Filtration de l'air dissous

La décharge d'une usine alimentaire.

Le cabinet de conseil en ingénierie, WS Atkins, a été chargé de fournir des solutions aux murs Birds Eye afin qu'ils puissent réduire les coûts associés au rejet des eaux usées dans les égouts d'Anglian Water par l'installation de stations d'épuration locales.

EMPLACEMENT

Le village de pêcheurs de Lowestoft se trouve sur la côte du Suffolk, dans l'est de l'Angleterre.

L'usine Lowestoft de Birds Eye Wall's Ltd produit un certain nombre de produits alimentaires différents, dont certains sont frits et rejettent donc des huiles et des graisses dans les flux d'eaux usées. Les installations de traitement existantes éliminent les gros morceaux de produit et séparent certaines huiles et graisses avant de les rejeter dans la mer du Nord.

À l'heure actuelle, il n'y a pas d'autre traitement des flux, mais cela a dû être reconsidéré par Anglian Water en raison de la directive sur les eaux urbaines résiduaires. Par conséquent, un traitement futur peut nécessiter un traitement préliminaire et éventuellement un traitement secondaire.

SOLUTION

WS Atkins a initialement identifié qu'une usine de flottation à air dissous (DAF) serait bénéfique pour deux des bâtiments de production.

Les ingénieurs ont été chargés d'effectuer un examen d'un rapport environnemental interne suivi d'enquêtes initiales sur le site, de fournir une confirmation du volume et du caractère des eaux usées, d'organiser des essais pilotes en usine pour les technologies de procédé de flottation à air dissous (DAF) et d'ultrafiltration (UF) et de fournir des informations conceptuelles. conception, estimation des coûts budgétaires, génération des spécifications et sélection de l'entrepreneur.

La technologie de procédé proposée a été conçue pour réduire la teneur totale en huile et en graisse de 4 000 mg/l à moins de 400 mg/l avec un débit de 10 m³/h. Le stockage tampon des eaux usées d'alimentation a également été spécifié par la fourniture de réservoirs de stockage chauffés et isolés.

Le DAF est le processus d'élimination des solides en suspension, des huiles et d'autres contaminants via l'utilisation de la flottation à bulles d'air. L'air est dissous dans l'eau, mélangé au flux de déchets et libéré de la solution tout en étant en contact intime avec les contaminants. Des bulles d'air se forment, se fixent aux solides, augmentent leur flottabilité et font flotter les solides à la surface de l'eau où ils sont mécaniquement écrémés et retirés du réservoir. Un pourcentage de l'effluent propre est recyclé et sursaturé en air, mélangé à l'affluent des eaux usées et injecté dans la chambre de séparation DAF. De l'air est injecté sous pression dans un flux de recyclage d'effluent DAF clarifié. Ce flux de recyclage est ensuite combiné et mélangé avec les eaux usées entrantes dans une chambre de contact interne où l'air dissous sort de la solution sous la forme de très fines bulles qui se fixent aux contaminants. Les bulles et les contaminants remontent à la surface et forment un lit flottant de matériau qui est retiré par un écumeur de surface dans une trémie interne pour une manipulation ultérieure. Cette manipulation peut inclure un filtre-presse à bande ou un tambour rotatif sous vide avec DE appliqué.

Les systèmes de flottation à air dissous sont conçus pour éliminer les graisses, les huiles et les graisses (FOG), les solides en suspension (TSS), la demande biologique en oxygène (DBO), les déchets de production/traitement d'aliments/animaux, les déchets industriels, les huiles/émulsions d'hydrocarbures et de nombreux autres contaminants. Des taux de clarification aussi élevés que 97 % ou plus peuvent être atteints en utilisant ces systèmes.

Le prétraitement chimique peut souvent contribuer à améliorer les performances d'élimination des contaminants.

La conception de saturation DAF conventionnelle utilise une pompe de recyclage combinée à un réservoir de saturation et un compresseur d'air pour dissoudre l'air dans l'eau. Ce type de système, bien qu'efficace, est coûteux, demande beaucoup de travail et peut déstabiliser son point d'équilibre, créant des rots dus à une valeur de consigne incorrecte, perdue ou rampante dans la cuve de saturation.

Le dimensionnement DAF prend en compte de nombreux critères de dimensionnement, notamment le débit, la température de l'eau, les caractéristiques des déchets, le prétraitement chimique, la charge en solides, la charge hydraulique et le rapport air/solides.

Les DAF sont conçus sur la base du débit de pointe attendu. Le débit peut varier de 1 à 5 gallons par minute par pied carré de surface. Les essais au banc d'échantillons de flux de déchets sont généralement le point de départ préféré lors du dimensionnement de l'équipement et de la détermination des processus chimiques appropriés avant le DAF. Le prétraitement chimique aidera et améliorera le processus de séparation DAF.

Le prétraitement chimique améliore souvent l'efficacité de l'élimination des solides DAF. L'utilisation de floculants chimiques avec DAF est basée sur l'efficacité, l'application et le coût du système. Les produits chimiques couramment utilisés comprennent les sels métalliques trivalents de fer, tels que FeCI2 ou FeSO4 ou d'aluminium, tels que AISO4. Des polymères organiques et inorganiques (cationiques ou anioniques) sont souvent utilisés pour améliorer le procédé DAF.

Le pH des eaux usées peut devoir être ajusté entre 4,5 et 5,5 pour les composés ferriques ou entre 5,5 et 6,5 pour les composés d'aluminium en utilisant un acide tel que H2SO4 ou une base telle que NaOH. Dans de nombreuses applications, l'effluent DAF nécessite un ajustement du pH à l'aide d'une base telle que NaOH pour garantir que le pH de l'effluent DAF se situe dans les limites spécifiées par le POTW (6-9 généralement).

L'attachement de la plupart des bulles aux particules solides peut être effectué par des énergies de surface tandis que d'autres sont piégés par les solides ou par des flocs d'oxyde hydraté lorsque le floc s'étale dans la colonne d'eau. Les solides colloïdaux sont normalement trop petits pour permettre la formation d'une liaison air-particule suffisante. Ils doivent d'abord être coagulés par un produit chimique tel que les composés d'aluminium ou de fer mentionnés ci-dessus puis absorbés par les flocs d'oxydes métalliques hydratés générés par ces composés. Fréquemment, un auxiliaire coagulant est nécessaire en combinaison avec le floculant pour agglomérer le floc d'oxyde hydraté, augmenter la taille des particules et améliorer la vitesse de flottation. Les émulsions mécaniques/chimiques peuvent également être rompues par des réactions de pH et de polymères.

Le flotteur DAF contient souvent 2 % à 10 % de solides. Il peut être nécessaire de déshydrater les solides avant de les éliminer pour réduire le volume de boues en réduisant la teneur en eau.