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污水處理中低壓鼓風機的設計考慮

發布時間:2023-6-9 17:18:27  來源:北極星環保網  作者:

       曝氣為凈化過程提供了可用的氧氣。這使得有氧微生物(在行業中稱為“臭蟲”)的水平高得多,可以比自然發生的更快地從水中去除廢物。攪拌是在水中的攪拌過程,可以使需要處理的材料保持懸浮狀態,并更好地供臭蟲使用,以便它們可以利用它并將其從水流中去除..

        廢水處理 (WWT) 系統的基本功能是加速凈化水的自然過程。在WWT中,低壓鼓風機用于幫助實現這一目標的兩個關鍵目的:曝氣和攪拌。

        曝氣為凈化過程提供了可用的氧氣。這使得有氧微生物(在行業中稱為“臭蟲”)的水平高得多,可以比自然發生的更快地從水中去除廢物。攪拌是在水中的攪拌過程,可以使需要處理的材料保持懸浮狀態,并更好地供臭蟲使用,以便它們可以利用它并將其從水流中去除。

        下面我們概述了低壓鼓風機在工業和市政污水處理系統設計中的作用.

         01 系統設計的起點

         用于廢水處理的鼓風機系統的成功設計取決于以下幾個考量因素:

         流量(SCFM)和壓力(PSI)

         現場條件(環境壓力、操作環境溫度、可用空間、室內或室外、氣候等)

         量程比(實時流量和最大流量之間的變化)

         冗余要求(由于WWT過程的關鍵性質)

         成本(初始資本投資和長期運營成本)

         讓我們來看看這些類別中的每一個。

        02 流量和壓力

        流量是處理過程中使用的蟲子對氧氣的需求的函數。WWT 實際上涉及兩個獨立的過程,這兩個過程都需要氧氣:

       生物有機材料的代謝,例如市政污水處理廠中的生物、廢物、食品和飲料加工中的食物顆粒、造紙廠中的木材或紡織廠中的纖維廢物+蟲子+O2=CO2+NH3+產生更多不好的能量.

       去除廢物中產生的氨,也由上述步驟 1 產生:NH3+Bugs+O2=H2O+NO3+產生更多的能量

       采集廢水樣本并計算生物需氧量和氨水平有助于技術人員確定系統的空氣需求。請注意,這是一個隨環境溫度變化的質量流量,因為溫度較高的空氣中的氧氣較少。

       了解鼓風機不像空氣壓縮機那樣產生壓力很重要。鼓風機產生流動。鼓風機的額定壓力(例如 15psi)實際上是鼓風機可以克服的最大背壓的額定值。更強大的電機和更高效的空氣移動技術使鼓風機能夠克服更大的壓力。

       使用羅茨鼓風機,低壓空氣的壓力范圍可降至 1 個大氣壓以下。對于使用類似于螺桿壓縮機技術的螺桿鼓風機,壓力范圍可擴展至22PSI。應用于更深WWT系統的低壓螺桿壓縮機可以達到高達58PSI的壓力。

       03 場地條件

       操作條件會顯著影響鼓風機技術的選擇。需要考慮的關鍵因素包括:

       溫度

       環境壓力

       室內或室外位置

       季節性/氣候變化

       可用面積

       現場污染物(灰塵、甲烷、硫化氫或其他有害氣體)

       04 駁回

       在WWT中,氧氣需求很少處于穩定狀態。為了獲得最佳效率,鼓風機必須能夠在任何給定時間輸送所需的任何空氣量。調節比是鼓風機將氣流減少到低于最大容量以滿足需求并根據需要再次增加的能力。典型來說,溶氧2(DO)傳感器浸沒在處理槽,和讀數送入鼓風機本身或集中式工廠級系統恢復到一個控制系統。根據DO讀數,鼓風機調整流量以匹配需求。

       典型的WWT工廠中使用的細氣泡曝氣鼓風機系統可以占該設施整個能源使用量的70%。因此,根據需求匹配氣流將推動節能。帶有變速驅動器 (VSD) 的鼓風機可以自動調整其輸出以滿足需求。在具有多個鼓風機的系統中,另一種方法是根據需求的變化簡單地打開或關閉單個鼓風機。

       資本成本較低的舊技術(例如羅茨鼓風機)通常缺乏更復雜技術(例如螺桿鼓風機)的能源效率。但螺桿機的額外資本成本以較低的能源成本回報,有時在幾個月內。更重要的是,隨著運營商尋求在不擴大占地面積的情況下擴大容量,WWT儲罐深度不斷增加,螺桿鼓風機和低壓螺桿壓縮機可以提供更大的O2傳輸和更大的節能。

       05 冗余

       WWT中的曝氣水平通常比自然發生的曝氣水平高5到7倍。如果一個系統突然沒有那么高的氧氣含量,蟲子會很快開始死亡。WWT系統可能需要數天或數周才能達到平衡,因此系統運營商不能承擔這種風險。因此,WWT系統通常有多個鼓風機,以提供一定程度的冗余,以便在鼓風機需要維護或維修的情況下繼續處理。

       系統通常會設置成最大流量,并保留一臺機器,因此總是考慮到冗余。有時鼓風機連接到不同的能源,因此如果一個系統斷電,另一個系統可能仍然有電。一些運營商采用負載平衡策略,使用控制器或在主要/次要/冗余角色之間手動切換。

       這有助于確保每臺鼓風機的運行小時數、維護和生命周期相同。遠程監控系統(例如采用蜂窩連接的阿特拉斯·科普柯的SMARTLINK系統)可讓系統操作員隨時隨地了解鼓風機的運行狀態。

       06 費用

       通常,系統更換需要單獨、按順序脫機,并使用備用鼓風機,以最大限度地降低技術敏感過程的風險。然而,通過用現代變速驅動旋轉螺桿鼓風機取代傳統的曝氣工藝葉輪鼓風機,工廠可以實現連續、不間斷的運行,減少維護計劃,最多可節省30%的能源成本——此外,還有通過優化進一步節省能源的潛力控制系統。

       以蘇格蘭水務公司的Nigg污水處理廠為例。工廠原來的19臺四種尺寸的鼓風機減少到17臺類似尺寸的阿特拉斯·科普柯ZSVSD螺桿鼓風機。它包含了11臺ZS30機器和6臺ZS160裝置,所有這些裝置都具有內置逆變器驅動器和阿特拉斯·科普柯Mk5控制和調節系統,可在各種條件下最大限度地提高性能。

       鼓風機單元數量的減少使每臺鼓風機的容量和廣泛的調節功能成為可能,以滿足工藝需求。ZS機器可以在顯著降低的負載下運行,同時提供與之前19臺設備相同或更大的空氣量。

       截至目前,該網站報告稱,曝氣可節省約25%的能源,并有可能通過DO(溶解氧)控制過程優化進一步節省能源。ZSVSD螺桿鼓風機的調節能力和卓越的內部空氣壓縮使這成為可能。

       07 WWT中的鼓風機其它應用

       WWT 系統中鼓風機的其他應用包括:

       過濾器反沖洗(水處理中常見)

       膜沖刷(膜促進細菌生長,空氣/氣泡清除表面以免膜堵塞)

       生物噴射(用于處理石油、天然氣和化工廠中的廢物)

       過程氧化(需要O2來分解非生物廢物的工業過程)



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