DAF (çözünmüş hava flotasyonu), atıksudaki yağ-gresi, emülsifiye yağı ve yoğunluğu suya yakın ince askıda katıları mikro kabarcıklarla yüzeye taşıyarak ayırır. Gıda, mezbaha, süt ürünleri, tekstil, kâğıt ve metal işleme gibi yağlı ve ince katılı atıksularda biyolojik arıtmayı korumak veya kanala deşarj kriterlerini sağlamak için kullanılır. Yağ-gresin düşük, katıların kolay çöktüğü küçük debilerde ise yağ tutucu, dengeleme ve çöktürme genellikle yeterlidir.
| Kriter | Yağ tutucu | Çöktürme | DAF |
|---|---|---|---|
| Hedeflenen kirletici | Serbest yağ ve yüzen maddeler | Ağır, kolay çöken katılar | Emülsifiye yağ, hafif ve ince katılar |
| Kimyasal ihtiyacı | Gerekmez | Genellikle gerekmez | Koagülant ve polimerle verim artar |
| Alan ihtiyacı | Küçük | Büyük | Kompakt |
| İşletme | Basit, periyodik boşaltma | Basit | Enerji, kimyasal ve operatör dikkati |
DAF hangi kirleticileri hedefler?
Çözünmüş hava flotasyonu (DAF); serbest ve emülsifiye yağlar, gres, lif, alg ve çökelmesi zor, yoğunluğu suya yakın askıda katıların ayrılmasında kullanılır. Bu tür parçacıklar klasik çöktürme havuzunda ya çok yavaş çöker ya da hiç çökmez.
Gıda ve içecek, mezbaha ve et işleme, süt ürünleri, tekstil, kâğıt ve metal işleme atıksuları DAF'ın en yaygın uygulama alanlarıdır. Bu sektörlerde DAF, biyolojik arıtmaya giden yağ ve organik yükü azaltarak ana prosesi korur.
Mikro kabarcıklarla ayırma prensibi
Arıtılmış suyun bir kısmı geri devir akımı olarak alınır ve basınçlı bir doyurma tankında hava ile doyurulur. Bu su, atmosfer basıncındaki flotasyon tankına bırakıldığında çözünmüş hava çok küçük kabarcıklar halinde açığa çıkar; kabarcık çapı tipik olarak birkaç on mikrometre düzeyindedir.
Mikro kabarcıklar floklara tutunur, onların görünür yoğunluğunu düşürür ve yüzeye taşır. Yüzeyde biriken köpük tabakası sıyırıcılarla uzaklaştırılır; ağır parçacıklar ise tank tabanında toplanarak ayrıca çekilir.
DAF ile yağ tutucu ve çöktürme arasındaki fark
Yağ tutucular yalnızca serbest yağı ve kolayca yüzen maddeleri ayırır; emülsifiye yağ ve ince katılar üzerinde etkisi sınırlıdır. Çöktürme havuzları yoğunluğu sudan belirgin şekilde büyük olan katılar için uygundur.
DAF ise kimyasal ön arıtmayla birlikte emülsiyonu kırarak ince yağ damlacıklarını ve hafif katıları da ayırabilir. Daha küçük alanda çalışır, yükselme hızı çöktürmeye göre yüksek olduğundan aynı debi için daha kompakt bir ünite yeterlidir. Buna karşın enerji, kimyasal ve işletme dikkati gerektirir.
Kimyasal ön arıtmanın rolü
Koagülant (örneğin demir veya alüminyum tuzları) parçacık yüzeyindeki yükleri nötralize eder ve emülsiyonu kırar. Ardından eklenen polimer, küçük parçacıkları kolay yüzdürülebilen büyük floklara dönüştürür. Bu iki adım için genellikle borulu flokülatör veya karıştırmalı reaksiyon tankları kullanılır.
Kimyasal türü ve dozu, atıksu numunesiyle yapılan kavanoz testleri ve mümkünse flotasyon denemeleriyle belirlenmelidir. pH ayarı çoğu zaman koagülasyonun verimini doğrudan etkiler. Gereğinden fazla kimyasal, köpük çamuru miktarını ve işletme maliyetini artırır.
Boyutlandırma için temel parametreler
DAF tasarımında başlıca parametreler; yüzey hidrolik yükü, katı madde yükü, hava/katı oranı, geri devir oranı ve doyurma basıncıdır. Literatürde geri devir oranının çoğu uygulamada debinin yaklaşık yüzde 15–50'si arasında seçildiği, doyurma basıncının ise birkaç bar düzeyinde olduğu belirtilir.
Hava/katı oranı, giderilecek katı miktarına göre yeterli kabarcık üretilip üretilmediğini gösterir. Bu değerler atıksu karakterine göre büyük değişkenlik gösterdiğinden, tasarım her zaman ölçülmüş debi ve kirlilik verisine dayanmalıdır.
Gereken veriler
Boyutlandırma için debi profili (ortalama, pik ve günlük değişim), yağ-gres, AKM, KOİ ve BOİ değerleri, sıcaklık, pH ve bu değerlerin vardiyalar boyunca değişimi birlikte incelenmelidir. Endüstriyel tesislerde yıkama ve temizlik saatlerinde kirlilik kısa süreli olarak çok yükselebilir; bu nedenle tek bir anlık numune yeterli değildir.
DAF'tan önce bir dengeleme tankı kullanılması, debi ve kirlilik dalgalanmasını azaltarak kimyasal dozajın kararlı kalmasını sağlar. Kaba katıların ve kumun DAF'tan önce bir ızgara veya elekle tutulması da ünitenin verimli çalışması için gereklidir.
Flotasyon çamuru ve işletme
DAF'ın ürettiği yüzey çamuru, yağ ve organik madde açısından zengindir ve hızla kokuşabilir. Bu çamurun depolanması, susuzlaştırılması (çoğunlukla dekantör, belt pres veya filtre pres ile) ve bertarafı tasarımın parçası olmalıdır.
İşletmede doyurma basıncı, geri devir debisi, kimyasal dozları ve sıyırıcı hızı düzenli olarak izlenmelidir. Çıkış suyunun bulanıklığı ve köpük tabakasının görünümü, operatöre proses hakkında hızlı geri bildirim verir. Nozul ve basınç düşürme vanalarının periyodik temizliği kabarcık kalitesini korur.
DAF ne zaman gerekli değildir?
Atıksuda yağ-gres düşük, katılar kolay çöken yapıda ve debi küçükse; iyi tasarlanmış bir yağ tutucu, dengeleme ve çöktürme kombinasyonu yeterli olabilir. DAF gereksiz yere eklenirse enerji, kimyasal ve çamur yönetimi yükü getirir.
Karar, analiz sonuçları ve deşarj hedefleriyle birlikte verilmelidir. Kanala deşarj kriterlerini sağlamak için kurulan ön arıtmalarda, DAF'ın sağlayacağı yağ ve KOİ giderimi ile alternatif çözümler maliyet açısından karşılaştırılmalıdır.
Teknik kaynaklar
İçerik, Artesan mühendislik yaklaşımıyla hazırlanmış ve aşağıdaki birincil teknik kaynaklarla kontrol edilmiştir.
- Dissolved Air Flotation Fact SheetU.S. Environmental Protection Agency
