Повітродувка радянських часів, що обслуговує очисні споруди. Повітродувки у системах аерації води. Повітродувки для аерації стічних вод

Повітродувки для очисних споруд застосовуються для проведення двох технологічних процесів:

  • Для проведення аерації. Процес аерації є форсованим насиченням. стічних водповітрям для стимулювання розмноження аеробних бактерій Ці корисні бактерії розкладають біомасу, що міститься у воді, метан і діоксид вуглецю. Такий процес відбувається на всіх великих спорудах у Росії. Залежно від обсягу стоків, що надходять, інтенсивність аерації змінюється регулюванням продуктивності повітродувок.
  • Видалення біогазу, що утворюється в результаті розкладання бактеріями органічних речовин, що містяться у стічних водах. Біогаз, що складається з метану та діоксиду вуглецю, відкачується повітродувкою з цистерн і доставляється споживачеві.

Для вирішення поставлених завдань АТ «ЦЕПРИКОН» пропонує два типи повітродувок для очисних споруд: роторні та гвинтові. З їх допомогою ви зможете вирішити всі поставлені завдання у найкоротший термін. Співробітники нашої компанії можуть підібрати повітродувки для очисних споруд безпосередньо за технічним завданням клієнтів.

Технічні характеристики

Модульне виконання

В окремих випадках, коли замовники не мають окремого приміщення для установки повітродувок, наша компанія пропонує вирішити це завдання змонтувавши обладнання в блок-контейнери. У цьому випадку ви отримуєте автономно працюючу компресорну станцію з вироблення стисненого повітря низького тискуповністю готова до експлуатації. Усі системи монтуються усередині контейнера. Для запуску станції необхідно лише підвести електрику та вивести мережу подачі повітря до загального колектора.

Як замовити обладнання

Якщо вам необхідна повітродувка для очисних споруд, і ви готові купити, наша компанія має можливість поставити його Вам на вигідних умовах. АТ «ЦЕПРИКОН» є постачальником даного обладнаннябіля РФ. Співробітники нашої компанії правильно підберуть Вам потрібне обладнання, яке повністю відповідатиме вашому технічному завданню. Крім цього ми готові провести монтаж, пуско-налагоджувальні роботита успішно запустити обладнання в експлуатацію на території Замовника. За додатковим договором наші сервісні інженери проведуть післяпродажне сервісне обслуговуваннякомпресорів протягом усього терміну експлуатації.

Ю.В. Горнів ( Генеральний директорТОВ «Вістарос»)

Досить відомим є той факт, що від 60 до 75 відсотків енергоспоживання каналізаційних очисних споруд (КОС) міст та великих промислових підприємств припадають на подачу повітря до системи аерації. У статті розглядаються питання можливої ​​економії енергоспоживання у системі аерації з допомогою застосування енергоефективних елементів системи.

Резерви економії енергоспоживання у системі аерації КОС величезні, можуть становити 70% і більше. Розглянемо основні елементи даної системи, які впливають на енергоспоживання. Якщо опустити такі питання, як необхідність підтримання у хорошому робочому стані трубопроводів подачі повітря тощо, то до них належать:

  1. Наявність первинних відстійників на КОС, які дозволяють знизити Біологічну Потребу в Киснях (БПК) та Хімічну Потребу у Киснях (ХПК) стоків на вході аеротенків. Як правило, первинні відстійники вже присутні на більшості великих КОС.
  2. Впровадження процесу нітрифікації-денитрифікації, що дозволяє збільшити кількість розчиненого кисню у активному зворотному мулі. Цей процес дедалі ширше впроваджується під час будівництва та реконструкції КОС.
  3. Своєчасне обслуговування та заміна аераторів.
  4. Застосування керованих повітродувок оптимальної потужності, використання єдиної системиуправління для всіх повітродувок.
  5. Застосування спеціалізованих керованих клапанів у системі розподілу повітря за аеротенками.
  6. Введення системи управління кожним клапаном та всіма клапанами за даними з датчиків розчиненого кисню, встановлених у басейнах аерації.
  7. Застосування витратомірів повітря для стабілізації процесу розподілу повітря та оптимізації уставки по мінімального рівнярозчиненого кисню для системи керування клапанами.
  8. Введення в систему управління додаткового зворотного зв'язку по датчику амонію на виході з аеротенків (застосовується у певних випадках).

Перші два пункти (первинні відстійники та використання нітрифікації-денитрифікації) відносяться переважно до питань капітального будівництва на КОС і в цій статті докладно не розглядаються. Нижче розглядаються питання запровадження сучасних високотехнологічних модулів і систем, що дозволяють досягти суттєвого скорочення споживання електроенергії на КОС. Дані модулі та системи можуть впроваджуватись як паралельно з рішенням перших двох пунктів, так і незалежно від них.

Основним споживачем електроенергії у системі подачі повітря для аерації є повітродувки. Їх правильний вибірє основою енергозбереження. Без цього решта елементів системи не дадуть потрібного ефекту. Проте ми почнемо не з повітродувок, а слідуватимемо тому порядку, в якому необхідно проводити підбір всіх модулів.

Аератори

Однією з основних характеристик аераторів є питома ефективність розчинення кисню, яка вимірюється у відсотках на один метр глибини занурення аераторів. Для сучасних нових аераторів це значення становить 6% і навіть 9%, для старих аераторів може становити 2% і нижче. Конструкція аераторів і матеріали, що застосовуються, визначають термін їх експлуатації без втрати ефективності, який для сучасних системстановить від 6 до 10 років та більше. Вибір конструкції, кількості та розташування аераторів здійснюється за такими параметрами, як БПК і ГПК стоків на вході в систему аерації, за обсягом стоків, що надходять, в одиницю часу і по конструкції аеротенків. Якщо ми маємо справу з реконструкцією КОС з дуже старими аераторами, що знаходяться в поганому стані, то в деяких випадках тільки заміна аераторів та встановлення відповідних новим аераторам повітродувок дозволить скоротити енергоспоживання на 60-70%!

Повітродувки

Як сказано вище, повітродувки є основним елементом, що забезпечує економію споживаної електроенергії. Решта елементів дозволяє скоротити потребу в подачі повітря або знизити опір повітряному потоку. Але якщо при цьому залишити старе некероване повітродувку з низьким ККД – економії не буде. Якщо на станції аерації використовується кілька некерованих повітродувок, то, теоретично, оптимізувавши інші елементи системи і домігшись зниження потреби в подачі повітря, можна вивести з експлуатації і перевести в резерв кілька повітродувок з числа раніше задіяних і, таким чином, домогтися зниження енергоспоживання. Можна також намагатися компенсувати добові коливання потреби системи аерації в кисні шляхом просто увімкнення або відключення резервного повітродувки.

Проте значно ефективнішим є застосування керованої повітродувки, точніше, блоку з кількох керованих компресорів. Це дозволяє забезпечити подачу повітря у точній відповідності до потреби, яка суттєво змінюється протягом доби, а також змінюється залежно від сезону та інших факторів. Звичайна постійна подача повітря некерованими повітродувками завжди є надмірною і призводить до перевитрати електроенергії, а в деяких випадках і до порушення технологічного процесунітрифікації-денитрифікації через надлишок кисню в аеротенках. При цьому недолік подачі повітря призводить до перевищення забруднюючих речовин у стоку на виході КОС гранично допустимих концентрацій (ГДК), що неприпустимо.

Точне управління подачею повітря при постійному контролі рівня розчиненого кисню в аеротенках (а в деяких випадках – і при постійному автоматичному контролі концентрації амонію та інших забруднюючих речовин у стоку на виході з аеротенків) забезпечує оптимальний рівень енергоспоживання за умови гарантованої відповідності очищених стоків існуючим нормативам.

Необхідність наявності декількох повітродувок в блоці (наприклад, двох великих і двох маленьких) пов'язана з тим, що діапазон регулювання повітряного компресора дуже обмежений. Він перебуває у межах, у разі, від 35% до 100% потужності, частіше від 45% до 100%. Тому одна керована повітродувка далеко не завжди може забезпечити оптимальну подачу повітря з урахуванням добових та сезонних змін потреби. На сьогодні найбільш відомими є три типи повітродувок: роторні, гвинтові та турбо.

Вибір потрібного типу повітродувки проводиться в основному за такими параметрами:

- максимальна та номінальна потреба подачі повітря – залежить від параметрів встановлених аераторів, які у свою чергу вибираються виходячи з їх ефективності та з потреби всієї системи аерації в розчиненому кисні, як було описано вище;

- Необхідне максимальне надлишковий тискна виході повітродувки визначається максимально можливою глибиною стоків басейну аерації, точніше глибиною розташування аераторів, а також втратами тиску при проходженні повітря по трубопроводу і через всі елементи системи, такі, як засувки та ін.

Як правило в кожній керованій повітродувці є свій блок управління, також важливо наявність загального блоку управління всіма повітродувками, що забезпечує оптимальний режим їх експлуатації. Управління здебільшого здійснюється за тиском на виході блоку повітродувок.

Керовані повітряні клапани

Якщо в системі одна повітродувка (або блок повітродувок) подає повітря тільки в один басейн аерації, можна працювати без повітряних клапанів. Але, як правило, на станціях аерації блок повітродувок подає повітря для кількох аеротенків. В цьому випадку необхідні повітряні клапани на вході в кожен аеротенк для регулювання розподілу повітряного потоку. Додатково клапани можуть використовуватися на трубах, що розподіляють подачу повітря в різні зони одного аеротенку. Раніше для цілей використовувалися поворотні заслінки, керовані вручну. Однак для ефективного управліннясистемою аерації необхідно використовувати дистанційно керовані клапани.

До важливих характеристик керованих клапанів відносяться:

  1. Лінійність показники управління, тобто. ступінь відповідність зміни положення приводу клапана (актуатора) зміни повітряного потоку через клапан у всьому діапазоні управління.
  2. Похибка та повторюваність відпрацювання приводом клапана заданої уставки повітряним потоком. Визначається якістю клапана (лінійністю характеристики управління), приводу та системи управління приводом.
  3. Падіння тиску на клапані в робочому діапазоні розкриття.

Падіння тиску на поворотних заслінках при частковому відкритті може бути значним і досягати 160-190 мбар, що призводить до великих додаткових енерговитрат.

Якщо в системі використовуються навіть найвищі якості, але універсальні клапани (призначені як для води, так і для повітря), то падіння тиску на таких клапанах в робочому діапазоні розкриття (40-70%) зазвичай становить 60-90 мбар. Проста заміна такого клапана на спеціалізований повітряний клапан VACOMASS elliptic призведе до додаткової економії щонайменше 10% електроенергії! Це пов'язано з тим, що падіння тиску на VACOMASS elliptic у всьому робочому діапазоні не перевищує 10-12 мбар. Ще більшого ефекту можна досягти при використанні клапанів VACOMASS jet, для яких падіння тиску в робочому діапазоні не перевищує 5-6 мбар.

Керовані спеціалізовані повітряні клапани

VACOMASSфірмиBinder GmbH, Німеччина.

Часто у місці встановлення керованого клапана роблять звуження трубопроводу для застосування клапана оптимального типорозміру. Так як звуження і розширення виконується у вигляді труби Вентурі, це не призводить до будь-якого істотного додаткового перепаду тиску на ділянці з клапаном. У той же час клапан меншого діаметра працює в оптимальному діапазоні відкриття, що забезпечує лінійність керування та мінімізацію перепаду тиску на самому клапані.

Датчики розчиненого кисню та система управління клапанами

БА1 - басейн аерації 1; БА2 - басейн аерації 2;

ПЛК - програмно-логічний контролер;

БВ - блок повітродувок;

F – витратомір повітря; Р – датчик тиску;

О2 – датчик розчиненого кисню

М – привід (актуатор) повітряного клапана

СУЗ – система керування засувкою (клапаном)

СУВ – система управління повітродувками

На малюнку представлено найбільш поширену схему управління процесом подачі повітря для декількох басейнів аерації. Якість очищення стоку в аеротенках визначається наявністю потрібної кількості розчиненого кисню. Тому за основну контрольовану величину зазвичай приймають концентрацію розчиненого кисню [мг/літр]. Один або кілька датчиків розчиненого кисню встановлюють у кожен аеротенк. У системі управління задається уставка (встановлене середнє значення) концентрації кисню, з таким розрахунком, щоб мінімальна фактична концентрація кисню гарантовано забезпечувала низьку концентрацію шкідливих речовин (наприклад, амонію) у стоках на виході з системи аерації - в межах ГДК. Якщо об'єм стоків, що надходить, в той чи інший аеротенк зменшується (або зменшується його БПК і ГПК), то зменшується і потреба в кисні. Відповідно, кількість розчиненого кисню в аеротенці стає вище уставки і, за сигналом від датчика кисню, система управління засувками (СУЗ) зменшує розкриття відповідного повітряного клапана, що призводить до зменшення подачі повітря в аеротенк. Одночасно це призводить до збільшення тиску Р на виході блоку повітродувок. Сигнал від датчика тиску надходить на систему керування повітродувками (СУВ), яка зменшує подачу повітря. В результаті енергоспоживання повітродувок знижується.

Необхідно відзначити, що для вирішення задачі енергозбереження дуже важлива добре продумана оптимальна уставка заданої мінімальної концентрації розчиненого кисню в СУЗ.

Не менш важлива правильна та обґрунтована уставка заданого тиску Р на виході блоку повітродувок.

Витратоміри повітря

Основне завдання витратомірів повітря в системі аерації з погляду енергозбереження – це стабілізація процесу подачі повітря, що дозволяє знизити уставку концентрації розчиненого кисню для управління.

Система подачі повітря від блоку повітродувок в кілька аеротенків є досить складною, з погляду управління. У ній, як у будь-якій пневматичній системі, присутні взаємовплив та запізнення при відпрацюванні керуючих впливів та сигналів від датчиків зворотного зв'язку. Тому фактична концентрація розчиненого кисню постійно коливається біля заданого значення (уставки). Наявність витратомірів повітря та загальної системи керування всіма клапанами дозволяє суттєво знизити час реакції системи та зменшити коливання. Що, у свою чергу, дозволяє знизити уставку, без побоювання перевищити ГДК амонію та інші шкідливі речовини у стоках на виході КОС. З досвіду компанії Binder GmbH введення в систему управління даних від витратомірів дозволяє отримати додаткову економію електроенергії близько 10%.

Крім того, якщо на КОС йде процес поетапної реконструкції системи аерації, при якому спочатку встановлюють аератори, клапани, систему керування клапанами та витратоміри повітря при збереженні старого повітродувки, а потім переходять до вибору нових керованих повітродувок, то дані щодо фактичної витрати повітря допоможуть зробити оптимальний вибір повітродувок, що призводить до суттєвої економії при їх закупівлі та експлуатації.

Відмінною особливістю витратомірів VACOMASS фірми Binder GmbH є їхня можливість працювати на коротких прямих ділянках «до» та «після» за рахунок спеціальних технологічних рішень, а також встановлюватися безпосередньо в блоці клапанів VACOMASS.

Датчик амонію

Датчик концентрації амонію може встановлюватися в каналі на виході стоків із системи аеротенків для контролю якості очищення. Крім того, введення показань від датчика амонію в систему керування дозволяє додатково стабілізувати систему та отримати додаткову економію електроенергії за рахунок подальшого зниження уставки концентрації розчиненого кисню.

Приклад організації системи управління подачею повітря в аеротенки із зворотним зв'язком по датчику розчиненого кисню (DO) та амонію (NH4).

Повітродувки або компресора низького тиску широко використовуються в хімічній, металургійній, харчовій та добувній промисловості, а також в аерації стічних вод, виробництві. будівельних матеріалівта на залізниці.
Компанія «Спецбудмашина» виробляє повітродувки серії ВР (повітродувки роторні), на базі нагнітачів найкращих світових виробників, таких, як компанії Tuthill
Vacuum & Blower Systems (США); Dresser Roots (США, Англія), Aerzener Maschinenfabrik GmbH (Німеччина). Всі нагнітачі, що використовуються, мають сертифікат ISO 9001. Повітродувки серії ВР виробництва компанії «Спецбудмашина» мають високий ККД, надійні та безвідмовні в роботі протягом тривалого терміну експлуатації.

При роботі із Замовником інженери нашої компанії ретельно та скрупульозно вивчають та аналізують отриману технічну інформаціюта пропонують обладнання високої якостіза оптимальною ціною.

Застосування якісних імпортних нагнітачів з низькими шумовими характеристиками дозволяють використовувати повітродувки серії ВР безпосередньо в виробничих приміщеннях. Для додаткового захисту від впливу шумового випромінювання компанія «Спецбудмашина» виробляє та постачає в комплекті з повітродувками серії ВР, шумозахисні кожухи двох модифікуючих ШК ССМ та ШК «Стрибог» ССМ з інтегрованою шафою управління повітродувкою ШУВ ССМ.

Шумкожух ШК ССМ спроектований таким чином, щоб відкриття мінімальної кількості панелей дозволяло забезпечити найкраще обслуговування вузлів та механізмів повітродувки.

Конструкція повітродувок ВР дозволяє здійснювати легкий та безперешкодний доступ до основних вузлів, що підлягають періодичній заміні або обслуговуванню: ременям, заливним пробкам нагнітача, комутаційної коробки електродвигуна, знімної кришки повітряного фільтра тощо.

Повітродувки серії ВР оснащені віброопорами. Існує можливість простого та швидкого монтажу віброопор на бетонний фундамент виробничого приміщення.

Для автоматизації роботи обладнання компанія Спецбудмашина виробляє різні шафиуправління повітродувками ШУВ ЗТ ССМ (зірка-трикутник), ШУВ ПлП ССМ (шафа управління повітродувкою з плавним пуском), ШУВ ПП ССМ (шафа управління повітродувкою з частотним приводом) та ін. використовуючи для цього комплектуючі таких відомих світових виробників, як Siemens, Mitsubishi та ін.

Зусиллями конструкторів компанії «Спецбудмашина» вдалося спроектувати повітродувки серії ВР, що гармонійно поєднують у собі якість, компактність та можливість встановлення приводних електродвигунів різних фірм на одну базу.

Масо-габаритні характеристики повітродувок серії ВР порівнянні з зарубіжними аналогами. При установці повітродувок серії ВР заощаджуються значні виробничі площі та підвищується зручність технічне обслуговуванняобладнання.

У разі відсутності у Замовника приміщень для установки обладнання компанія «Спецбудмашина» виготовляє та встановлює повітродувки в блок контейнери типу «Північ» з різним ступенем автоматизації та проводить сервісні та пуско-налодочні роботи.

Повітродувки виробництва компанії «Спецбудмашина» проходять суворий контроль якості та обов'язкову сертифікацію, що дозволяє нашій продукції конкурувати з багатьма світовими виробниками компресорів низького тиску, таких як GE Roots, Vienybe, LUTOS, Robuschi, Kaeser Compressors, Hibon, Atlas Copco, Aerze.

Air Blowers for Aeration in Wastewater Treatment

Keywords: biological treatment, air blowers, aeration

Biological treatment today is one of the most environment-friendly methods of treatment of industrial and municipal wastewater. Прихильність тропованої води з оксигеном є ринковою умовою для ефективного аероbic біологічного процесу. Це реалізується з повітряними blowers, створеними для композиції і розведення повітря, і для створення vacum.

Опис:

Повітродувки для аерації при очищенні стічних вод

Біологічна очистка нині одна із найбільш екологічних методів водоочищення як промислових, і побутових стічних вод. Для ефективного перебігу процесу аеробної біологічного очищенняобов'язковою умовою є насичення очищуваних вод киснем. Для цього використовуються повітродувки, призначені для стиснення та нагнітання повітря, а також для створення вакууму.

При виборі обладнання для очисних споруд повітродувкам приділяють особливу увагу. Витрата повітря, необхідний для очищення стічних вод, залежить від потреби процесу в кисні, необхідної ефективності видалення забруднюючих речовин, а також від технології очищення, що використовується. Необхідна кількістьповітря, що подається при проведенні очищення в аеротенках, залежить від складу і температури стічних вод, геометричних характеристик аеротенків, типу використовуваних аераторів.

Розрахунковий робочий тиск, який повинні створювати повітродувки, слід приймати виходячи з глибини розташування аераторів в аеротенках і втрат напору в повітропостачальній мережі та самих аераторах.

Діапазон необхідної продуктивності повітродувки, залежно від заданих умов, може значно відрізнятися і складати від кількох кубічних метрів повітря до десятків тисяч. У той же час, незалежно від типорозміру, повітродувки, що застосовуються для аерації стічних вод, повинні відповідати таким вимогам.

1. Аерація є одним із найбільш енерговитратних процесів. До 70% енергії на очисних спорудах витрачається системами аерації. Відповідно, однією з найважливіших вимог є висока енергоефективність повітродувок, що використовуються. Згідно з вимогами нормативних документівнеобхідно розглядати можливість утилізації тепла стисненого повітря потреб станції очищення стічних вод. Рекомендується використовувати повітродувне обладнання, що дозволяє здійснювати регулювання витрати повітря, що подається. Це пов'язано з добовою та сезонною нерівномірністю припливу стічних вод, а також зі зміною температури стічних вод, так і температури повітря, що надходить до повітродувок. При використанні технологій біологічного видалення азоту та фосфору рекомендується передбачати гнучке або ступінчасте керування системою подачі повітря в аеротенки із застосуванням засобів автоматизації.

2. Повітродувки повинні мати мінімальний вплив на екологію довкілля. Клас чистоти стисненого повітря регламентується згідно з ДСТУ ISO 8573-1-2016 «Стиснене повітря. Частина 1. Забруднення та класи чистоти», який ідентичний міжнародному стандарту ISO 8573–1:2010* «Стисне повітря. Частина 1. Забруднення та чистоти» (ІSO 8573–1:2010). В даний час рекомендуються до використання безмасляні повітродувки. Відсутність олії благотворно впливає на підтримку життєдіяльності бактерій та мікроорганізмів при обробці осаду стічних вод, повітря яких не містить частинок олії. Особливо неприйнятним є вміст повітря в тому випадку, якщо вода після очищення повинна бути повторно використана.

3. Повітродувка повинна працювати максимально безшумно, оскільки підвищений рівень шуму негативно впливає на персонал, який займається експлуатацією обладнання очисних споруд.

4. Повітродувка повинна бути розрахована на умови експлуатації, тобто бути стійкою до корозії, перепадів температур та впливу атмосферних опадів.

5. Повітродувки повинні відрізнятися простотою в експлуатації.