L'effluente torbido è uno dei segnali più comuni che un sistema di flottazione ad aria disciolta non funziona come previsto. Tuttavia, la scarsa qualità degli effluenti DAF non significa automaticamente che la macchina sia troppo piccola o che siano necessarie più sostanze chimiche. Il sovraccarico idraulico, l'aria disciolta insufficiente, la flocculazione instabile, il flusso di riciclo errato, l'emulsificazione del FOG o la scarsa rimozione dei fanghi possono tutti produrre sintomi simili. Il modo più rapido per risolvere il problema è diagnosticare il processo nell'ordine corretto.
L'effluente DAF torbido non sempre significa che il DAF è troppo piccolo
Quando nell'acqua trattata compaiono solidi sospesi, gli operatori spesso fanno una delle due ipotesi immediate: il DAF è sovraccarico o la dose chimica è troppo bassa.
Entrambe possono essere vere, ma sono solo una parte delle possibili cause. L'effluente torbido è un sintomo, non una diagnosi.
L'aspetto visivo dell'effluente può fornire indizi utili. Foschia sottile, fiocchi visibili, lucentezza oleosa, fanghi superficiali deboli o improvvisi picchi di torbidità spesso indicano parti diverse del processo.
| Sintomo osservato | Prime cose da controllare |
|---|---|
| Fine foschia sospesa | Qualità della coagulazione, pH e flocculazione |
| Fiocchi visibili nell'effluente | Sovraccarico idraulico, rottura dei fiocchi o cortocircuito |
| Lucentezza oleosa | Emulsificazione FOG, condizionamento chimico e fissaggio delle bolle |
| Aumento improvviso della torbidità | Picco di flusso, shock dell'influente o cambiamento chimico |
| Strato debole di fango galleggiante | Aria disciolta, portata di riciclo e rapporto aria/solidi |
| Buon galleggiante ma effluente sporco | Raschiatore, ritiro dei fanghi o disturbo della zona di flottazione |
La modifica della dose chimica, del flusso di riciclo o della pressione senza identificare la causa reale può rendere il processo meno stabile e aumentare i costi operativi.
Controllare il carico idraulico prima di regolare i prodotti chimici
Il sovraccarico idraulico è una delle prime condizioni da verificare perché nessuna quantità di polimero aggiuntivo può compensare completamente il passaggio troppo rapido dell'acqua attraverso la zona di galleggiamento.
Se il flusso influente aumenta mentre l’area di galleggiamento effettiva rimane invariata, la velocità di carico idraulico aumenta:
Un carico idraulico più elevato riduce il tempo disponibile per l'attacco delle bolle, la risalita dei fiocchi e la separazione tra lo strato di fango flottato e l'acqua chiarificata.
Gli operatori dovrebbero confrontare le condizioni attuali con la base progettuale originale:
- flusso influente attuale;
- portata oraria di punta;
- flusso operativo medio;
- flusso di riciclo;
- area di galleggiamento effettiva;
- capacità di equalizzazione disponibile.
Se l'effluente diventa torbido soprattutto durante i picchi di produzione, i periodi di lavaggio o lo scarico dei lotti, è necessario controllare il carico idraulico prima di aumentare la dose di sostanze chimiche.
Un serbatoio di equalizzazione può spesso ridurre questi picchi e stabilizzare sia il carico idraulico che il trattamento chimico.
Il DAF produce abbastanza bolle fini?
Il DAF dipende dalle fini bolle d'aria che si attaccano ai fiocchi e ai contaminanti sospesi. Se la produzione di bolle diventa debole o irregolare, l’efficienza della flottazione può diminuire rapidamente anche se il serbatoio stesso è dimensionato correttamente.
Controllare quanto segue:
Grandi bolle
Le bolle grandi si sollevano troppo rapidamente e forniscono un'area di attacco meno efficace per i fiocchi fini. Potrebbero indicare uno scarso rilascio della pressione, una saturazione inadeguata o un problema con il dispositivo di rilascio.
Troppe poche bolle
Una densità debole delle bolle solitamente indica una produzione insufficiente di aria disciolta, un flusso di riciclo inadeguato, una bassa pressione o problemi di saturazione dell'aria.
Distribuzione irregolare delle bolle
Se un'area della zona di galleggiamento appare lattiginosa con bolle mentre un'altra rimane relativamente limpida, il sistema di rilascio potrebbe non distribuire uniformemente la miscela aria-acqua.
Bolle fini e ben distribuite offrono maggiori opportunità di attaccamento rispetto a un piccolo numero di bolle grossolane.
Il rapporto aria/solidi potrebbe essere troppo basso
Anche quando il flusso idraulico rimane invariato, il DAF può sovraccaricarsi se il carico di solidi aumenta.
Ad esempio, un impianto può continuare a funzionare a 25 m³/h mentre la TSS affluente aumenta da 800 mg/L a 1.500 mg/L.
La massa solida che entra nel sistema aumenta significativamente:
25 × 800 ÷ 1000 = 20 kg TSS/h
25 × 1.500 ÷ 1.000 = 37,5 kg TSS/h
Se il flusso di riciclo e la produzione di aria disciolta rimangono invariati, la quantità di aria disponibile per chilogrammo di solidi diminuisce.
Ecco perché un DAF può diventarlo limitato all'aria anche quando il flusso delle acque reflue non è cambiato.
Una scarsa coagulazione può rendere impossibile il galleggiamento delle particelle fini
Molte particelle sospese sono troppo piccole o troppo elettricamente stabili per attaccarsi efficacemente alle bolle d'aria senza condizionamento chimico.
La coagulazione destabilizza queste particelle in modo che possano iniziare a formare aggregati più grandi.
Le variabili importanti includono:
- tipo coagulante;
- dose coagulante;
- pH delle acque reflue;
- alcalinità;
- intensità di miscelazione rapida;
- cambiamenti nella composizione degli influenti.
Se la coagulazione è debole, l'effluente potrebbe apparire torbido anche se il DAF produce numerose bolle.
Sottodosaggio
Una quantità insufficiente di coagulante può lasciare i colloidi fini stabili e difficili da catturare.
Sovradosaggio
Un eccesso di coagulante non è automaticamente migliore. Può aumentare la produzione di fanghi, il costo dei prodotti chimici e in alcune condizioni ridurre la stabilità del trattamento.
Se la chimica dell'affluente è cambiata, la soluzione corretta potrebbe essere l'aggiustamento del pH o una diversa condizione di coagulazione piuttosto che il semplice aumento del dosaggio.
Problemi di flocculazione: troppo piccolo, troppo grande o troppo fragile
Dopo la coagulazione, la flocculazione dovrebbe creare particelle abbastanza grandi da consentire un fissaggio affidabile delle bolle, ma abbastanza forti da sopravvivere al trasporto nella zona di flottazione.
Piccole particelle rimangono sospese e producono effluenti nebbiosi o torbidi.
Buon attaccamento delle bolle e galleggiamento stabile.
I fiocchi grandi e deboli possono rompersi sotto pompe, valvole o miscelazione eccessiva.
Gli operatori dovrebbero rivedere:
- tipo e dosaggio del polimero;
- qualità della preparazione del polimero;
- tempo di invecchiamento del polimero;
- velocità del flocculatore;
- intensità di miscelazione;
- tempo di ritenzione della flocculazione;
- taglio all'ingresso DAF.
Un problema comune è che si formano fiocchi accettabili a monte ma vengono distrutti prima di entrare nella zona di flottazione.
Il rapporto di riciclo può essere troppo basso o troppo alto
Il riciclo pressurizzato viene utilizzato per generare il flusso di aria disciolta che crea microbolle. Tuttavia, l’aumento del flusso di riciclo non sempre migliora il trattamento.
Riciclo troppo basso
- Aria disciolta insufficiente
- Generazione di bolle deboli
- Scarso sollevamento dei solidi
- Più riporto di solidi
Riciclo troppo elevato
- Carico idraulico interno più elevato
- Maggiore energia della pompa
- Più turbolenza
- Potenziale rottura del fiocco
L’obiettivo non è massimizzare il flusso di riciclo. Lo scopo è fornire aria disciolta sufficiente per l'attuale carico di solidi senza destabilizzare la zona di flottazione.
Verificare innanzitutto se il sistema è limitato dall'aria, sovraccaricato idraulicamente o affetto da problemi chimici e di flocculazione.
Controllare lo strato di fango e il raschietto superficiale
A volte la flottazione funziona correttamente, ma i solidi non vengono rimossi in modo efficiente dalla superficie dell'acqua.
Un DAF stabile dovrebbe formare uno strato di fango galleggiante che viene rimosso continuamente o periodicamente prima che inizi un accumulo eccessivo.
I problemi comuni includono:
- velocità del raschiatore troppo bassa;
- velocità del raschiatore troppo elevata;
- strato di fanghi superficiale troppo spesso;
- intasamento della tramoggia fanghi;
- problemi alla pompa di prelievo fanghi;
- fanghi appiccicosi ricchi di NEBBIA che si accumulano vicino al punto di scarico.
Raschiatore troppo lento
I fanghi in eccesso rimangono in superficie e possono diventare instabili, affondare o rientrare nell'acqua chiarificata.
Raschietto troppo veloce
Un movimento eccessivo del raschiatore può disturbare la coperta di galleggiamento e respingere i solidi nell'acqua.
Se la formazione di bolle sembra buona e si sta chiaramente formando una forte coltre di fango, ma la qualità degli effluenti rimane scarsa, ispezionare la rimozione dei fanghi prima di regolare l'aria o i prodotti chimici.
Le acque reflue ricche di NEBBIA necessitano di soluzioni diverse
Le acque reflue di alimenti, latticini, lavorazione della carne, macelli e oli commestibili spesso contengono alte concentrazioni di grassi, oli e grassi.
Il DAF è generalmente adatto a questi contaminanti perché molte particelle di FOG sono naturalmente galleggianti. Tuttavia, l’emulsificazione può renderli molto più difficili da rimuovere.
Olio libero vs olio emulsionato
L'olio libero o debolmente disperso è relativamente facile da separare. L'olio emulsionato chimicamente viene stabilizzato in goccioline molto piccole e può passare attraverso il DAF a meno che l'emulsione non venga prima rotta.
L’emulsificazione può aumentare quando le acque reflue contengono:
- Detergenti CIP;
- tensioattivi;
- prodotti chimici per la pulizia;
- pompe o miscelatori ad alto taglio;
- variazioni di temperatura.
Se dopo la modifica delle procedure di pulizia compaiono improvvisamente effluenti oleosi, è necessario rivedere l'uso dei prodotti chimici prima di presumere che l'attrezzatura DAF non abbia funzionato.
Le modifiche apportate ai prodotti chimici per la pulizia in fabbrica possono quindi influire sulle prestazioni DAF anche quando le impostazioni del flusso e delle apparecchiature rimangono invariate.
Utilizzare un ordine di risoluzione dei problemi passo passo
La diagnosi più rapida si ottiene controllando il processo in una sequenza fissa piuttosto che modificando più parametri operativi contemporaneamente.
Controlla il flusso
Confermare il flusso medio, il flusso di picco e se l'equalizzazione funziona come previsto.
Controlla la qualità dell'influente
Confronta gli attuali TSS, FOG, COD e pH con la base di progettazione originale.
Controlla la generazione di bolle
Ispezionare la pressione del saturatore, il flusso di riciclo, l'alimentazione dell'aria, i dispositivi di rilascio e la qualità delle bolle.
Controlla la coagulazione
Esaminare la dose di coagulante, il pH, la miscelazione e i recenti cambiamenti nella chimica delle acque reflue.
Controllare la flocculazione
Osservare la dimensione e la resistenza del fiocco, la preparazione del polimero e se il fiocco si rompe prima della flottazione.
Controlla la zona di galleggiamento
Cercare turbolenze eccessive, cortocircuiti, distribuzione irregolare delle bolle e galleggiante instabile.
Controllare la rimozione dei fanghi
Ispezionare la velocità del raschiatore, lo spessore dei fanghi, le condizioni della tramoggia e la frequenza di prelievo.
Quando l'effluente torbido significa che il DAF è davvero sottodimensionato
La capacità delle apparecchiature dovrebbe essere messa in discussione solo dopo aver escluso gravi problemi operativi.
Un DAF può essere realmente sottodimensionato quando:
- il flusso effettivo supera costantemente il flusso di progetto originale;
- il carico di solidi è permanentemente molto più elevato rispetto al progetto originale;
- la generazione di aria e le prestazioni di riciclo sono normali;
- la coagulazione e la flocculazione sono ottimizzate;
- la rimozione dei fanghi superficiali funziona correttamente;
- Il trascinamento dei solidi effluenti si verifica ancora in condizioni di funzionamento stabile.
Le possibili soluzioni includono quindi:
- aggiunta di capacità di equalizzazione;
- aumento dell'area di galleggiamento effettiva;
- potenziamento della capacità di riciclo e saturazione;
- installazione di un'unità DAF parallela;
- ridurre il carico di solidi a monte;
- migliorare il pretrattamento prima del DAF.
L'effluente DAF è ancora nuvoloso?
NIHAO può aiutare a rivedere le prestazioni DAF in base alle effettive condizioni idrauliche e operative. Per una revisione iniziale della risoluzione dei problemi, invia il flusso medio e di picco, il TSS e il FOG influenti, il pH, la dose di coagulante e polimero, il flusso di riciclo, la pressione del saturatore e foto o video della zona delle bolle e dei fanghi superficiali.
Confrontando il carico idraulico, l'alimentazione dell'aria, le condizioni dei fiocchi, le prestazioni di riciclo e la rimozione dei fanghi, è spesso possibile identificare la causa reale prima che vengano prese in considerazione modifiche importanti alle apparecchiature.
Domande frequenti
Perché il mio effluente DAF è torbido?
Le cause più comuni includono sovraccarico idraulico, aria disciolta insufficiente, scarsa coagulazione, fiocchi deboli o rotti, flusso di riciclo errato, emulsione FOG o rimozione inefficace dei fanghi.
Un flusso di riciclo basso può causare una scarsa qualità degli effluenti DAF?
SÌ. Se il flusso di riciclo è troppo basso, il sistema potrebbe generare aria disciolta e microbolle insufficienti per l'attuale carico di solidi.
Come faccio a sapere se il mio DAF ha abbastanza aria disciolta?
Controllare il flusso di riciclo, la pressione del saturatore, l'alimentazione dell'aria, la densità delle bolle, la dimensione delle bolle e se la zona di galleggiamento mostra una distribuzione delle bolle fine e relativamente uniforme.
Una quantità eccessiva di polimero può causare un effluente DAF torbido?
SÌ. Una quantità eccessiva di polimero può creare fiocchi anomali, aumentare la produzione di fanghi o destabilizzare il trattamento. La dose di polimero dovrebbe essere ottimizzata anziché semplicemente aumentata ogni volta che la qualità dell’effluente diminuisce.
Perché le prestazioni DAF peggiorano durante le ore di punta della produzione?
La produzione di picco può aumentare il flusso idraulico, il TSS, il FOG o tutti e tre contemporaneamente. Ciò aumenta sia il carico superficiale che il carico dei solidi e potrebbe superare il margine operativo del DAF.
Perché le bolle del mio DAF sono troppo grandi?
Bolle grandi possono essere associate a scarsa saturazione, rilascio errato della pressione, problemi al dispositivo di rilascio o miscelazione aria-acqua inadeguata. Le bolle grossolane generalmente forniscono un attaccamento meno efficace al fiocco fine.
Un flusso di riciclo eccessivo può ridurre le prestazioni di DAF?
SÌ. Un riciclo eccessivo aumenta il carico idraulico interno e può creare turbolenze inutili o rottura dei fiocchi anche se produce un flusso d'aria disciolto maggiore.
Perché i fanghi galleggiati ricadono nell'acqua?
Le possibili cause includono un eccessivo accumulo di fango, una velocità errata del raschiatore, uno scarso ritiro dei fanghi, un fiocco instabile o un'eccessiva turbolenza nella zona di flottazione.
Perché l'olio emulsionato è difficile da rimuovere con DAF?
Le emulsioni forti contengono goccioline di olio stabilizzato molto piccole che non si separano facilmente. Tensioattivi e prodotti chimici detergenti possono rendere l'emulsione più forte, quindi potrebbe essere necessario un condizionamento chimico prima della flottazione.
Come faccio a sapere se il mio DAF è effettivamente sottodimensionato?
Sospettare l'effettiva limitazione della capacità solo dopo aver confermato che il flusso, la produzione di aria disciolta, il condizionamento chimico, la flocculazione, l'operazione di riciclo e la rimozione dei fanghi funzionano tutti correttamente. Un sovraccarico persistente in queste condizioni può indicare una capacità di galleggiamento insufficiente.
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