Аэрация сточных вод - насыщение жидкости кислородом, дающим жизнь бактериям, которые перерабатывают токсины, органические вещества, образуя ил. Потоки пузырьков создаются диффузорами, устанавливаемыми на дне очистного водоема.

Требуются большие объемы сжатого воздуха при непрерывном режиме работы оборудования, обеспечить который могут - воздуходувки для аэрации.

Требования к оборудованию

Компрессоры для очистных сооружений подбираются исходя из следующих условий:

1. Первое, на что следует обратить внимание выбирая компрессор, это глубина водоема. Каждые 10 м столба жидкости создают давление 1 бар. Соответственно, воздуходувка для очистных сооружений, должна создавать рабочее давление достаточное для закачивания воздуха на уровень дна. Как правило, глубина очистных сооружений не превышает 7 метров (0,7 бар - 70 кПа), таким образом, для аэрации подходят большинство моделей центробежных и ВРМТ воздуходувок выпускаемых ООО «Термомеханика».
2. Производительность, которая рассчитывается исходя из размера водоема, количества и характеристик диффузоров. Объем требуемого воздуха, может быть от 100 до 50 тысяч кубов в час.
3. «чистота». Воздух не должен содержать примеси смазывающих охлаждающих жидкостей, которые отрицательно скажутся на жизнедеятельности бактерий.
4. Простота и надежность. Компрессору низкого давления предстоит работать в безостановочном режиме. Для аэрации воды, подходят машины с прямым приводом от вала двигателя, без редукторов и клиноременных передач. Центробежные воздуходувки завода Тремомеханика, имеют ресурс более 100 тысяч часов непрерывной работы.
5. Малошумность. Все большее распространение получают небольшие очистные сооружения, обслуживающие поселки частных домовладений, коммерческие предприятия. Близость к жилью, исключает использование оборудования, превышающего санитарные нормы по уровню шума. Акустические показатели вихревых и центробежных нагнетателей Термомеханика, лежат в диапазоне 50-75дБ, что полностью соответствует требованиям СанПиН.
6. Экономичность. Энергопотребление напрямую зависит от КПД и мощности двигателя нагнетателя. Воздуходувки роторные для аэрации имеют более высокий коэффициент полезного действия, однако, «прожорливые» вихревые, обладают преимуществом по шумности, надежности и чистоте закачиваемого воздуха

Для того, что бы не переплачивать за электроэнергию, нужен точный расчет достаточного количества воздуха в единицу времени, зная которое, выбирается воздуходувка определенной производительности.

Использование систем автоматического контроля, также позволяет уменьшить время работы двигателя, а соответственно и счета за электричество.

Как выбрать

Что бы купить оптимальный тип и модель воздуходувки, минимизировать затраты на аэрацию сточных вод, позвоните в отдел продаж завода Термомеханика, либо закажите обратный звонок в удобное время.

Сервисный инженер выполнит предварительные расчеты расхода воздуха, предложит оборудование наиболее подходящее к конкретной ситуации.

Цены на продукцию озвучиваются по запросу клиента, после согласования модели воздуходувки, либо технического задания на проектирование установки.

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. Saturation of the treated water with oxygen is a mandatory condition for an efficient aerobic biological treatment process. This is achieved with air blowers designed for compression and delivery of air, and for creation of vacuum.

Описание:

Воздуходувки для аэрации при очистке сточных вод

Биологическая очистка в настоящее время является одним из наиболее экологичных методов водоочистки как промышленных, так и бытовых сточных вод. Для эффективного протекания процесса аэробной биологической очистки обязательным условием является насыщение очищаемых вод кислородом. Для этого используются воздуходувки, предназначенные для сжатия и нагнетания воздуха, а также для создания вакуума.

При выборе оборудования для очистных сооружений воздуходувкам уделяют особое внимание. Расход воздуха, требуемый для очистки сточных вод, зависит от потребности процесса в кислороде, необходимой эффективности удаления загрязняющих веществ, а также от используемой технологии очистки. Необходимое количество подаваемого воздуха при проведении очистки в аэротенках зависит от состава и температуры сточных вод, геометрических характеристик аэротенков, типа используемых аэраторов.

Расчетное рабочее давление, которое должны создавать воздуходувки, следует принимать исходя из глубины расположения аэраторов в аэротенках и потерь напора в воздухоподающей сети и самих аэраторах.

Диапазон требуемой производительности воздуходувки, в зависимости от заданных условий, может значительно отличаться и составлять от нескольких кубических метров воздуха до десятков тысяч. В то же время, независимо от типоразмера, воздуходувки, применяемые для аэрации сточных вод, должны соответствовать следующим требованиям.

1. Аэрация является одним из наиболее энергозатратных процессов. До 70 % энергии на очистных сооружениях расходуется системами аэрации. Соответственно, одним из важнейших требований является высокая энергоэффективность используемых воздуходувок. Согласно требованиям нормативных документов необходимо рассматривать возможность утилизации тепла сжатого воздуха для нужд станции очистки сточных вод. Рекомендуется использовать воздуходувное оборудование, позволяющее осуществлять регулирование расхода подаваемого воздуха. Это связано с суточной и сезонной неравномерностью притока сточных вод, а также с изменением как температуры сточных вод, так и температуры воздуха, поступающей к воздуходувкам. При использовании технологий биологического удаления азота и фосфора рекомендуется предусматривать гибкое либо ступенчатое управление системой подачи воздуха в аэротенки с применением средств автоматизации.

2. Воздуходувки должны оказывать минимальное воздействие на экологию окружающей среды. Класс чистоты сжатого воздуха регламентируется согласно ГОСТ Р ИСО 8573–1–2016 «Сжатый воздух. Часть 1. Загрязнения и классы чистоты», который идентичен международному стандарту ИСО 8573–1:2010* «Сжатый воздух. Часть 1. Загрязнения и классы чистоты» (ISO 8573–1:2010). В настоящее время рекомендуются к использованию безмасляные воздуходувки. Отсутствие масла благотворно влияет на поддержание жизнедеятельности бактерий и микроорганизмов при обработке осадка сточных вод, воздух которых не содержит частиц масла. Особенно неприемлемо содержание воздуха в том случае, если вода после очистки должна быть повторно использована.

3. Воздуходувка должна работать максимально бесшумно, так как повышенный уровень шума негативно влияет на персонал, занимающийся эксплуатацией оборудования очистных сооружений.

4. Воздуходувка должна быть рассчитана на условия эксплуатации, то есть быть устойчивой к коррозии, перепадам температур и воздействию атмосферных осадков.

5. Воздуходувки должны отличаться простотой в эксплуатации.

Компрессор низкого давления или воздуходувка - оборудование, предназначенное для подачи воздуха под давлением в систему биологической очистки воды. Очистные сооружения с помощью кислорода, нагнетаемого воздуходувными станциями, ускоряют разложение органики аэробными бактериями. Аэрация воздухом способствует разложению биологических загрязнений активным илом. Аэротенк служитреактором биологической очистки воды.

Подача сжатого воздуха в биологическую очистку

Аэробные бактерии в форме активного ила используются в биологической ступени очистки. Процесс разложения органических соединений основан на окислительно-восстановительных реакциях. Под воздействием активного ила органика распадается на метан и двуокись углерода.. При этом бактерии размножаются. Чем больше в воде кислорода, тем быстрее усваиваются биоматериалы.

Воздух подаётся в преаэратор, где барботирует с активным илом и поступает в аэротенк. Часть ила из вторичных отстойников в регенераторе после обработки воздухом восстанавливает активность и поступает в аэратор. Основной поток сжатого воздуха направляется в аэротенк или на биофильтры с аэрацией, в зависимости от выбранной схемы. Итак,воздуходувка работает на биологической ступени, активируя аэробные бактерии. Только в условиях водной среды с избытком кислорода происходит биологическая очистка на 98%.

Эффективность работы аэротенка зависит от правильного подбора воздуходувки по типу и производительности.

Классификация воздуходувного оборудования

Воздуходувные станции должны обеспечить поступление кислорода для биологической очистки воды. Требования к воздуходувкам:

• нагнетаемый воздух не должен содержать примеси;
• малая энергоёмкость и лёгкое обслуживание;
• механизмы должны работать бесшумно;
• соответствовать производительности линии;
• иметь регулируемую подачу воздуха, повышая энергоэффективность.

Исходя из критериев, ведется расчёт и подбор агрегатов. Существует два типа установок - погружные и центробежные.

Погружные компрессоры устанавливаются в теле аэротенка на глубине, с обвязкой для контроля и управления всасывающими фильтрами. В толще воды происходит интенсивный отвод тепла от корпуса, подшипниковый узел не нагревается. Компрессор работает надёжнее, межремонтный период в несколько раз увеличивается.

Центробежные системы имеют большую производительность и несколько ступеней сжатия. Они используют принудительную смазку и водяное охлаждение.

По принципу работы установки бывают:

• поршневые;
• винтовые;
• вихревые.

Поршневые установки, сжимают газ в камере, создавая давление. Винтовые или роторные модели компактны, подают в систему чистый воздух без следов масла, работают не шумно и круглосуточно. Роторные модели имеют подшипники вне зоны сжатия, ротор смонтирован на валу.

По сжатию воздуха аппараты бывают низконапорные, но с большей производительностью, или рассчитанные на высокие параметры сжатия с меньшим расходом. Градация необходима при выборе оборудования для аэротенков разной глубины.

Основные энергозатраты очистного оборудования связаны с подачей воздуха в аэротенки. Снижение энергетической составляющей возможно, если использовать установки с регулируемым расходом и компрессией.

Производители компрессоров достоинство и недостатки оборудования

Управляемые промышленные воздуходувки подтвердили эффективность быстрой окупаемостью. Основным поставщиком оборудования является компания Siemens. В России до 80% нерегулируемых установок энергозатратны. Окупаемость новых управляемых установок за 2-4 года с ежегодной экономией до 35% электроэнергии. Компания отдаёт их на лизинговых условиях. Регулируемые воздуходувки предлагает российская компания «Эканит» по более низким ценам.

Давний разработчик и производитель компрессоров, литовская компания Vienybe предлагает большой выбор ротационных, вихревых компрессоров. Выбор моделей обширный, и отвечает современным запросам.

Для доочистки питьевой воды в системе водоподготовки подача воздуха ускорит процесс барботирование воздухом. Оборудование поставляет компания «ЭкоТехАвангард». Воздуходувки на давление 1 бар называются низкобарными, и выпускаются как оборудование для ВОС.

Зарубежные представители предлагают компрессорное оборудование:

• EPU Systems специализируется на погружных моделях EVW;
• итальянские компрессоры марки Robuschi характеризуются большой производительностью и качеством рабочих поверхностей;
• японские модели Hiblow компактны, экономичны и надёжны, используются новые технологии;
• немецкое оборудование компании Becker создает компактные надёжные модели, отвечающие современным требованиям.

Подбор воздуходувки при реконструкции очистных сооружений

Задачей реконструкции производства является замена отработавших агрегатов современным, экономически выгодным. Воздуходувка должна отвечать запросам:

• повышение производительности аэротенка без увеличения объёмов;
• встроить управление регулируемой воздуходувкой в автоматизированный процесс;
• уменьшить расход энергии на подачу воздуха.

Оборудование подбирается с учетом новых разработок производителей.

• использование мелкопузырчатого барботирования;
• замена воздуходувок на погружные автоматизированные системы;
• установка компрессоров низкого давления.

В процессе модернизации может быть применена схема поэтапной замены компрессоров без остановки производства.

Выбор воздуходувок при новом строительстве

Проектируя биологическую ступень очистных сооружений, исходят из эффективности разложения органических загрязнений. Особенностью процесса является среда, насыщенная кислородом и достаточное количество активного ила. Подача воздуха является неотъёмлемой частью очистки, но самой энергоёмкой. Снизить потребление энергии можно за счёт установки новейших моделей мировых и отечественных разработчиков. Среди предлагаемого оборудования нужно подобрать лучшее по эффективности, цене и качеству.

Подбор воздуходувки осуществляют исходя из расчётного расхода воздуха подаваемого в систему и рабочего давления. Технико-экономическими обоснованиями для выбора служат критерии:

• снижение энергетической нагрузки;
• автоматизация процесса;
• уменьшение затрат на капитальное строительство здания под компрессорное оборудование.

Проект должен отвечать оптимизации процесса и снижению трудозатрат. Именно этот путь предлагается ведущими мировыми производителями. Их модели компактны, экономичны и безопасны в эксплуатации. Новейшие разработки экономят до35% энергии в год, уменьшают эксплуатационные расходы.

Стоимость воздуходувок зависит от использования новых узлов, повышающих функциональность и экономичность модели. Надёжность устройства, материал изготовления рабочих механизмов, тип компрессора - всё имеет цену. Дорогостоящие агрегаты высокого качества имеют длительный срок службы и окупаются в течение 2-4 лет. В долгосрочной перспективе их устанавливать выгодно.

Сопутствующее оборудование при установке воздуходувок

При монтаже воздуходувки в систему биологической очистки потребуются дополнительные элементы управления процессом. В этом случае датчики процесса и исполнительные механизмы заказывают согласно схеме. Разводка воздуха по бассейну выполняется с применением дисковых и тарельчатых аэраторов, устанавливаемых на воздуховоде. Сенсорная панель управления агрегатом с контроллером позволяет регулировать режим работы в ручном и автоматическом режиме.

В России очистные сооружения являются одними из основных потребителей электроэнергии, большая часть уходит на питание турбовоздуходувок. Обычно для подачи воздуха на очистку бытовых, ливневых и промышленных стоков используют многоступенчатые турбокомпрессоры. Но практика показывает, что более выгодно устанавливать легкоуправляемые промышленные воздуходувки, которые экономят до 50% электроэнергии, а их покупка окупается за 3 года.

Такая экономия обеспечивается благодаря тому, что регулируемые турбокомпрессоры подают воздух в тех объёмах, который необходим для биологической очистки стоков в зависимости от сезонных перепадов температуры. При этом КПД такого оборудования составляет более 80%. Отметим, что на обслуживание и ремонт турбовоздуходувок уходит не более 1% в год от общей стоимости агрегатов.

Отличительная особенность промышленных воздуходувок – наличие регулируемых направляющих аппаратов на всасывании и нагнетании. Диапазон регулировки по воздуху является максимальным (от 45 до 100%), а КПД при этом уменьшается всего на 3-4%. Существует воздуходувное оборудование с поворотно-лопастными механизмами, которые позволяют регулировать количество подаваемых воздушных масс в аэротенки, благодаря чему можно настраивать степень аэрации.

Управляемые промышленные воздуходувки имеют такие технические характеристики:

• производительность – от 1000 до 120000 м3/ч;
• диапазон регулировки – от 45 до 100%;
• мощность – от 34 до 3300 кВт;
• КПД – от 88 до 92%.

Виды воздуходувок

Существуют различные виды промышленных воздуходувок, которые установлены на крупных очистных станциях и промышленных предприятиях. Рассмотрим каждый вид в отдельности.

Ротационные воздуходувки

Такие воздуходувки используют безмасляный способ сжатия и подачи воздуха. Принцип работы такого оборудования следующий: два трёхзубчатых (трёхполосных) ротора, которые расположены параллельно мотору, вращаются в корпусе в разные стороны, выполняя функцию поршня. Так, бесконтактный ход роторов не требует смазки.

Роторные воздуходувки

Это оборудование относится к агрегатам вертикального протока воздуха. В состав воздуходувок входит нагнетательный элемент с трёхзубчатыми роторами с ременной передачей, шумовые и всасывающие глушители, предохранительные клапаны, обратные заслонки компенсатора, два манометра или индикатор засорения фильтров. Качающаяся рама мотора автоматически натягивает ремни, что обеспечивает эффективную работу привода без специального обслуживающего персонала.

Центробежные

По принципу работы данное оборудование относится к динамически радиальным компрессорам. Давление и сжатие воздуха создаётся благодаря работе ступеней импеллеров, ускоряющих среду, а затем замедляющих её высокоэффективными диффузорами с большим радиусом, при этом на выходе создаётся определённый перепад давления.