیستم تحت فشار برگردانده می‌شود.‎ این روش از شکسته‌شدن لخته‌ها و امولسیونی‌شدن مجدد روغن جلوگیری می‌کند، هرچند در صورت ثابت‌ماندن بار هیدرولیکی، به بستر شناورسازی بزرگ‌تری نیاز خواهد بود.‎

انتخاب مواد شیمیایی مناسب برای تصفیه پساب روغنی

راندمان واحدهای DAF و شناورسازی به‌شدت به کیفیت پلیمرها و منعقدکننده‌های مصرفی وابسته است.‎ انتخاب نادرست این مواد می‌تواند حتی با طراحی درست تجهیزات، بازدهی جداسازی روغن را کاهش دهد.‎ بسپارمارکت به‌عنوان واردکننده مواد اولیه شیمیایی، طیفی از منعقدکننده‌ها و پلیمرهای مورد استفاده در تصفیه پساب صنعتی را با کیفیت مطابق استاندارد و بسته‌بندی متنوع عرضه می‌کند.‎ اگر به‌دنبال خرید مواد اولیه شیمیایی مرتبط با تصفیه پساب یا سایر فرایندهای صنعتی خود هستید، برای اطلاعات بیشتر و استعلام قیمت با کارشناسان ما در بسپارمارکت تماس بگیرید.‎

جمع‌بندی

انتخاب روش مناسب تصفیه پساب حاوی روغن به نوع روغن (آزاد یا امولسیونی)، حجم پساب و شرایط عملیاتی بستگی دارد.‎ جداکننده‌های API برای پساب‌های با بار آلی متغیر و ذرات درشت مناسب‌تر هستند، جداکننده‌های CPI فضای کمتری اشغال می‌کنند و هزینه پایین‌تری دارند، و سیستم DAF برای حذف روغن‌های امولسیونی که با روش‌های ثقلی جدا نمی‌شوند، ضروری است.‎ ترکیب درست این روش‌ها همراه با مواد شیمیایی باکیفیت، کلید دستیابی به راندمان بالای تصفیه پساب صنعتی است.‎

سوالات متداول

۱.‎ تفاوت اصلی جداکننده API و CPI چیست؟
جداکننده API فضای بیشتری اشغال می‌کند اما در برابر شوک‌های بار آلی و جریان‌های حجیم مقاوم‌تر است.‎ جداکننده CPI تنها ۱۵ تا ۲۰ درصد فضای API را نیاز دارد و هزینه پایین‌تری دارد، اما در برابر نوسانات ناگهانی جریان حساس‌تر است.‎

۲.‎ آیا جداکننده‌های API و CPI روغن امولسیونی را هم حذف می‌کنند؟
خیر.‎ این تجهیزات فقط برای روغن‌های آزاد و غیرامولسیونی طراحی شده‌اند.‎ برای حذف روغن امولسیونی باید از واحد DAF همراه با منعقدکننده استفاده کرد.‎

۳.‎ سیستم DAF چه زمانی در خط تصفیه قرار می‌گیرد؟
واحد DAF معمولاً پس از یک جداکننده API یا CPI نصب می‌شود تا روغن‌های امولسیونی باقی‌مانده در پساب را با کمک مواد شیمیایی منعقدکننده و پلیمر حذف کند.‎

۴.‎ کدام روش اشباع‌سازی هوا در DAF بهترین عملکرد را دارد؟
روش تحت فشار قرار دادن جریان برگشتی معمولاً بهترین تعادل بین کیفیت لخته‌سازی و هزینه پمپاژ را ایجاد می‌کند، زیرا از شکستن لخته‌ها و امولسیونی‌شدن مجدد روغن جلوگیری می‌کند.‎