فلوتاسیون یا شناور سازی در تصفیه آب و فاضلاب

فلوتاسیون یا شناور سازی یکی از روش های مؤثر مورد استفاده در واحد پیش تصفیه دستگاه تصفیه آب صنعتی است که از آن به طور گسترده برای حذف آلاینده های نامحلول از آب و فاضلاب استفاده می شود. این فرآیند بر اساس ایجاد حباب های گاز درون آب کار می کند تا ذرات معلق به سطح بیایند و به راحتی از سیستم حذف شوند. فلوتاسیون در تصفیه آب صنعتی هم برای حذف آلاینده هایی مانند روغن، چربی، جامدات معلق و فلزات سنگین به کار می رود و باعث بهبود عملکرد سایر مراحل تصفیه مانند فیلتر الیافی می شود. با توجه به کارایی این سیستم، در این مطلب از آبین شما را با روش های فلوتاسیون برای تصفیه آب و فاضلاب و مزایای آن آشنا می کنیم.

فلوتاسیون یا شناورسازی چیست؟

فلوتاسیون عبارت است از یک فرآیند جداسازی که در آن ذرات معلق و نامحلول در آب به کمک حباب های هوا به سطح مایع آورده شده و از محیط جدا می شوند. در این روش، ذرات آلاینده که چگالی کمتری نسبت به آب دارند، به کمک نیروهای فیزیکی و شیمیایی به حباب های گاز متصل شده و به سطح آب می آیند. سپس این ذرات به صورت کف یا لایه ای از مواد معلق بر روی سطح مایع جمع شده و از طریق مکانیسم های مختلف حذف می شوند.

این روش در صنایع مختلفی مانند تصفیه فاضلاب شهری، تصفیه فاضلاب صنایع نفت و پتروشیمی، صنایع غذایی و حتی تصفیه آب آشامیدنی کاربرد گسترده ای دارد.

نحوه فرآیند فلوتاسیون در تصفیه آب و فاضلاب

فرآیند فلوتاسیون در تصفیه آب و فاضلاب بر اساس تولید حباب های کوچک گاز (معمولاً هوا) درون آب و اتصال این حباب ها به ذرات معلق انجام می شود. این حباب ها به عنوان یک واسطه شناور عمل کرده و ذرات آلاینده را به سطح آب می آورند. در نهایت، لایه کف یا فوم تشکیل شده بر روی سطح آب، توسط سیستم های جمع آوری حذف می شود. برای بهبود کارایی شناور سازی، معمولاً از مواد شیمیایی مانند منعقدکننده ها و لخته سازها استفاده می شود. این مواد باعث می شوند ذرات آلاینده به یکدیگر بچسبند و درشت تر شوند تا اتصال آن ها به حباب های هوا بهینه باشد.

انواع روش های فلوتاسیون برای تصفیه آب و فاضلاب

فلوتاسیون روش های مختلفی دارد که بسته به نوع آلاینده های موجود در آب و فاضلاب، شرایط عملیاتی و نیازهای تصفیه از آن ها استفاده می شود. برخی از مهم ترین روش های شناور سازی شامل فلوتاسیون هوا، فلوتاسیون هوا محلول (DAF) و الکتروفلوتاسیون است. در ادامه، به بررسی هر یک از این روش ها می پردازیم.

فلوتاسیون هوا

در روش فلوتاسیون هوا، حباب های هوا به صورت مستقیم درون آب تزریق می شوند تا به ذرات آلاینده متصل شده و آن ها را به سطح آب بیاورند. این روش یکی از ساده ترین روش های شناور سازی است که در صنایعی مانند صنایع غذایی، تصفیه فاضلاب های شهری و حذف روغن و چربی از پساب های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. مهم ترین مزایای این روش عبارتند از:

•    سادگی طراحی
•    سهولت بهره برداری

با این حال، اندازه و میزان پراکندگی حباب های هوا تأثیر زیادی بر کارایی این فرآیند دارد. به همین دلیل، در برخی موارد از تجهیزات خاصی برای بهینه سازی تزریق هوا و افزایش راندمان جداسازی استفاده می شود.

فلوتاسیون هوا محلول (DAF)

فلوتاسیون هوا محلول (DAF) یکی از پیشرفته ترین روش های پیش تصفیه دستگاه تصفیه آب صنعتی است که در آن از محلول های اشباع شده با هوا برای تولید حباب های بسیار ریز استفاده می شود. این حباب های میکروسکوپی به آلاینده های معلق در آب متصل شده و باعث شناور شدن آن ها می شوند.

از فلوتاسیون DAF بیشتر در تصفیه فاضلاب های صنعتی، حذف روغن و گریس، جداسازی ذرات جامد معلق و حتی تصفیه آب آشامیدنی استفاده می شود. مزیت اصلی این روش، کارایی بالای آن در حذف آلاینده های کوچک و سبک است که به راحتی در سایر روش های جداسازی حذف نمی شوند.

الکتروفلوتاسیون

الکتروفلوتاسیون یک روش نوین در تصفیه آب و فاضلاب است که در آن از جریان الکتریکی برای تولید حباب های گاز (مانند هیدروژن و اکسیژن) درون آب استفاده می شود. این حباب ها با آلاینده ها ترکیب شده و آن ها را به سطح آب منتقل می کنند. در نتیجه این روش به خصوص برای حذف آلاینده های فلزی، حذف ذرات کلوئیدی و تصفیه پساب های حاوی روغن و گریس کاربرد دارد.

یکی از مزایای مهم الکتروفلوتاسیون، عدم نیاز به مواد شیمیایی اضافی است که باعث کاهش هزینه های عملیاتی و جلوگیری از تولید لجن شیمیایی می شود. همچنین، این روش به دلیل استفاده از انرژی الکتریکی، می تواند در صنایعی که نیاز به تصفیه آب با استانداردهای بالا دارند، مورد استفاده قرار گیرد.

مزایای فلوتاسیون برای تصفیه آب چیست؟

فلوتاسیون یا شناور سازی به دلیل مزایای متعددی از قبیل حذف موثر ذرات معلق و کاهش آلاینده هایی که دارد، در صنایع مختلفی مانند تصفیه آب آشامیدنی، تصفیه فاضلاب صنعتی و حذف آلاینده های شیمیایی از آب مورد استفاده قرار می گیرد. برخی از مهم ترین مزایای دستگاه تصفیه آب صنعتی مبتنی بر فلوتاسیون عبارتند از:

•    حذف مؤثر ذرات معلق و چربی ها: فلوتاسیون قادر است ذرات معلق ریز، روغن ها، گریس ها و چربی های نامحلول را با دقت بالایی از آب جدا کند. این ویژگی برای تصفیه فاضلاب صنایع غذایی، نفت و پتروشیمی اهمیت زیادی دارد.
•    افزایش راندمان تصفیه و کاهش بار آلودگی: با حذف اولیه ذرات معلق و آلاینده های سبک، بار آلودگی آب کاهش می یابد و عمر فیلتر الیافی و سایر اجزای تصفیه افزایش می یابد.
•    کاهش مصرف مواد شیمیایی: در بسیاری از موارد، فلوتاسیون نیاز به استفاده از منعقدکننده های شیمیایی را کاهش داده و در نتیجه هزینه های عملیاتی تصفیه خانه ها کاهش پیدا می کند.
•    سرعت بالای تصفیه: در مقایسه با روش های دیگر مانند ته نشینی ثقلی، فلوتاسیون سرعت بیشتری دارد و باعث کاهش زمان فرآیند تصفیه آب و فاضلاب می شود.
•    کارایی بالا در حذف آلاینده های خاص: این روش به خصوص در حذف فلزات سنگین، میکروپلاستیک ها، جلبک ها و مواد آلی کارایی بالایی دارد و می تواند به بهبود کیفیت آب کمک کند.

نقش جاذب ها در فلوتاسیون تصفیه آب

جاذب ها یکی از عوامل کلیدی در افزایش کارایی فرآیند فلوتاسیون هستند که به حذف آلاینده های خاص از آب و فاضلاب کمک می کنند. جاذب هایی مانند مواد منعقدکننده و فلوکولانت می توانند آلاینده ها را جذب کنند تا همراه با حباب های گاز به سطح آب آورده شوند. این روش که به فلوتاسیون جذبی معروف است، ترکیبی از دو فرآیند جذب سطحی و شناورسازی را ارائه می دهد و برای حذف آلاینده های خاص زیر، بسیار کارآمد است.

•    فلزات سنگین
•    میکروپلاستیک ها
•    ترکیبات آلی فرار

در بسیاری از موارد، آلاینده هایی مانند فلزات سنگین، مواد آلی و ترکیبات شیمیایی پیچیده به سادگی از طریق شناورسازی حذف نمی شوند. در چنین شرایطی، استفاده از جاذب ها می تواند به پیش تصفیه دستگاه تصفیه آب صنعتی کمک کرده و میزان آلودگی خروجی را کاهش دهد.

مقایسه فلوتاسیون با سایر روش ها در تصفیه آب

روش های مختلفی برای تصفیه آب و فاضلاب وجود دارند که هرکدام بر اساس نوع آلاینده ها و نیازهای خاص صنایع مختلف به کار گرفته می شوند. در حالی که فلوتاسیون برای حذف ذرات معلق، روغن ها و آلاینده های خاص مناسب است، روش های دیگری مانند فیلتراسیون، اسمز معکوس و ته نشینی ثقلی نیز مزایا و کاربردهای خاص خود را دارند. در جدول زیر مقایسه ای بین فلوتاسیون و سایر روش های تصفیه آب ارائه شده است:

انتخاب روش تصفیه مناسب به نوع آلاینده ها، نیازهای صنعتی و بودجه موجود بستگی دارد. برای دریافت مشاوره رایگان و خرید انواع تجهیزات تصفیه آب می توانید با کارشناسان آبین از طریق شماره 02179137 تماس بگیرید.