شناورسازی در تصفیه فاضلاب
شناورسازی در تصفیه فاضلاب :
شناورسازی در تصفیه فاضلاب ، در روش شناورسازی با هوا ، جداسازي از طريق وارد كردن حباب هاي ريز گاز (معمولاً هوا) به داخل فاز مايع صورت
مي پذيرد . حباب هاي هوا به ذرات جامد مي چسبند و نيروي شناوري مجموعه ذره و حباب هاي گاز به قدري زياد است كه سبب صعود ذره به سطح مي شود، بدين ترتيب مي توان ذراتي را كه چگالي آنها از مايع بيشتر است را نيز به صعود به سطح واداشت.صعود ذرات با چگالي كمتر از مايع (مانند روغن محلول در آب ) را نيز مي توان با اين عمل تسهيل كرد.
از حباب هاي گاز يا هوا به منظور جداسازي ذرات معدني و نيز در تصفيه پساب هاي حاوي روغن به طور گسترده اي استفاده شده است . به طور كلي فرآيند شناورسازي از چهار مرحله اساسي تشكيل مي شود:
- توليد حباب در پساب روغني
- برخورد بين حباب هاي گاز و قطرات روغن شناور در آب
- چسبيدن ذرات روغن به حباب هاي گاز
- صعود مجموعه هوا ـ روغن به سطح آب يعني جائيكه روغن(و نيز ذرات جامد معلق همراه آن) جمع آوري مي شوند.
تئوري شناورسازی در تصفیه فاضلاب :
اساس جداسازي در عمل شناوري اختلاف بين دانسيته مجموعه حباب ها ، ذرات روغن و ذرات ريز جامد متصل به آن و دانسيته آب مي باشد. از آنجائيكه اين مجموعه داراي دانسيته كمتري نسبت به بستري است كه در آن غوطه ورند، به سطح آب صعود مي كند.
جداسازي ذرات به وسيله شناورسازي از همان قوانين ته نشيني ولي در جهت معكوس پيروي مي كند. روابط حاكم بر شناورسازي با هوا ، همانند كليه روش هاي جداسازي ثقلي از قانون استوكس پيروي مي كنند(حداقل در جريان آرام).
در اين رابطه Vtسرعت نهايي صعود توده انباشته (توده شامل حباب هاي هوا، ذرات جامد معلق و روغن مي باشد)، ρaو Dنيز به ترتيب دانسيته و قطر موثر توده انباشته مي باشند. افزايش سرعت صعود توده روغن و يا مواد جامد به دليل كاهش دانسيته موثر آنها مي باشد كه اين عمل توسط اتصال حباب هاي هوا بر سطح ذرات و يا داخل شدن آنها به داخل لخته ها صورت مي گيرد.فرآيند فوق طي مراحل زير انجام مي پذيرد :
- بوجود آوردن حباب هاي هوا در داخل پساب
- برخورد بين حباب هاي هوا و ذرات جامد يا ذرات روغن
- اتصال حباب هاي ريز به سطح مواد معلق و يا ذرات روغن و چربي
- برخورد ذرات روغن حباب دار با يكديگر و تشكيل توده اي از آنها
- بدام انداختن حباب هاي بيشتر گاز در داخل توده ها
- حركت صعودي به طرف بالا
شكل زیر انواع مكانيسم هاي تشكيل ، الحاق قطرات ريز و حباب ها را در شناورسازی در تصفیه فاضلاب با هواي محلول نشان مي دهد .
(a)چسبيدن حباب هاي گاز به فاز جامد يا فاز مايع معلق
(b)محصور شدن حباب هاي گاز در ساختمان توده اي شكل به دنبال بالا رفتن حباب هاي گاز
(c(جذب سطحي و سپس جذب عمقي حباب هاي گاز در يك ساختمان لخته اي در زمان تشكيل توده
زمان ماند يكي از متغيرهاي خيلي مهم در سيستم هاي شناورسازي با هوا محسوب مي شود.زمان ماند اساساً بستگي به سرعت صعود حباب هاي هوا در محلول دارد و سرعت صعود با استفاده از قانون استوكس قابل محاسبه است . در زیر سرعت صعود حباب ها به صورت تابعي از اندازه آنها ارائه شده است.
ریمرز خاطر نشان مي سازد كه سرعت حقيقي صعود حباب هايي كه بزرگتر از 150ميكرومتر مي باشند به طور قابل ملاحظه اي سريعتر از آن چيزي است كه توسط قانون استوكس پيش بيني مي شود و اين به دليل آن است كه اين حباب ها شكل بيضوي به خود گرفته و درنتيجه مقاومت كمتري نسبت به ١٤٩ جريان و مقدار پيش بيني شده از رابطه تئوري از خود نشان مي دهند. وي همچنين اظهار مي دارد هنگاميكه فشار بيشتر باشد اندازه ميكروحباب ها بزرگتر خواهند شد
