Los sopladores de aire ya se han convertido en equipos necesarios en el tratamiento de aguas residuales de diversas industrias en el rápido progreso de la sociedad y el rápido desarrollo de la industria moderna.
Primero: Suministro de oxígeno por aireación de sopladores de aire en el tratamiento de aguas residuales
En el método de lodos activados para el tratamiento de aguas residuales, los microorganismos aeróbicos necesitan absorber materia orgánica en el agua, y oxidar y descomponer para formar dióxido de carbono y agua, al mismo tiempo se proliferan, lo que requiere suficiente oxígeno disuelto para proporcionar a los microorganismos en el lodo activado, y la aireación es el enlace clave.
Suministro de oxígeno: El soplador de aire proporciona oxígeno para el crecimiento y metabolismo microbiano al transportar aire al tanque de aireación. El soplador de aire suministra aire continuamente, transfiriendo oxígeno del aire al agua a través del contacto aire-agua para satisfacer las necesidades de oxígeno del crecimiento y procesos metabólicos microbianos. Su papel principal es introducir aire en las aguas residuales para proporcionar suficiente oxígeno para suministrar a los microorganismos y promover la degradación de la materia orgánica.
Biodegradación mejorada: El oxígeno adecuado proporcionado por el soplador de aire puede promover la descomposición de la materia orgánica en las aguas residuales, y el propósito de la aireación es proporcionar suficiente oxígeno disuelto a las aguas residuales para mantener el metabolismo de los microorganismos para que puedan descomponer efectivamente la materia orgánica en las aguas residuales. Ayuda a eliminar contaminantes de las aguas residuales y mejorar la calidad del agua.
Mejorar la eficiencia del tratamiento de aguas residuales: Un ambiente con suficiente oxígeno ayuda a reducir la demanda química y biológica de oxígeno en las aguas residuales y mejora la eficiencia del tratamiento. Según la cantidad de tratamiento de aguas residuales, la calidad del agua (especialmente el contenido orgánico, como la demanda química de oxígeno DQO, la demanda biológica de oxígeno DBO) diferentes etapas y la demanda real de oxígeno para determinar la aireación requerida. El soplador de aire puede ajustar de manera flexible el suministro de aire para asegurar que el suministro de oxígeno cumpla con la demanda y evite el exceso de suministro, mejorando así la eficiencia y calidad del tratamiento de aguas residuales.
Por ejemplo, para una planta de tratamiento de aguas residuales urbanas con una capacidad de 10,000 metros cúbicos/día, si la DBO de entrada es de 200 mg/L, y se requiere que la DBO de salida se controle por debajo de 20 mg/L, la tasa de aireación requerida por metro cúbico de aguas residuales se puede calcular según datos empíricos como el coeficiente aeróbico de los microorganismos.
Segundo: Aire Tratamiento de agitación y disolución de aguas residuales con soplador
El soplador de aire también se utiliza para agitar las aguas residuales. Su principal propósito es asegurar que las sustancias en las aguas residuales se mezclen uniformemente, evitar la precipitación y deposición, y mejorar el efecto del tratamiento. La agitación puede hacer que los microorganismos, nutrientes y oxígeno disuelto en las aguas residuales se mezclen completamente para mejorar la eficiencia del tratamiento.
Soplador de aire con efecto de agitación
Mejorar la eficiencia de mezcla: las sustancias en las aguas residuales se agitan completamente a través de las burbujas de aire para asegurar que los contaminantes en las aguas residuales se mezclen uniformemente con el agente de tratamiento, mejorando así el efecto del tratamiento.
Prevención de deposición: La agitación previene la precipitación de sustancias sólidas en las aguas residuales, manteniendo el estado suspendido y contribuyendo a la eficiencia de la etapa de tratamiento posterior.
Promover la reacción química: En algunos procesos de tratamiento de aguas residuales, la agitación puede promover la reacción química y mejorar la eficiencia de reacción del agente de tratamiento.
Por ejemplo, en el proceso de canal de oxidación, se requieren ciertas condiciones hidráulicas para asegurar la suspensión y mezcla de lodos activados, lo que requiere que el soplador proporcione un flujo de aire adecuado para lograrlo. El lodo activado se suspende en el tanque de aireación, en pleno contacto con las aguas residuales, para mejorar las condiciones de transferencia de masa de los contaminantes en el sistema de tratamiento de agua, de modo que la materia orgánica, los microorganismos y el oxígeno en las aguas residuales puedan contactar y reaccionar completamente, y mejorar el efecto del tratamiento. Proporcionar buenas condiciones para la difusión y transferencia de oxígeno en la fase líquida, promover que el oxígeno se disuelva en el agua más rápido y de manera más uniforme, y mejorar aún más la eficiencia de la aireación.
Tercero: Consideraciones de diseño del sistema de soplador de aire
El diseño exitoso de un sistema de soplador de aire en el tratamiento de aguas residuales depende de varias consideraciones:
Caudal, presión, condiciones del sitio (presión ambiental, temperatura ambiental de operación, espacio disponible, interior o exterior, clima, etc.), relación de rango (el cambio entre el flujo en tiempo real y el flujo máximo), requisitos de redundancia (una naturaleza crítica del proceso de tratamiento de aguas residuales), costo económico (inversión de capital inicial y costos operativos a largo plazo).
Caudal y presión
Método de cálculo teórico: Según la cantidad de tratamiento de aguas residuales, los indicadores de calidad del agua de entrada y salida (como DBO, nitrógeno amoniacal, etc.) y el proceso de tratamiento adoptado, la demanda teórica de oxígeno se calcula según la fórmula de reacción química y la demanda de oxígeno del metabolismo microbiano. Tomando como ejemplo el método de lodos activados, generalmente se utiliza la fórmula empírica de Lawrence-McCarty para calcular la demanda de oxígeno de los microorganismos.
Por ejemplo, para eliminar 1 kg de DBO, se requiere aproximadamente 1-1.4 kg de oxígeno. Luego, convierta la demanda de oxígeno en la demanda de aire, considerando el contenido de oxígeno en el aire (aproximadamente 21%), puede calcular el volumen teórico de aire.
El caudal es una función de la demanda de oxígeno de los microorganismos aeróbicos utilizados en el proceso de tratamiento. El tratamiento de aguas residuales en realidad involucra dos procesos separados, ambos requieren oxígeno: el metabolismo de materiales bioorgánicos,
Los ejemplos incluyen organismos en plantas de tratamiento de aguas residuales municipales, desechos, partículas de alimentos en el procesamiento de alimentos y bebidas, madera en fábricas de papel o desechos de fibra en fábricas textiles + microbios aeróbicos + O2 = CO2 + NH3 + otra energía mala.
Notablemente, tomar muestras de aguas residuales y calcular la demanda biológica de oxígeno y los niveles de amoníaco ayuda a los técnicos a determinar la demanda de aire del sistema, que es un caudal másico que varía con la temperatura ambiente porque el aire más cálido tiene menos oxígeno.
El soplador de aire proporciona principalmente flujo en lugar de presión. Su presión nominal indica la presión máxima de contrapresión que se puede superar. La relación entre el caudal generado por el soplador y la presión necesita ajustarse según las necesidades específicas. Los sopladores de tornillo utilizan tecnología de compresores de tornillo para extender el rango de presión hasta 22 psi para requisitos de presión moderada.
Corrección real
En aplicaciones prácticas, debido a la eficiencia de transferencia de oxígeno del equipo de aireación, cambios de temperatura y presión de las aguas residuales y otros factores, el volumen de aire teórico necesita ser corregido. Por ejemplo, la eficiencia de transferencia de oxígeno del equipo de aireación es generalmente entre 5%-30%, y según los parámetros de rendimiento del equipo de aireación seleccionado, como la eficiencia de transferencia de oxígeno de la cabeza de aireación microporosa es del 20%, es necesario multiplicar el volumen de aire teórico por un cierto coeficiente (como 1/0.2 = 5) para obtener el volumen de aire real requerido.
Cálculo de presión de aire
La relación de rango se refiere al rango de cambio entre el flujo en tiempo real y el flujo máximo. Al diseñar el sistema de sopladores, es necesario considerar el rango de variación del caudal durante el proceso de tratamiento de aguas residuales para asegurar que el sistema pueda operar normalmente bajo diferentes condiciones de trabajo.
Cálculo de presión estática
La presión estática se refiere a la presión de un gas en reposo. En el tratamiento de aguas residuales, la presión estática considera principalmente la resistencia del sistema de aireación, incluida la resistencia de las tuberías y la resistencia de la cabeza de aireación. La resistencia de las tuberías se puede calcular mediante la fórmula de Darcy-Weisbach, que está relacionada con la longitud de la tubería, el diámetro de la tubería, la rugosidad y el caudal del gas. La resistencia de la cabeza del aireador se obtiene según el manual del producto del aireador. Por ejemplo, para una tubería de aireación con una longitud de 100 metros, un diámetro de tubería de 100 mm y un caudal de gas de 10 metros/s, el requisito de presión estática se obtiene calculando la suma de la resistencia de la tubería y la resistencia de la cabeza de aireación.
Cálculo de presión dinámica
La presión dinámica está relacionada con el caudal del gas, según la ecuación de Bernoulli, la fórmula de cálculo de la presión dinámica es, donde es la densidad del gas, es el caudal del gas. En el sistema de aireación de tratamiento de aguas residuales, es necesario considerar la presión dinámica cuando el gas entra en la cabeza de aireación para asegurar que el gas pueda entrar en las aguas residuales a través de la cabeza de aireación normalmente.
Cálculo de presión total
La presión total es la suma de la presión estática y la presión dinámica. En la selección, la presión de aire nominal del soplador debe ser mayor o igual a la presión total para asegurar que se puedan cumplir las necesidades de presión del sistema de aireación.
Cuarto: Condiciones del sitio
Las condiciones del sitio incluyen presión ambiental, temperatura ambiente de operación, contaminantes del sitio (polvo, metano, sulfuro de hidrógeno u otros gases nocivos), espacio disponible, interior o exterior, y clima. Estos factores afectarán la selección e instalación del sistema de sopladores, y deben ser considerados y diseñados razonablemente según la situación real.
Quinto: Requisitos de redundancia
Los requisitos de redundancia se refieren a propiedades clave en el proceso de tratamiento de aguas residuales, como la fiabilidad del suministro de oxígeno y la estabilidad del sistema. Al diseñar el sistema de sopladores, es necesario considerar si se necesita equipo de respaldo para hacer frente a emergencias y garantizar la estabilidad y fiabilidad del sistema. Los niveles de aireación en el tratamiento de aguas residuales son típicamente de cinco a siete veces más altos que los niveles de aireación que ocurren naturalmente. Si un sistema de repente no tiene ese alto contenido de oxígeno, los microbios aeróbicos comenzarán a morir rápidamente. Los sistemas de tratamiento de aguas residuales pueden tardar días o semanas en alcanzar el equilibrio, por lo que los operadores del sistema no pueden correr ese riesgo. Como resultado, los sistemas de tratamiento de aguas residuales a menudo tienen múltiples sopladores para proporcionar un grado de redundancia para que el tratamiento pueda continuar en caso de que los sopladores requieran mantenimiento o reparación.
Sexto: Costo Económico
Costo es un factor importante a considerar al diseñar un sistema de sopladores para tratamiento de aguas residuales, incluyendo la inversión de capital inicial y los costos operativos a largo plazo. Los costos del sistema, incluidos los costos de adquisición de equipos, costos de consumo de energía y costos de mantenimiento, deben minimizarse bajo la premisa de cumplir con los requisitos de procesamiento.
El consumo de electricidad es el núcleo del consumo de energía en el tratamiento de aguas residuales para resolver problemas, pero el uso de sopladores de tornillo puede reducir efectivamente el consumo de energía. Los sopladores de tornillo sin aceite Kelupp utilizan motores de frecuencia variable síncronos de imán permanente eficientes con una eficiencia máxima de hasta IE5. Alemania diseñó el nuevo motor principal de tornillo eficiente, diseño de perfil avanzado, baja velocidad, alta eficiencia. El control inteligente puede ajustar el control según el valor de oxígeno disuelto DO o la señal de valor de presión para lograr una aireación precisa y un mayor ahorro de energía. Fácil de instalar, inicio y parada con una sola tecla, plug & play. Usando rodamientos de gran diámetro SKF, vida útil de hasta 100,000 horas, para el tratamiento de lodos de plantas de tratamiento de aguas residuales, tratamiento de aguas residuales, aireación por soplado, retroceso de agua de aire y otros procesos para ahorrar energía y potencia.
