írta: Stefanie Gregg
a levegőztetés több mint 40 éve elsődleges módszer a kommunális és ipari szennyvíz kezelésére. Ez egy természetes módja a biológiai oxigénigény (bod) szabályozásának, a szerves anyagok aerob emésztésének maximalizálásának és a szagok szabályozásának. Szilárdan megalapozott technológiaként a levegőztető rendszerek a jövőben is szerepet fognak játszani. Van-e mód a hatékonyság növelésére és a működési költségek csökkentésére?
a levegőztető rendszerek bizonyos típusai eredendően hatékonyabbak. Kevesebb energiát igényel az egyenes oxigén (O2) befecskendezése, mint a levegő mennyiségének a levegőztető medencébe történő bejuttatása. Még egy közepes méretű növény is képes kezelni egy millió gallon vagy annál több naponta, és a bankok a légfúvók és felszíni levegőztetők futó háromfázisú 460V folyamatosan Könnyen fogyaszt kilowatt óránként. Továbbá világos, hogy a villamos energia általában a létesítmény működési költségeinek körülbelül 30% – át teszi ki.
ennek megfelelően több fúvó csökkentheti a rendszerszintű szivattyúzási hibák lehetőségét. A tömítések meghibásodnak, a belső szervek elhasználódnak, és a szivattyú hatékonysága idővel romlik, és ezzel párhuzamosan a szerves és egyéb szennyeződések lerakódhatnak a szállítószalagokban, és akadályozhatják a szennyvíz áramlását. Egyes szennyeződések korrodálhatják a berendezés belsejét is.
mivel a fúvók különböző időpontokban kopnak és meghibásodnak, az összes egyszerre történő cseréje nehéz döntés lehet – olyan döntés, amely jelentős tőkebefektetést igényel a felső vezetés támogatásával vagy a kormány jóváhagyásával. A teljes csere szükségessé válhat régebbi üzemekkel, vagy amikor a szennyvízkezelés általános hatékonysága nem tud lépést tartani a növekvő kezelési igényekkel az új fejlesztési vagy szezonális keresleti tényezők miatt. Ez magában foglalhatja párhuzamos légi állomások telepítését, hogy lépést tartsanak a kereslettel. Az esetek többségében az O2 booster rendszer költséghatékony alternatívát kínálhat a teljes csere helyett, vagy értékes előkezelési kiegészítést kínálhat egy meglévő levegőztető rendszerhez.
ötször jobb, mint a levegő
a tiszta oxigén átadása különféle problémákat oldhat meg komplex konstrukció nélkül. A további oxigénátadás fedezi a csúcsigényeket, például a megnövekedett szennyvízbeáramlás, az intenzívebb BOD/COD, a nitrogén koncentráció vagy a szennyezési terhelések jelentős ingadozása esetén. Egyes esetekben a kezelési hatóságok helyi környezetvédelmi okokból magasabb kezelési normákra akarnak áttérni, különben a meglévő kezelési rendszerekkel szemben támasztott új igények meghaladhatják az eredeti tervezési kapacitást. Előfordulhat, hogy a közösségeknek a térség új fejlesztései miatt is javítaniuk kell a kapacitást, vagy egyszerűen csak javítani akarják a szennyvíztisztítási csúcskapacitást viharok alatt és után.
számos települési szennyvízkezelési probléma az elégtelen oxigénellátásra vezethető vissza, és a nem megfelelő tisztítási vagy anaerob bomlási folyamatok egyik jele a sértő szagok. Ideális esetben a növényeknek Korán reagálniuk kell a szagokra és más kezelési problémákra, hogy elkerüljék a kezelési célok túllépését vagy a közösségi panaszok generálását. Az oxigénellátó rendszerek természetesen sokkal hatékonyabbak, mint az egyenes levegőztetés, ahol a levegő 79% nitrogén és csak körülbelül 21% oxigén. Hasonlóképpen, a 100% – os oxigén körülbelül ötszörösét kínálja a kényszerlevegő rendszer oxigénellátási kapacitásának.
az oxigént számos módon lehet a szennyvízbe injektálni. A kiegészítő rendszerekben az oxigénbefecskendező rendszer előkezelésként telepíthető az elsődleges levegőztetés előtt, vagy gyakrabban közvetlenül egy levegőztetett kezelési lagúnában. A kiegészítő oxigenizáció általában a leghatékonyabb a szennyvíz bemenete közelében, de több injektor elhelyezhető egy kezelési tóban, hogy több oldalról kezelje a kezelési célok elérése érdekében. Ezenkívül egy kiegészítő rendszer gyorsan csökkentheti az elsődleges levegőztető rendszerrel szembeni igényeket, és folyamatosan vagy csak a csúcskezelési terhelések alatt működtethető. Az oxigenizációs rendszer alacsonyabb gázmennyiséget képes nyomni, míg a kezelés hatékonysága sokkal magasabb lesz. A kiegészítő rendszer csökkentheti az elsődleges levegőztető rendszer iránti igényt is, ezáltal hozzájárulva az alacsonyabb energia-és karbantartási költségekhez.
előnyei oxigén Booster rendszer
- gyors megoldás sok szag és kezelési problémák
- olcsó beruházás
- jobb kezelési teljesítmény
- optimalizált oxigén transzfer és hasznosítása
- alacsony karbantartási
Fig. 1. Rendszer Diagram.
az önkormányzati rendszerek oxigéninjekciójának egyik általános módszere a speciális gázfúvókák (lásd a rendszer diagramját. 1). A 2. ábra a Linde SOLVOX – V rendszerének saját gázsugarait mutatja az oxigénnel dúsított víz egyenletes elosztására. A fúvókákat könnyű telepíteni a meglévő lagúnákba vagy kezelőtartályokba. A telepítés tartalmaz egy oxigéntároló tartályt, egy vezérlőrendszert és egy párologtató egységet, amely a folyékony O2-t alacsony nyomású oxigéngázzá alakítja. A rendszert úgy tervezték, hogy megfeleljen a várható csúcsterhelésnek, míg a vezérlőrendszer az oxigént méri, hogy megfeleljen az azonnali kezelési igényeknek, és minimalizálja az Általános oxigénfogyasztást. A rendszer magában foglalja az egyes fúvókák tápvezetékeit, valamint az egyes készletekhez egy merülő fúvót.
Fig. 2. Az oxigénellátó fúvókákkal ellátott emlékeztető rendszer, amely minimális beruházást igényel, könnyen telepíthető és ideális a levegőztető lagúnák kezelésére.
egy másik O2-szállítási módszer, amelyet az előszűrt szerves szennyvíz nagy kezelőtartályokban történő kezelésére használnak, oxigéntömlőkön vagy diffúziós szőnyegeken keresztül történik. Ezt a módszert gyakrabban használják elsődleges oxigénkezelő rendszerként, de kiegészítő rendszerként is használható a bod szorosabb szabályozására az aerob kezelési tartályokban. A speciálisan kialakított oxigéntömlők és diffúziós szőnyegek hasznosak az aerob aktivitás maximalizálásához közepes mélységű tartályokban. Mélyre 15-20 ft. tartályok, egy oldaláramú injekció gazdaságosabb.
Oxigéntömlők vagy diffúziós szőnyegek injektálják az O2-t szerpentin elrendezésben a tartály alja közelében. Az oxigént 100 psi alatti nyomáson szállítják, és a perforációkon keresztül több ezer apró buborékot küldenek fel a folyadékon keresztül (Lásd az ábrát. 3). Az oldott oxigén felfelé áramlása táplálja az aerob emésztést, miközben hozzájárul a tartály keringéséhez is. Oxigéntömlő vagy diffúziós szőnyeg 120 láb. a lineáris kapacitás körülbelül 300 perforációt tartalmazhat lábanként, és körülbelül 300-800 scf/h sebességgel képes oxigént szállítani, a szennyvíz összetevőitől, a víz hőmérsékletétől és más szállítási és diffúziós tényezőktől függően. Visszacsatoló rendszerrel párosulva az oldott oxigénszint ellenőrzése a tartály felülete közelében segíthet maximalizálni az oxigenizáció hatékonyságát, és hasznos mérőt biztosít a szagok elnyomásához. Gázsugarak vagy diffúziós szőnyeg oxigenizációs rendszerek általában 1-2 nap alatt telepíthetők.
egyes települési szennyvíztisztító telepek közé tartozik a denitrifikáció, és az oxigénezés költséghatékony módon növelheti az eleveniszap és más denitrifikációs rendszerek hatékonyságát. A fenti módszerek mellett az oxigént közvetlenül a nyomócsövekbe lehet injektálni, amikor a szennyvíz a kezelőtartályba vagy onnan áramlik. A speciális gömbfúvókák megakadályozhatják az eltömődést, és az oxigén befecskendezésének típusa és elhelyezése a rendszer típusától és konfigurációjától függően változhat. Megismétlem, hogy egy kiegészítő oxigénnövelő rendszert viszonylag könnyű utólag felszerelni. Érdemes megjegyezni a denitrifikációt is, mivel a helyszín tervezésénél figyelembe kell venni az oxigénezés egyéb felhasználásait.
Fig. 3. Nagy tisztaságú oxigénbuborékok perforált kezelőtömlőkön keresztül a levegőztetés hatékonyságának növelése érdekében.
az oxigénellátó rendszerek következetes ipari minőségű oxigénellátást igényelnek, de kevés mozgó alkatrésszel rendelkeznek, ha vannak ilyenek. Az egyetlen külső energiát a vezérlőrendszernek (és a fúvóknak a fúvott oxigénhez) szánják, így az oxigénellátás az egyenértékű levegőztető rendszer energiájának csak töredékét használja fel. A nagy tisztaságú oxigén (jellemzően >99,5%) minimalizálja az adagolórendszer belső részének kopását, és elősegíti a következetes kezelési teljesítmény biztosítását.
a települési szennyvízkezelő létesítmények birtokolhatják vagy bérbe adhatják a helyszíni oxigéntároló tartályokat, és a tanúsított oxigénellátás az elsődleges ipari gázszállítóval kötött éves vagy többéves megállapodás alapján történik. Az ellátási megállapodások magukban foglalhatják a nagy települési rendszerek csővezetékeit vagy a telemetrikus tartályfigyelő rendszereket, így a szállítások automatikusan ütemezhetők, ha a cseppfolyósított oxigén egy meghatározott tárolási szint alá csökken.
röviden, Az oxigénfokozó rendszerek gyors módot kínálnak a kezelési teljesítmény jelentős javítására és a meglévő kompresszorok és levegőalapú rendszerek élettartamának meghosszabbítására. A helyszíni értékelés és a BOD vizsgálat meghatározhatja a meglévő áramlási és kezelési paramétereket, valamint meghatározhatja az oxigénfokozó rendszer követelményeit. Míg az oxigénellátó rendszereket néha használják a mentési kezeléshez, az emlékeztető rendszer telepítésének legjobb ideje a szezonális csúcsok előtt és jóval a meglévő kapacitás túllépése előtt.
A szerzőről: Stefanie Gregg a Linde Alkalmazásértékesítő mérnöke, több mint 13 éves mérnöki tapasztalattal az ipari és kommunális víz – /szennyvízkezelés területén. Rendszeresen segíti a vízkezelő szakembereket az Egyesült Államokban. a folyamatok javítására szolgáló rendszerek értékelésében és a csúcshatékonyság stratégiáinak kidolgozásában. Gregg bs vegyészmérnöki diplomát szerzett a Drexel Egyetemen.
a Lindéről: a Linde Észak-Amerika legnagyobb CO2 kereskedelmi szállítója, kiterjedt országos értékesítési hálózattal. A vállalat oxigén (O2) és ózon (O3) gázoldási rendszereket is kínál a vízkezeléshez. A Linde vízkezelő csapata áttekinti a kezelési kihívásokat, és komplett mérnöki megoldásokat dolgoz ki a gázok tárolására, adagolására és befecskendezésére. További információért, látogasson el a Linde-re a www.lindewatertreatment.com, vagy hívja a 800-755-9277 telefonszámot.