Šiuolaikinis nuotekų valymas vis labiau priklauso nuo kontroliuojamo deguonies tiekimo. Nesvarbu, ar taikoma komunalinių nuotekų valymas, pramoninių nuotekų valymas, akvakultūros nuotekų tvarkymas, maisto perdirbimo nuotekų valymas ar didelio stiprumo organinės nuotekos, biologinis valymas priklauso nuo mikroorganizmų, kuriems teršalams paversti stabilesniais junginiais reikalingas deguonis.

Įprastuose valymo įrenginiuose deguonis dažniausiai įvedamas per mechanines aeracijos sistemas, naudojant aplinkos orą. Tačiau ore yra tik apie 21% deguonies, o tai riboja biologiniam procesui prieinamą deguonies koncentraciją. Didėjant nuotekų apkrovai, o valymo sistemoms tampant kompaktiškesnėms, efektyvesnėms ir automatizuotoms, valymo operatoriams reikia labiau kontroliuoti deguonies perdavimą, o ne tiesiog didinti orapūtės pajėgumą.

Čia PSA deguonies gamyba tampa svarbi.

A PSA deguonies generatoriusgamina deguonį vietoje, atskirdamas deguonį nuo suspausto oro per slėgio svyravimo adsorbciją. Vietoj to, kad visiškai priklausytų nuo deguonies balionų arba skysto deguonies tūrio, PSA sistema gali tiekti nuolatinį deguonies srautą tiesiai į nuotekų valymo procesą.

Šiuolaikiniams nuotekų įrenginiams PSA deguonies vertė yra ne tik jo deguonies grynumas. Jo svarba kyla dėl derinionuolatinis tiekimas, kontroliuojama deguonies koncentracija, proceso stabilumas, decentralizuota gamyba ir suderinamumas su didelio efektyvumo deguonies perdavimo sistemomis.

Kodėl deguonis yra labai svarbus valant nuotekas

Daugelis nuotekų valymo procesų priklauso nuo aerobinių mikroorganizmų.

Organiniai junginiai, amoniakas ir kiti biologiškai skaidūs teršalai negali būti efektyviai pašalinami, jei biologinė sistema negauna pakankamai deguonies. Pavyzdžiui, aktyviojo dumblo procese mikroorganizmai sunaudoja ištirpusį deguonį metabolizuodami organines medžiagas.

Supaprastinta aerobinė oksidacijos reakcija gali būti pavaizduota taip:

Organinės medžiagos + O₂ → CO₂ + H₂O + nauja biomasė

Nitrifikacijai deguonis taip pat reikalingas, kad amoniaką paverstų nitritu, o vėliau nitratu:

NH4⁺ → NO₂⁻ → NO3⁻

Šios reakcijos tiesiogiai susieja deguonies prieinamumą su gydymo efektyvumu.

Jei biologinis reaktorius negauna pakankamai deguonies, gali kilti keletas problemų:

Sumažėja organinių medžiagų pašalinimas.

Amoniako oksidacija tampa nepilna.

Ištirpusio deguonies koncentracija mažėja.

Mikrobų veikla tampa nestabili.

Dumblo savybės gali pablogėti.

Gali padidėti kvapas ir neapdoroti teršalai.

Valymo įrenginys gali nesugebėti išlaikyti reikiamos nuotekų kokybės.

Todėl deguonis nėra tik pagalbinė priemonė aerobinio nuotekų valymo įrenginiuose. Tai yra aproceso įvestis.

Iššūkis yra tas, kad deguonies poreikis nėra pastovus.

Nuotekų srautas, ChDS koncentracija, amoniako apkrova, temperatūra, biomasės koncentracija, dumblo amžius ir biologinis aktyvumas gali pakeisti deguonies poreikį. Todėl valymo įrenginiui reikia deguonies tiekimo sistemos, kuri galėtų reaguoti į besikeičiančias proceso sąlygas.

Atmosferos oro aeracijos apribojimas

Tradiciniai nuotekų valymo įrenginiai paprastai naudoja orapūtes, kad atmosferos oras būtų tiekiamas į aeracijos rezervuarus.

Kadangi atmosferos ore yra apie 21% deguonies, reikia perkelti didelį oro kiekį, kad į nuotekas būtų patekęs pakankamai deguonies.

Pavyzdžiui, jei biologiniam reaktoriui reikalingas didelis deguonies perdavimo greitis, gamykloje gali reikėti padidinti:

pūstuvo talpa;

oro srautas;

difuzoriaus tankis;

aeracijos slėgis;

vamzdyno skersmuo;

arba darbo valandas.

Tačiau vien tik padidinus oro kiekį ne visada proporcingai pagerėja deguonies perdavimas.

Deguonies perdavimo procesas priklauso nuo kelių veiksnių, įskaitant:

deguonies koncentracija dujų fazėje;

burbulo dydis;

nuotekų temperatūra;

ištirpusio deguonies koncentracija;

hidrostatinis slėgis;

difuzoriaus efektyvumas;

reaktoriaus gylis;

nuotekų charakteristikos;

ir masės perdavimo sąlygos.

Tai sukuria svarbią inžinerinę problemą.

Valymo įrenginys gali perkelti labai didelį oro kiekį, pernešdamas į vandenį tik santykinai ribotą deguonies kiekį.

PSA deguonis keičia šią būklę padidindamas deguonies koncentraciją dujose, tiekiamose į aeracijos sistemą.

Kas yra PSA deguonis?

PSA reiškiaSlėgio svyravimo adsorbcija.

PSA deguonies generatorius atskiria deguonį nuo suspausto oro, naudodamas adsorbuojančią medžiagą, paprastai molekulinį sietą.

Pagrindiniame tiekiamo oro sudėtyje yra keletas pagrindinių komponentų, įskaitant azotą ir deguonį. Molekulinis sietas pirmiausia adsorbuoja azotą esant slėgiui, leisdamas prasiskverbti deguonies turtingoms dujoms.

Įprastą PSA deguonies susidarymo ciklą sudaro keli etapai:

Suslėgtas oras patenka į adsorbcijos indą.

Azotą pirmiausia adsorbuoja molekulinis sietas.

Iš indo išeina deguonies prisodrintos dujos.

Adsorbcijos inde yra sumažintas slėgis.

Išsiskiria adsorbuotas azotas.

Molekulinis sietas yra regeneruojamas.

Antrasis indas perima adsorbciją.

Ciklas tęsiasi automatiškai.

Du ar daugiau adsorbcijos indų paprastai veikia pakaitomis.

Kol vienas indas gamina deguonį, kitas indas atsinaujina. Šis ciklinis veikimas leidžia sistemai tiekti santykinai nenutrūkstamą deguonies srautą.

Tiksli deguonies koncentracija priklauso nuo PSA sistemos konstrukcijos, adsorbento charakteristikų, darbinio slėgio, srauto greičio ir reikalingo naudojimo.

Nuotekų valymui svarbu tai, kad PSA suteikiadeguonimi prisodrintas dujas pagal poreikį, o ne vien atmosferos oru.

Kaip PSA deguonis pagerina biologinį gydymą

Pagrindinis inžinerinis deguonies sodrinimo privalumas yra tas, kad dujose, patenkančiose į biologinį reaktorių, deguonies koncentracija yra didesnė nei įprastame atmosferos ore.

Tai gali pagerinti deguonies perdavimo iš dujų fazės į nuotekas varomąją jėgą.

Deguonies perdavimo greitis gali būti išreikštas taip:

OTR=kLa × (C* – CL)

Kur:

OTR= deguonies perdavimo greitis;

kLa= bendras deguonies perdavimo koeficientas;

C*= prisotinimas ištirpusio deguonies koncentracija;

CL= faktinė ištirpusio deguonies koncentracija skystyje.

Padidinus deguonies koncentraciją tiekiamose dujose, gali padidėti efektyvi deguonies koncentracija, kurią galima perduoti.

Tai ypač naudinga, kai biologinis reaktorius turi:

didelė organinė apkrova;

didelis amoniako kiekis;

didelė mišrių skysčių koncentracija;

ribotas reaktoriaus tūris;

gilios aeracijos talpyklos;

deguonies perdavimo apribojimai;

arba griežti reikalavimai nuotekoms.

Užuot išsprendę deguonies trūkumą tik didindami oro kiekį, valymo įrenginiai gali padidintitiekiamų dujų deguonies koncentracija.

Tai iš esmės skirtingas požiūris į aeracijos optimizavimą.

PSA deguonies ir aktyviojo dumblo sistemos

Aktyvusis dumblas išlieka viena plačiausiai naudojamų biologinio nuotekų valymo technologijų.

Procesas paprastai susideda iš vėdinimo baseino, po kurio seka kieto ir skysčio atskyrimas.

Aeracijos baseino viduje mikroorganizmai sunaudoja organinius teršalus, o deguonis tiekiamas per difuzorius ar kitus aeravimo įrenginius.

Deguonies poreikis gali labai padidėti, kai įtekančiose nuotekose yra didelės koncentracijos biologiškai skaidžių organinių medžiagų.

Pavyzdžiui, nuotekos iš:

maisto perdirbimas;

gėrimų gamyba;

skerdyklos;

popieriaus gamyba;

farmacijos gamyba;

tekstilės apdirbimas;

chemijos pramonė;

gali turėti žymiai didesnę organinę apkrovą nei įprastos buitinės nuotekos.

Kai deguonies poreikis viršija efektyvų aeracijos sistemos perdavimo pajėgumą, įrenginys turi padidinti aeracijos intensyvumą.

PSA deguonis gali papildyti arba pakeisti dalį atmosferos oro tiekimo.

Priklausomai nuo sistemos konstrukcijos, deguonies turtingos dujos gali būti įvedamos per esamus arba tam skirtus difuzorius. Kadangi dujose yra didesnė deguonies koncentracija, biologinis reaktorius gali pasiekti reikiamą deguonies pernešimą su mažesniu dujų kiekiu.

Tai ypač vertinga, kai esamas aeracijos bakas turi ribotą fizinę erdvę.

PSA deguonis amoniako pašalinimui ir nitrifikacijai

Azoto šalinimas yra vienas sudėtingiausių biologinių procesų valant nuotekas.

Nitrifikuojančioms bakterijoms reikia deguonies, kad oksiduotų amoniaką.

Bendrą nitrifikacijos reakciją galima supaprastinti taip:

NH4⁺ + O2 → NO3⁻ + H⁺ + H2O

Faktinis biocheminis kelias vyksta keliais etapais, tačiau inžinerinis principas yra paprastas:nitrifikacijai reikalinga stabili aerobinė aplinka.

Kai ištirpusio deguonies nebepakanka, nitrifikacijos efektyvumas gali pablogėti.

Tai gali tapti problema nuotekose, kuriose yra didelė amoniako koncentracija, ypač kai valymo įrenginiai veikia:

didelė azoto apkrova;

žemos temperatūros sąlygos;

didelė biomasės koncentracija;

ilgas dumblo sulaikymo laikas;

arba griežtas amoniako išmetimo ribas.

PSA deguonis gali būti labiau koncentruotas deguonies šaltinis nitrifikacijos etape.

Užuot neribotą laiką padidinę orapūtės oro srautą, operatoriai gali naudoti deguonies sodrinimą, kad padidintų deguonies prieinamumą biologiniame reaktoriuje.

Dėl to PSA deguonis ypač svarbus nuotekų įrenginiams, kur azoto pašalinimas yra pagrindinis valymo tikslas.

PSA deguonis MBR nuotekų valyme

Membraniniai bioreaktoriai, paprastai žinomi kaip MBR sistemos, derina biologinį apdorojimą su membranų atskyrimu.

Palyginti su įprastomis aktyviojo dumblo sistemomis, MBR gali veikti esant didesnei biomasės koncentracijai ir mažesniam reaktoriaus plotui.

Tačiau didelė biomasės koncentracija taip pat sukuria didesnį deguonies poreikį reaktoriaus tūrio vienetui.

Biologinis reaktorius turi palaikyti pakankamai deguonies mikrobų metabolizmui, o membranos sistema veikia kontroliuojamomis sąlygomis.

Todėl deguonies tiekimas tampa svarbiu projektavimo parametru.

PSA deguonis gali būti integruotas į MBR aeravimo sistemas, kad būtų tiekiamos deguonimi praturtintos dujos ten, kur įprasta oro aeracija negali veiksmingai patenkinti proceso poreikio.

Paraiška gali apimti:

biologinio reaktoriaus aeracija;

membranos šveitimas;

deguonies praturtinimas;

arba tam skirtos didelio deguonies poreikio zonos.

Konkreti konfigūracija priklauso nuo MBR proceso konstrukcijos.

Kompaktiškiems valymo įrenginiams deguonies sodrinimas gali būti ypač naudingas, nes didėjanti deguonies koncentracija gali suteikti papildomų valymo pajėgumų, nereikalaujant proporcingai didinti oro tvarkymo infrastruktūrą.

PSA deguonis pramoninėms nuotekoms

Pramoninės nuotekos dažnai turi sudėtingesnį deguonies poreikį nei komunalinės nuotekos.

Nuotekų sudėtis gali labai keistis priklausomai nuo gamybos grafikų, žaliavų, valymo ciklų ir gamybos procesų.

Pramonės šakos, kurioms gali prireikti didelio biologinio deguonies poreikio, yra šios:

Maisto perdirbimas

Maisto perdirbimo nuotekose gali būti didelės koncentracijos biologiškai skaidžių organinių junginių, riebalų, baltymų ir angliavandenių.

Todėl aerobiniam gydymui reikia daug deguonies.

Plaušiena ir popierius

Celiuliozės ir popieriaus nuotekose gali būti organinių junginių ir suspenduotų kietųjų dalelių, kurias prieš išleidžiant ar naudojant pakartotinai reikia biologiškai išvalyti.

Vaistų gamyba

Farmacijos nuotekose gali būti sudėtingų organinių junginių ir kintančios teršalų koncentracijos.

Todėl biologinio apdorojimo sąlygos turi būti atidžiai kontroliuojamos.

Tekstilės apdirbimas

Tekstilės nuotekose gali būti organinių medžiagų, dažiklių, aktyviųjų paviršiaus medžiagų ir kitų junginių. Priklausomai nuo proceso konfigūracijos, aerobinis biologinis apdorojimas gali būti didesnės apdorojimo grandinės dalis.

Chemijos gamyba

Cheminės nuotekos gali būti labai įvairios sudėties ir prieš biologinį valymą jas gali prireikti iš anksto apdoroti.

Šiose srityse svarbus stabilus deguonies tiekimas, nes biologinio valymo efektyvumas gali greitai pasikeisti, kai deguonies prieinamumas neatitinka teršalų kiekio.

PSA deguonies ir ištirpusio deguonies kontrolė

Vienas iš svarbiausių šiuolaikinio nuotekų valymo aspektų yra automatinis procesų valdymas.

Tradicinės aeracijos sistemos dažnai kontroliuoja ventiliatoriaus galią pagal ištirpusio deguonies matavimus.

Kai ištirpusio deguonies kiekis nukrenta žemiau tikslinio diapazono, ventiliatoriaus galia padidėja.

Tačiau šis metodas daugiausia keičiasioro kiekis.

PSA deguonies sistema suteikia dar vieną valdymo kintamąjį:deguonies koncentracija.

Gydymo sistema gali reguliuoti:

PSA deguonies srautas;

deguonies ir oro maišymo santykis;

pūstuvo srautas;

ištirpusio deguonies kontrolinė vertė;

aeracijos zona;

ir darbinis slėgis.

Tai sukuria didesnį proceso valdymo lankstumą.

Pavyzdžiui, mažo nuotekų apkrovimo laikotarpiais sistema gali sumažinti deguonies gamybą.

Didėjant organinių medžiagų arba amoniako įkrovai, deguonies gamyba gali būti padidinta, kad būtų išlaikytas reikiamas ištirpusio deguonies lygis.

Ši paklausa pagrįsta operacija ypač tinka automatizuotiems nuotekų valymo įrenginiams.

Kodėl PSA deguonis tinka nutolusiems nuotekų įrenginiams

Ne kiekvienas nuotekų valymo įrenginys turi prieigą prie patikimos deguonies tiekimo infrastruktūros.

Tai ypač svarbu:

nutolusiose pramonės vietose;

kasybos operacijos;

atviroje jūroje esantys įrenginiai;

kaimo valymo įrenginiai;

izoliuotos gamybos patalpos;

decentralizuotos nuotekų sistemos;

ir laikinus apdorojimo įrenginius.

Tradicinius deguonies balionus reikia reguliariai transportuoti ir keisti.

Biriam skystam deguoniui reikia rezervuarų, pristatymo infrastruktūros ir atitinkamų tvarkymo sistemų.

PSA deguonies generatorius turi kitokį požiūrį.

Jame naudojami:

aplinkos oras + suspausto oro sistema + PSA atskyrimas + deguonies tiekimas

Kol sistema turi tinkamą maitinimo šaltinį ir suspausto oro infrastruktūrą, deguonis gali būti gaminamas tiesiogiai apdorojimo vietoje.

Dėl to PSA technologija tinka objektams, kuriuose išorinė deguonies logistika yra nepatogi arba nepatikima.

PSA deguonis prieš deguonies balionus

Deguonies balionai yra praktiški mažo masto arba periodiškai deguonies poreikiams, tačiau jie yra mažiau patogūs, kai valymo įrenginiui reikia nuolatinio deguonies.

Nuotekų valymo sistema gali veikti nepertraukiamai 24 valandas per parą.

Jei deguonies suvartojimas yra didelis, pasikliaujant balionais atsiranda keletas eksploatacinių reikalavimų:

cilindrų saugykla;

reguliarus pristatymas;

cilindro keitimas;

slėgio stebėjimas;

transportavimas;

saugos valdymas;

ir atsargų kontrolę.

PSA deguonies generavimas pašalina priklausomybę nuo nuolatinio cilindro keitimo.

Generatorius gamina deguonį vietoje ir tiekia jį tiesiai į procesą.

Dėl to PSA ypač tinka nuolatiniam biologiniam apdorojimui.

PSA deguonis prieš skystąjį deguonį

Skystas deguonis gali užtikrinti didelę deguonies koncentraciją ir yra plačiai naudojamas didelėse pramonės srityse.

Tačiau skystam deguoniui reikalingas kriogeninis saugojimas ir tinkama tiekimo grandinė.

Priemonei reikia:

kriogeninė laikymo įranga;

garinimo įranga;

pristatymo infrastruktūra;

slėgio reguliavimas;

ir atitinkamas saugos sistemas.

PSA deguonis veikia skirtingai.

Jis gamina deguonį iš suspausto oro naudojimo vietoje.

Nuotekų valymo įrenginiuose, kuriems reikalingas nuolatinis, bet saikingas deguonies tiekimas, vietoje PSA generavimas gali užtikrinti labiau decentralizuotą konfigūraciją.

Tinkama technologija vis tiek priklauso nuo deguonies poreikio, gamyklos masto, aikštelės infrastruktūros, reikalaujamo grynumo, atleidimo reikalavimų ir eksploatavimo sąlygų.

Todėl PSA neturėtų būti traktuojamas kaip universalus kiekvieno deguonies šaltinio pakaitalas.

Jo pagrindinis privalumas yragamybos vietoje su kontroliuojamais gamybos pajėgumais.

Deguonies grynumo svarba

Dažnas nesusipratimas yra tai, kad nuotekų valymui visada reikalingas kuo didesnis deguonies grynumas.

Iš tikrųjų deguonies grynumas turėtų būti parenkamas pagal proceso reikalavimus.

Didesnė deguonies koncentracija gali padidinti deguonies perdavimo varomąją jėgą, tačiau norint pagaminti ypač didelio grynumo deguonį gali prireikti skirtingų įrangos konfigūracijų ir veikimo sąlygų.

Daugelio nuotekų naudojimo inžinerijos tikslas nėra tik:

„Gaukite didžiausią įmanomą deguonies grynumą“.

Tai yra:

„Suteikite pakankamą deguonies perdavimo pajėgumą stabiliam ir kontroliuojamam veikimui“.

Šis skirtumas yra svarbus kuriant PSA deguonies sistemą.

Deguonies generatorius turi būti suderintas su:

reikalingas deguonies srautas;

darbinis slėgis;

deguonies koncentracija;

aeracijos gylis;

difuzoriaus charakteristikos;

nuotekų deguonies poreikis;

ištirpusio deguonies taikinys;

ir kasdienės veiklos profilį.

Tinkamo dydžio sistema yra svarbesnė už didžiausio vardinio deguonies grynumo parinkimą.

Deguonies tiekimo įranga vis dar svarbi

PSA deguonies generatoriaus įrengimas automatiškai negarantuoja didelio deguonies perdavimo efektyvumo.

Žemiau esanti vėdinimo sistema išlieka labai svarbi.

Deguonis turi pereiti iš dujinės fazės į skystąją.

Todėl PSA sistema turėtų būti vertinama kartu su:

smulkių burbuliukų difuzoriai;

deguonies įpurškimo sistemos;

Venturi purkštukai;

statiniai maišytuvai;

supakuoti kolonėlės kontaktoriai;

membraninės aeracijos sistemos;

arba kita dujų ir skysčių perpylimo įranga.

Pavyzdžiui, smulkių burbuliukų difuzoriai generuoja mažesnius burbuliukus, padidindami dujų ir skysčių kontakto plotą.

Gilesnės talpyklos taip pat gali padidinti kontakto laiką ir hidrostatinį slėgį.

Todėl visa sistema turėtų būti vertinama taip:

PSA deguonies generatorius → deguonies vamzdynas → slėgio reguliavimas → dujų paskirstymas → difuzorius/purkštukas → nuotekos → ištirpęs deguonis

Šis sistemos lygmens metodas yra naudingesnis nei vien deguonies generatoriaus įvertinimas.

PSA deguonis dumblo apdorojimui

Aktyvaus dumblo atliekoms taip pat gali prireikti deguonies aerobinio stabilizavimo procesų metu.

Aerobinio dumblo pūdymo metu naudojami mikroorganizmai biologiškai skaidžioms organinėms medžiagoms stabilizuoti deguonies prisotintomis sąlygomis.

Deguonies poreikis priklauso nuo:

dumblo koncentracija;

lakiųjų kietųjų medžiagų kiekis;

temperatūra;

sulaikymo laikas;

biologinis aktyvumas;

ir proceso konfigūracija.

Jei deguonies perdavimas tampa nepakankamas, stabilizavimo efektyvumas gali sumažėti.

PSA deguonis gali būti deguonimi praturtintas dujų srautas aerobinėms dumblo apdorojimo sistemoms, kur naudingas labiau koncentruotas deguonies šaltinis.

Galioja tas pats principas: deguonies prieinamumas turi atitikti biologinį deguonies poreikį.

PSA deguonis pažangiame nuotekų valyme

Šiuolaikinis nuotekų valymas vis daugiau dėmesio skiria ne tik įprastiniam organinių teršalų pašalinimui.

Valymo įmonėms gali tekti spręsti:

amoniakas;

bendras azotas;

Ugniai atsparūs organiniai junginiai;

pramoniniai teršalai;

kvapas;

pakartotinio vandens naudojimo reikalavimai;

ir vis griežtesni išleidimo standartai.

Kadangi gydymo reikalavimai tampa vis griežtesni, biologiniai procesai gali veikti arčiau deguonies perdavimo ribų.

PSA deguonis gali palaikyti šias sistemas padidindamas deguonies prieinamumą, nereikalaujant proporcingai didinti bendrą oro tūrį.

Tai ypač aktualu atnaujinant esamą gamyklą.

Užuot visiškai atstatęs vėdinimo baseiną, operatorius gali ištirti deguonies sodrinimą kaip vieną pajėgumo didinimo strategijos komponentą.

Ar tai techniškai įmanoma, priklauso nuo esamos difuzoriaus sistemos, deguonies poreikio, reaktoriaus geometrijos, dujų paskirstymo sistemos ir hidraulinių sąlygų.

PSA deguonies ir energijos optimizavimas

Aeracija paprastai yra vienas iš pagrindinių energijos suvartojančių biologinio nuotekų valymo procesų.

Pūstuvai sunaudoja elektros energiją dideliam oro kiekiui suspausti ir perkelti.

Jei tą patį deguonies perdavimo poreikį galima pasiekti su mažesniu bendru dujų srautu, oro tvarkymo poreikis gali būti sumažintas.

Tačiau pati PSA deguonies gamyba taip pat sunaudoja energiją, nes tiekiamas oras turi būti suspaustas.

Todėl teisingas inžinerinis palyginimas nėra paprastas:

"PSA naudoja mažiau oro."

Tai turėtų būti:

„Kiek bendros energijos reikia norint perkelti reikiamą deguonies kiekį į nuotekas?

Apskaičiuojant reikėtų atsižvelgti į:

kompresoriaus efektyvumas;

PSA darbinis slėgis;

deguonies atkūrimas;

deguonies grynumas;

difuzoriaus efektyvumas;

deguonies perdavimo efektyvumas;

ventiliatoriaus efektyvumas;

vamzdyno slėgio praradimas;

ir faktinis nuotekų deguonies poreikis.

Todėl PSA deguonies energetinis pranašumas priklauso nuo taikymo srities.

Tinkamai suprojektuota sistema turėtų palyginti visą aeravimo sistemą, o ne vieną atskirą komponentą.

Pagrindiniai PSA deguonies sistemos komponentai nuotekų valymui

Įprastą PSA deguonies generavimo sistemą gali sudaryti keli pagrindiniai komponentai.

Oro kompresorius

Kompresorius tiekia tiekiamą orą, kurio slėgis reikalingas PSA atskyrimo procesui.

Stabili suspausto oro kokybė yra svarbi, nes alyva, vanduo ir užterštumas kietosiomis dalelėmis gali turėti įtakos molekulinio sieto veikimui.

Oro valymo sistema

Išankstinis gydymas gali apimti:

oro filtrai;

alyvos pašalinimas;

vandens atskyrimas;

oro džiovintuvai;

ir kiti valymo komponentai.

Tiksli konfigūracija priklauso nuo kompresoriaus ir PSA konstrukcijos.

PSA adsorbcijos bokštai

Adsorbcijos bokštuose yra molekulinio sieto medžiagos.

Keli bokštai veikia pakaitomis, kad užtikrintų nuolatinę deguonies gamybą.

Deguonies buferio bakas

Deguonies saugykla arba buferinis bakas padeda stabilizuoti slėgį ir srautą tarp PSA gamybos ir deguonies suvartojimo.

Deguonies valdymo sistema

Sistemai stebėti ir reguliuoti galima naudoti srauto matuoklius, slėgio jutiklius, deguonies analizatorius, vožtuvus ir PLC valdiklius.

Deguonies tiekimo vamzdynas

Dujotiekis perneša deguonį iš generatoriaus į aeravimo arba įpurškimo sistemą.

Medžiagos pasirinkimas ir slėgio įvertinimas turi atitikti deguonies aptarnavimo reikalavimus.

Vėdinimo arba įpurškimo sistema

Galiausiai deguonis į nuotekas patenka per difuzorius, purkštukus, maišytuvus ar kitą deguonies pernešimo įrenginį.

Į ką reikėtų atsižvelgti renkantis PSA deguonies įrangą?

Nuotekų valymo įrenginiai neturėtų pasirinkti PSA deguonies generatoriaus tik pagal jo vardinį deguonies gamybos pajėgumą.

Reikėtų įvertinti kelis parametrus.

Deguonies poreikis

Nustatykite tikrąjį deguonies poreikį biologiniam procesui.

Projektuojant reikėtų atsižvelgti į didžiausią, o ne tik vidutinę apkrovą.

Deguonies grynumas

Pasirinkite reikiamą deguonies koncentraciją pagal biologinius ir masės perdavimo reikalavimus.

Darbinis slėgis

Reikalingas tiekimo slėgis priklauso nuo aeracijos bako gylio, vamzdyno slėgio nuostolių, difuzoriaus charakteristikų ir įpurškimo technologijos.

Srauto reguliavimas

Deguonies generatorius turi turėti galimybę reguliuoti galią pagal nuotekų valymo apkrovą.

Pašarų oro kokybė

Suslėgtas oras turi būti tinkamai apdorotas, kad apsaugotų molekulinį sietą.

Veiklos profilis

Įrenginys, veikiantis 24 valandas per parą, 7 dienas per savaitę, reikalauja skirtingų sistemos projektavimo svarstymų, nei su pertrūkiais veikiančiu nuotekų įrenginiu.

Perteklius

Kritinėms gydymo įstaigoms geriau naudoti kelis PSA modulius, o ne vieną didelį įrenginį.

Modulinis atleidimas gali leisti įrenginiui toliau veikti, kai vienam moduliui reikia priežiūros.

Modulinės PSA deguonies sistemos nuotekų įrenginiams

Šiuolaikiniame nuotekų valyme moduliavimas tampa vis svarbesnis.

Užuot įdiegus vieną negabaritinį deguonies generatorių, deguonies tiekimą galima padalyti į kelis PSA modulius.

Pavyzdžiui:

A modulis + B modulis + C modulis + D modulis

Veikimo modulių skaičius gali būti reguliuojamas pagal deguonies poreikį.

Mažos apkrovos laikotarpiais veikia mažiau modulių.

Didžiausios apkrovos metu gali būti aktyvuojami papildomi moduliai.

Ši konfigūracija suteikia keletą inžinerinių pranašumų:

lanksti deguonies gamyba;

lengvesnė priežiūra;

etapinis pajėgumų didinimas;

patobulintas perteklius;

lengvesnis transportavimas;

ir labiau pritaikomas sistemos valdymas.

Decentralizuoto nuotekų valymo atveju konteinerinės PSA deguonies sistemos gali dar labiau supaprastinti montavimą.

PSA įranga, oro apdorojimo sistema, valdymo spinta, deguonies buferio bakas ir pagalbinė įranga gali būti integruota į kompaktišką paketą, atsižvelgiant į projekto reikalavimus.

PSA deguonis yra visos gydymo sistemos dalis

PSA deguonis neturėtų būti laikomas atskira nuotekų valymo technologija.

Jis tiesiogiai nepašalina COD, amoniako, suspenduotų kietųjų dalelių ar kitų teršalų.

Vietoj to, jis tiekia deguonį į biologinius ir oksidacijos procesus, kuriems reikalingas deguonis.

Įprasta gydymo sistema gali apimti:

Atranka → Išlyginimas → Pirminis apdorojimas → Biologinis apdorojimas → Antrinis nuskaidrinimas arba membranos atskyrimas → Pažangus apdorojimas → Dezinfekcija

PSA deguonis daugiausia palaiko deguonies reikalaujančias šio proceso dalis.

Todėl jos vaidmuo yra panašus į kitų svarbių paslaugų: ji užtikrina proceso sąlygas, reikalingas tinkamai biologinei sistemai veikti.

Šis skirtumas svarbus vertinant nuotekų valymo technologijas.

Klausimas neturėtų būti:

"Ar PSA deguonis gali pats išvalyti nuotekas?"

Teisingas klausimas yra:

„Ar kontroliuojamas deguonies generavimas gali pagerinti pasirinkto nuotekų valymo proceso deguonies tiekimą ir veikimo stabilumą?

Kodėl PSA deguonis tampa vis svarbesnis?

Nuotekų pramonė juda link kelių svarbių tendencijų:

didesnės gydymo apkrovos;

griežtesni azoto šalinimo reikalavimai;

mažesni augalų pėdsakai;

decentralizuotas gydymas;

didesnis automatizavimas;

pakartotinis vandens naudojimas;

modulinis įrenginio projektavimas;

ir patobulintas energijos valdymas.

Visos šios tendencijos didina kontroliuojamo deguonies tiekimo svarbą.

Įprasta aeravimo sistema daugiausia reguliuoja oro kiekį.

PSA deguonies sistema suteikia dar vieną inžinerinį parametrą:deguonies koncentracija.

Šis papildomas kontrolės laipsnis gali būti vertingas, kai biologinis procesas artėja prie deguonies perdavimo ribos.

Dėl didelės apkrovos pramoninių nuotekų, kompaktiškų biologinių reaktorių, MBR sistemų, azoto šalinimo procesų ir nuotolinio valymo įrenginių deguonies sodrinimas gali tapti svarbia proceso planavimo dalimi.

Galutinės pastabos: ar PSA deguonis yra būtinas?

PSA deguonis nėra privalomas kiekviename nuotekų valymo įrenginiuose.

Įprasta oro vėdinimo sistema gali išlikti tinkamiausiu sprendimu daugeliui komunalinių ir pramoninių pritaikymų.

Tačiau kai deguonies poreikis tampa didelis, reaktoriaus tūris yra ribotas, deguonies perdavimo efektyvumas tampa kliūtimi arba sudėtinga išorinė deguonies logistika, PSA deguonies generavimas yra techniškai vertinga alternatyva.

Jo svarbą lemia penkios pagrindinės galimybės:

Deguonies gamyba vietoje
Deguonis gaminamas tiesiai valymo įstaigoje iš suspausto oro.

Nuolatinis deguonies tiekimas
PSA ciklas leidžia nuolat gaminti deguonį, visiškai nepriklausant nuo cilindro keitimo ar skysto deguonies tiekimo.

Reguliuojama deguonies koncentracija
Deguonies sodrinimas gali padidinti dujų ir skysčio deguonies perdavimo varomąją jėgą.

Integracija su automatizuotomis gydymo sistemomis
Deguonies srautas gali būti derinamas su ištirpusio deguonies stebėjimu ir biologine apkrova.

Suderinamumas su šiuolaikiniais didelės apkrovos apdorojimo procesais
PSA deguonis gali palaikyti aktyvųjį dumblą, MBR, nitrifikaciją, aerobinį dumblo apdorojimą ir kitus nuo deguonies priklausančius procesus.

Nuotekų valymo ateitis nėra vien tik daugiau oro tiekimas į biologinius reaktorius. Kalbama apiekontroliuoti deguonies perdavimą pagal faktinį biologinį poreikį.

PSA deguonies generavimas yra praktiškas būdas pasiekti šią kontrolę. Tinkamo dydžio ir integruotas su kompresoriais, deguonies apdorojimo sistemomis, vamzdynais, difuzoriais ir proceso valdikliais, PSA deguonis gali paversti deguonies tiekimą iš fiksuoto įrenginio į valdomą proceso parametrą.

Štai kodėl PSA deguonis tampa vis aktualesnis šiuolaikiniam nuotekų valymui – ne todėl, kad kiekvienam valymo įrenginiui reikia gryno deguonies, o todėl, kadstabilus ir kontroliuojamas deguonies prieinamumas yra veiksmingo biologinio apdorojimo pagrindas.