od Stefanie Gregg
provzdušňování je primární metodou čištění komunálních a průmyslových odpadních vod již více než 40 let. Je to přirozený způsob, jak řídit biologickou spotřebu kyslíku (BOD), maximalizovat aerobní trávení organických látek a kontrolovat pachy. Jako pevně zavedená technologie budou provzdušňovací systémy i nadále hrát roli i do budoucna. Existuje však způsob, jak zlepšit efektivitu a snížit provozní náklady?
některé typy provzdušňovacích systémů jsou ze své podstaty účinnější. To vyžaduje méně energie pro vstřikování přímého kyslíku (O2), než tlačit objemy vzduchu do aerační nádrže. Dokonce i středně velká rostlina může léčit milion galonů nebo více denně a banky vzduchových dmychadel a povrchových provzdušňovačů běžících třífázově při 460V nepřetržitě mohou snadno spotřebovat kilowatty za hodinu. Dále je jasné, proč elektřina obvykle představuje asi 30 procent provozních nákladů zařízení.
v souladu s tím může více dmychadel snížit možnost selhání čerpání v celém systému. Těsnění selhávají, vnitřní opotřebení a účinnost čerpadla se v průběhu času snižuje a současně se organické látky a jiné nečistoty mohou ukládat dovnitř a bránit toku odpadních vod v dopravních trubkách. Některé nečistoty mohou také korodovat vnitřní zařízení.
Protože dmychadla opotřebení a selhání v různých časech, nahradí je všechny najednou, může být těžké rozhodnutí – ten, který vyžaduje značné kapitálové investice s nejvyšším vedením podporu nebo souhlas vlády. Celková výměna může být nezbytná u starších zařízení nebo pokud celková účinnost čištění odpadních vod nemůže držet krok s narůstajícími požadavky na čištění v důsledku nového vývoje nebo sezónních faktorů poptávky. To může zahrnovat instalaci paralelních leteckých stanic, které udržují krok s poptávkou. Ve většině případů, O2 posilovací systém může nabídnout nákladově efektivní alternativa k plné nahrazení nebo cenný pre-léčba dodatek ke stávající provzdušňovací systém.
pětkrát lepší než vzduch
přenos čistého kyslíku může vyřešit různé problémy bez nutnosti složité konstrukce. Další přenos kyslíku pokrývá špičkové potřeby, například v případě zvýšeného přítoku odpadních vod, zesíleného BOD / COD, koncentrace dusíku nebo velkých výkyvů znečištění. V některých případech, léčebné orgány chtějí přejít na vyšší standardy léčby z místních environmentálních důvodů, jinak nové požadavky na stávající léčebné systémy mohou překročit původní konstrukční kapacitu. Komunity mohou také potřebovat zlepšit kapacitu v důsledku nového vývoje v oblasti nebo jednoduše chtějí zlepšit špičkovou kapacitu čištění odpadních vod během a po bouřích.
mnoho problémů s čištěním komunálních odpadních vod se vrací k nedostatečnému okysličování a jedním signálem nedostatečného čištění nebo anaerobního rozkladu jsou urážlivé pachy. V ideálním případě by rostliny měly reagovat na pachy a jiné problémy s léčbou brzy, aby se zabránilo překročení cílů léčby nebo vytváření stížností komunity. Okysličovací systémy jsou přirozeně mnohem účinnější než přímé provzdušňování, přičemž vzduch je 79 procent dusíku a pouze asi 21 procent kyslíku. Stejně tak 100 procent kyslíku nabízí asi pětinásobek okysličovací kapacity systému nuceného vzduchu.
kyslík může být vstřikován do odpadních vod mnoha způsoby. V doplňkových systémech může být systém vstřikování kyslíku instalován jako Předúprava před primárním provzdušňováním nebo častěji přímo v provzdušněné laguně. Doplňující okysličování je obvykle nejúčinnější blízkosti výtoku vstupu, ale více vstřikovače může být umístěn v léčbě rybník k léčbě z více stran k dosažení cíle léčby. Doplňkový systém může dále rychle snížit nároky na primární provzdušňovací systém a může být provozován nepřetržitě nebo jen během špičkového zatížení. Okysličovací systém může tlačit nižší objem plynu, zatímco účinnost léčby bude mnohem vyšší. Doplňkový systém může také snížit poptávku po primárním provzdušňovacím systému, čímž přispívá ke snížení nákladů na energii a údržbu.
Výhody Kyslíku Posilovací Systém
- Rychlé řešení pro mnoho zápach a léčba problémů
- Low-cost investice
- Lepší zpracování výkonu
- Optimalizovaný přenos kyslíku a využití
- Nízké nároky na údržbu
Obr. 1. Schéma Systému.
jeden běžný způsob vstřikování kyslíku pro komunální systémy je pomocí speciálních plynových trysek (viz schéma systému obr. 1). Na obrázku 2 je patentovaná sada plynových trysek pro systém SOLVOX® – v od Linde pro rovnoměrnou distribuci vody obohacené kyslíkem. Trysky se snadno instalují do stávajících lagun nebo nádrží na úpravu. Instalace zahrnuje zásobník kyslíku, řídicí systém a odpařovací jednotku, která přeměňuje kapalinu O2 na nízkotlaký kyslíkový plyn. Systém je navržen tak, aby odpovídala předpokládané maximální zatížení, zatímco systém řízení metrů kyslíku pro splnění okamžitou léčbu a minimalizuje celkovou spotřebu kyslíku. Systém také zahrnuje přívodní vedení pro každou banku trysek a ponorné dmychadlo pro každou sadu.
obr. 2. Posilovací systém s okysličovacími tryskami, který vyžaduje minimální investice, se snadno instaluje a je ideální pro provzdušňovací laguny.
Další O2 způsobu dodání, který se používá pro léčení pre-screening organických odpadů ve velkých ošetření nádrže, je přes kyslíkové hadice nebo šíření rohože. Tato metoda se častěji používá jako primární systém ošetření kyslíkem, ale může být také použita jako doplňkový systém pro přísnější kontrolu BSK v aerobních ošetřovacích nádržích. Speciálně navržené kyslíkové hadice a difúzní rohože jsou užitečné pro maximalizaci aerobní aktivity v nádržích střední hloubky. Pro hluboké 15-20 ft. nádrže, vstřikování sidestream je ekonomičtější.
kyslíkové hadice nebo difúzní rohože vstřikují O2 v hadovitém uspořádání poblíž dna nádrže. Kyslík je dodáván při tlacích pod 100 psi a protlačuje perforace a posílá tisíce malých bublin nahoru kapalinou (viz obr. 3). Vzestupný tok rozpuštěného kyslíku živí aerobní trávení a zároveň přispívá k cirkulaci nádrže. Kyslíková hadice nebo difuzní rohož s 120 ft. lineární kapacita může obsahovat asi 300 otvory na nohy, a mohou přenášet kyslík na asi 300 až 800 scf/h, v závislosti na složek odpadních vod, teploty vody a další dodávky a šíření faktory. Ve spojení se systémem zpětné vazby může monitorování hladin rozpuštěného kyslíku v blízkosti povrchu nádrže pomoci maximalizovat účinnost okysličení a poskytnout užitečný měřidlo pro potlačení pachů. Plynové trysky nebo difuzní mat oxygenační systémy mohou být obvykle instalovány během 1-2 dnů.
Některé komunálních odpadních vod patří denitrifikace a okysličení může poskytnout nákladově-efektivní způsob, jak zvýšit účinnost aktivovaného kalu a dalších denitrifikace vod systémy. Kromě výše uvedených metod může být kyslík vstřikován přímo do tlakových trubek, protože odpadní vody proudí do nebo z ošetřovací nádrže. Speciální kulové trysky mohou také zabránit ucpání a typ a umístění vstřikování kyslíku se může lišit v závislosti na typu a konfiguraci systému. Zopakovat, doplňkový kyslíkový posilovací systém je relativně snadno dovybavitelný. Za zmínku stojí také Denitrifikace, protože pro plánování místa by měla být zvážena jiná použití okysličování.
obr. 3. Vysoce čisté kyslíkové bubliny přes perforované ošetřovací hadice pro zvýšení účinnosti provzdušňování.
Oxygenační systémy vyžadují konzistentní dodávku průmyslového kyslíku, ale mají jen málo pohyblivých částí. Pouze vnější energie je věnována systému řízení (a dmychadla, pro masážní kyslíku), tak okysličení používá pouze zlomek energie ekvivalentní provzdušňovací systém. Vysoce čistý kyslík (obvykle >99.5%) minimalizuje opotřebení na vnitřní části dodávky systému a pomáhá zajistit konzistentní zacházení výkon.
obecní čistírny mohou vlastnit nebo pronajímat zásobníky kyslíku na místě a certifikovaný kyslík je dodáván prostřednictvím roční nebo víceleté dohody s dodavatelem primárního průmyslového plynu. Zásobování může zahrnovat potrubí pro velké městské systémy nebo telemetrické sledování nádrže systémy dodávky mohou být automaticky naplánováno, když zkapalněného kyslíku klesne pod určitou úroveň skladování.
Stručně řečeno, kyslíkové posilovací systémy nabízejí rychlý způsob, jak výrazně zlepšit výkon léčby a prodloužit životnost stávajících kompresorů a vzduchových systémů. Posouzení na místě a testování BOD může určit stávající parametry průtoku a zpracování, stejně jako definovat požadavky na systém posilovače kyslíku. Zatímco okysličení systémy jsou někdy používány v záchranné léčbě, nejlepší čas na instalaci posilovací systém je před sezónní špičky a i před stávající kapacita je překročena.
o autorovi: Stefanie Gregg je aplikační prodejní inženýrka v Linde s více než 13 lety inženýrských zkušeností v oblasti čištění průmyslových a komunálních vod/odpadních vod. Pravidelně pomáhá odborníkům na úpravu vody po celých USA. při hodnocení systémů pro zlepšování procesů a při vývoji strategií pro špičkovou efektivitu. Gregg získal titul BS v chemickém inženýrství na Drexel University.
o společnosti Linde: Linde je největším komerčním dodavatelem CO2 v Severní Americe s rozsáhlou celostátní distribuční sítí. Společnost také nabízí kyslíkové (O2) a ozonové (O3) systémy pro rozpouštění plynů pro úpravu vody. Tým pro úpravu vody Linde hodnotí výzvy léčby a vyvíjí kompletní inženýrská řešení pro skladování, dávkování a vstřikování plynů. Pro více informací, navštivte Linde na www.lindewatertreatment.com, nebo volejte 800-755-9277.