DAF Çözünmüş Hava Flotasyonu

A/S oranı (Air-to-Solids ratio), birim askıda katı kütlesine karşılık sisteme sağlanan çözünmüş hava kütlesinin oranıdır. Her partikülü yüzdürecek yeterli kabarcık üretilmezse flotasyon eksik kalır, gereğinden fazla hava ise enerji israfı ve türbülans yaratır. Literatürde tipik A/S değerleri yaklaşık 0,005-0,06 kg hava / kg katı aralığında verilir; kesin değer atıksuyun katı yüküne, floklanabilirliğine ve hedef verime göre belirlenir. A/S; doygunluk basıncı, geri devir oranı ve besleme katı derişimi ile doğrudan bağlıdır.

Kabarcık ne kadar küçükse, birim hava hacminde o kadar çok kabarcık ve o kadar geniş toplam yüzey alanı oluşur; bu da partikülle çarpışma ve yapışma olasılığını artırır. Ancak çok küçük kabarcıklar yeterli kaldırma kuvveti (yüzdürme hızı) üretemez. Tipik olarak 30-50 µm (geniş aralıkta 20-80 µm) bandı, yüksek yapışma olasılığı ile yeterli yüzdürme hızı arasındaki dengeyi sağlar. Kabarcık boyutu, doygun suyun basınç düşürme nozulundan/valfinden geçiş şekliyle kontrol edilir.

Yüzey yükü, tank yüzey alanına düşen debidir ve iki biçimde ifade edilir: hidrolik yükleme hızı (m³/m²·saat) ve katı yükleme hızı (kg AKM/m²·saat). Klasik DAF'ta hidrolik yükleme tipik olarak yaklaşık 4-10 m³/m²·saat, lamella (plakalı) DAF'ta plakalar etkin yüzey alanını büyüttüğü için belirgin biçimde daha yüksek mertebelerde çalışılabilir. Yüzey yükü aşılırsa flok-kabarcık kümeleri yüzeye ulaşmadan çıkışa sürüklenir ve AKM kaçağı olur.

Basınçlı geri devir sistemlerinde temiz çıkış suyunun bir kısmı doygunluk tankında hava ile doyurulup tekrar tank girişine verilir. Geri devir oranı tipik olarak besleme debisinin yaklaşık %20-50'si mertebesindedir. Oran arttıkça sağlanan çözünmüş hava (dolayısıyla A/S) artar; fakat efektif hidrolik yük de artar. Doğru oran, hedef A/S'yi doygunluk basıncını gereksiz yükseltmeden sağlayacak şekilde seçilir.

Suda çözünebilen hava miktarı Henry yasası gereği basınçla artar. Basınç ne kadar yüksekse, geri devir suyunda o kadar çok hava çözülür ve basınç düşünce o kadar çok mikro kabarcık açığa çıkar. Tipik doygunluk basıncı 4-6 bar bandındadır: daha düşük basınç yeterli hava çözemez, daha yüksek basınç ise enerji maliyetini ve ekipman gereksinimini orantısız artırır. Basınç, geri devir oranı ile birlikte hedef A/S oranını verecek şekilde ayarlanır.

Çıkış suyunun sütümsü/beyaz görünmesi, çözünmüş havanın tank içinde tümüyle serbest kalmadan çıkışa taşınan ince kabarcıklardan kaynaklanır. Yaygın nedenler: aşırı doygunluk basıncı veya geri devir, nozul/valf ayarının bozulması, düşük bekleme süresi ve yetersiz kimyasal floklaşma (kabarcığın yapışacağı flok yoksa serbest kabarcık suda kalır). Çözüm genelde geri devir/basınç optimizasyonu ve koagülasyon-flokülasyonun düzeltilmesidir.

Flotasyonda katılar yukarı taşınıp yüzeyde sıkışır ve sıyrılmadan önce bir süre süzülerek serbest suyunu bırakır; bu nedenle yüzey çamuru tipik olarak yaklaşık %2-5 katı madde derişimine ulaşabilir — dip çöktürme çamurundan genellikle daha kurudur. Sıyırma sıklığı önemlidir: çok sık sıyırma sulu çamur, çok seyrek sıyırma ise köpük tabakasının kalınlaşıp çıkışa dökülmesi riskini getirir.

Lamella DAF, tankın üst bölgesine yerleştirilen eğimli plaka paketleriyle etkin ayırma yüzeyini büyütür; böylece aynı taban alanında daha yüksek hidrolik yükle çalışılabilir, yani daha kompakt bir ünite aynı debiyi işleyebilir. Klasik (açık yüzeyli) DAF ise daha basit, bakımı kolay ve yüksek yağ/köpük yükünde tıkanmaya daha toleranslıdır. Seçim; alan kısıtı, atıksu karakteri ve bakım tercihiyle yapılır.