Os sopradores de ar já se tornaram equipamentos necessários no tratamento de esgoto de várias indústrias no rápido progresso da sociedade e no rápido desenvolvimento da indústria moderna.
Primeiro: Fornecimento de oxigênio por aeração de sopradores de ar no tratamento de esgoto
No método de lodo ativado de tratamento de águas residuais, os microrganismos aeróbicos precisam absorver matéria orgânica na água, e oxidar e decompor para formar dióxido de carbono e água, ao mesmo tempo em que proliferam, o que requer oxigênio dissolvido suficiente para fornecer microrganismos no lodo ativado, e a aeração é o elo-chave.
Fornecimento de oxigênio: O soprador de ar fornece oxigênio para o crescimento e metabolismo microbiano transportando ar para o tanque de aeração. O soprador de ar fornece continuamente ar, transferindo oxigênio do ar para a água através do contato ar-água para atender às necessidades de oxigênio do crescimento e processos metabólicos microbianos. Seu papel principal é introduzir ar nas águas residuais para fornecer oxigênio suficiente para suprir os microrganismos e promover a degradação da matéria orgânica.
Biodegradação aprimorada: O oxigênio adequado fornecido pelo soprador de ar pode promover a decomposição da matéria orgânica nas águas residuais, e o objetivo da aeração é fornecer oxigênio dissolvido suficiente para o esgoto para manter o metabolismo dos microrganismos, para que eles possam decompor efetivamente a matéria orgânica no esgoto. Ajuda a remover contaminantes das águas residuais e melhorar a qualidade da água.
Melhorar a eficiência do tratamento de águas residuais: Um ambiente com oxigênio suficiente ajuda a reduzir a demanda química e biológica de oxigênio nas águas residuais e melhora a eficiência do tratamento. De acordo com a quantidade de tratamento de esgoto, qualidade da água (especialmente conteúdo orgânico, como demanda química de oxigênio DQO, demanda bioquímica de oxigênio DBO) diferentes estágios e demanda real de oxigênio para determinar a aeração necessária. O soprador de ar pode ajustar de forma flexível o fornecimento de ar para garantir que o fornecimento de oxigênio atenda à demanda e evite o excesso de fornecimento, melhorando assim a eficiência e a qualidade do tratamento de esgoto.
Por exemplo, para uma estação de tratamento de esgoto urbano com capacidade de 10.000 metros cúbicos/dia, se a DBO de entrada for 200mg/L, e a DBO de efluente for necessária para ser controlada abaixo de 20mg/L, a taxa de aeração necessária por metro cúbico de esgoto pode ser calculada de acordo com dados empíricos, como o coeficiente aeróbico de microrganismos.
Segundo: Ar Agitação e tratamento de dissolução de águas residuais por soprador
O soprador de ar também é usado para agitar o esgoto. Seu principal objetivo é garantir que as substâncias nas águas residuais sejam misturadas uniformemente, evitar precipitação e deposição, e melhorar o efeito do tratamento. A agitação pode fazer com que os microrganismos, nutrientes e oxigênio dissolvido no esgoto sejam totalmente misturados para melhorar a eficiência do tratamento.
Soprador de ar com efeito de agitação
Melhorar a eficiência da mistura: as substâncias nas águas residuais são totalmente agitadas através das bolhas de ar para garantir que os poluentes nas águas residuais sejam misturados uniformemente com o agente de tratamento, melhorando assim o efeito do tratamento.
Prevenção de deposição: A agitação evita a precipitação de substâncias sólidas nas águas residuais, mantendo o estado suspenso e contribuindo para a eficiência da etapa de tratamento subsequente.
Promover reação química: Em alguns processos de tratamento de águas residuais, a agitação pode promover a reação química e melhorar a eficiência da reação do agente de tratamento.
Por exemplo, no processo de vala de oxidação, certas condições hidráulicas são necessárias para garantir a suspensão e mistura do lodo ativado, o que requer que o soprador forneça fluxo de ar adequado para alcançar. O lodo ativado é suspenso no tanque de aeração, em pleno contato com o esgoto, para melhorar as condições de transferência de massa de poluentes no sistema de tratamento de água, de modo que a matéria orgânica, microrganismos e oxigênio no esgoto possam entrar em contato e reagir completamente, e melhorar o efeito do tratamento. Fornecer boas condições para a difusão e transferência de oxigênio na fase líquida, promover a dissolução do oxigênio na água de forma mais rápida e uniforme, e melhorar ainda mais a eficiência da aeração.
Terceiro: Considerações sobre o projeto do sistema de soprador de ar
O sucesso do projeto de um sistema de soprador de ar no tratamento de águas residuais depende de várias considerações:
Taxa de fluxo, pressão, condições do local (pressão ambiente, temperatura ambiente de operação, espaço disponível, interno ou externo, clima, etc.), relação de alcance (a mudança entre o fluxo em tempo real e o fluxo máximo), requisitos de redundância (natureza crítica do processo de tratamento de águas residuais), custo econômico (investimento de capital inicial e custos operacionais de longo prazo).
Taxa de fluxo e pressão
Método de cálculo teórico: De acordo com a quantidade de tratamento de esgoto, indicadores de qualidade da água de entrada e efluente (como DBO, nitrogênio amoniacal, etc.) e o processo de tratamento adotado, a demanda teórica de oxigênio é calculada de acordo com a fórmula de reação química e a demanda de oxigênio do metabolismo microbiano. Tomando como exemplo o método de lodo ativado, a fórmula empírica Lawrence-McCarty é geralmente usada para calcular a demanda de oxigênio dos microrganismos.
Por exemplo, para remover 1 kg de DBO, aproximadamente 1-1,4 kg de oxigênio são necessários. Em seguida, converta a demanda de oxigênio em demanda de ar, considerando o teor de oxigênio no ar (cerca de 21%), você pode calcular o volume de ar teórico.
A taxa de fluxo é uma função da demanda de oxigênio dos microrganismos aeróbicos usados no processo de tratamento. O tratamento de águas residuais envolve na verdade dois processos separados, ambos os quais requerem oxigênio: o metabolismo de materiais bioorgânicos,
Exemplos incluem organismos em estações de tratamento de águas residuais municipais, resíduos, partículas de alimentos no processamento de alimentos e bebidas, madeira em fábricas de papel ou resíduos de fibras em fábricas têxteis + micróbios aeróbicos + O2 = CO2 + NH3 + outra energia ruim.
Notavelmente, coletar amostras de águas residuais e calcular a demanda biológica de oxigênio e os níveis de amônia ajuda os técnicos a determinar a demanda de ar do sistema, que é uma taxa de fluxo de massa que varia com a temperatura ambiente porque o ar mais quente tem menos oxigênio.
O soprador de ar fornece principalmente fluxo em vez de pressão. Sua pressão nominal indica a pressão máxima de retorno que pode ser superada. A relação entre a taxa de fluxo gerada pelo soprador e a pressão precisa ser ajustada de acordo com as necessidades específicas. Sopradores de parafuso usam tecnologia de compressor de parafuso para estender a faixa de pressão até 22 psi para requisitos de pressão moderada.
Correção real
Em aplicações práticas, devido à eficiência de transferência de oxigênio do equipamento de aeração, mudanças de temperatura e pressão do esgoto e outros fatores, o volume de ar teórico precisa ser corrigido. Por exemplo, a eficiência de transferência de oxigênio do equipamento de aeração é geralmente entre 5%-30%, e de acordo com os parâmetros de desempenho do equipamento de aeração selecionado, como a eficiência de transferência de oxigênio da cabeça de aeração microporosa é de 20%, é necessário multiplicar o volume de ar teórico por um certo coeficiente (como 1/0,2 = 5) para obter o volume de ar real necessário.
Cálculo da pressão do ar
A relação de alcance refere-se à faixa de variação entre o fluxo em tempo real e o fluxo máximo. Ao projetar o sistema de soprador, é necessário considerar a faixa de variação da taxa de fluxo durante o processo de tratamento de águas residuais para garantir que o sistema possa operar normalmente sob diferentes condições de trabalho.
Cálculo da pressão estática
A pressão estática refere-se à pressão de um gás em repouso. No tratamento de esgoto, a pressão estática considera principalmente a resistência do sistema de aeração, incluindo resistência do tubo e resistência da cabeça de aeração. A resistência do tubo pode ser calculada pela fórmula de Darcy-Weisbach, que está relacionada ao comprimento do tubo, diâmetro do tubo, rugosidade e taxa de fluxo do gás. A resistência da cabeça do aerador é obtida de acordo com o manual do produto da cabeça do aerador. Por exemplo, para um tubo de aeração com comprimento de 100 metros, diâmetro de tubo de 100 mm e taxa de fluxo de gás de 10 metros/s, o requisito de pressão estática é obtido calculando a soma da resistência do tubo e da resistência da cabeça de aeração.
Cálculo da pressão dinâmica
A pressão dinâmica está relacionada à taxa de fluxo do gás, de acordo com a equação de Bernoulli, a fórmula de cálculo da pressão dinâmica é, onde é a densidade do gás, é a taxa de fluxo do gás. No sistema de aeração de tratamento de esgoto, é necessário considerar a pressão dinâmica quando o gás entra na cabeça de aeração para garantir que o gás possa entrar no esgoto através da cabeça de aeração normalmente.
Cálculo da pressão total
A pressão total é a soma da pressão estática e da pressão dinâmica. Na seleção, a pressão de ar nominal do soprador deve ser maior ou igual à pressão total para garantir que as necessidades de pressão do sistema de aeração possam ser atendidas.
Quarto: Condições do Local
As condições do local incluem pressão ambiente, temperatura ambiente de operação, contaminantes do local (poeira, metano, sulfeto de hidrogênio ou outros gases nocivos), espaço disponível, interno ou externo, e clima. Esses fatores afetarão a seleção e instalação do sistema de soprador, e precisam ser razoavelmente considerados e projetados de acordo com a situação real.
Quinto: Requisitos de Redundância
Os requisitos de redundância referem-se a propriedades-chave no processo de tratamento de esgoto, como a confiabilidade do fornecimento de oxigênio e a estabilidade do sistema. Ao projetar o sistema de soprador, é necessário considerar se equipamentos de backup são necessários para lidar com emergências e garantir a estabilidade e confiabilidade do sistema. Os níveis de aeração no tratamento de águas residuais são tipicamente cinco a sete vezes maiores do que os níveis de aeração naturalmente ocorrentes. Se um sistema de repente não tiver esse alto teor de oxigênio, os micróbios aeróbicos começarão a morrer rapidamente. Sistemas de tratamento de esgoto podem levar dias ou semanas para atingir o equilíbrio, então os operadores do sistema não podem correr esse risco. Como resultado, os sistemas de tratamento de esgoto frequentemente têm múltiplos sopradores para fornecer um grau de redundância para que o tratamento possa continuar no caso de os sopradores necessitarem de manutenção ou reparo.
Sexto: Custo Econômico
Custo é um fator importante a considerar ao projetar um sistema de soprador de tratamento de águas residuais, incluindo investimento de capital inicial e custos operacionais de longo prazo. Os custos do sistema, incluindo custos de aquisição de equipamentos, custos de consumo de energia e custos de manutenção, devem ser minimizados na premissa de atender aos requisitos de processamento.
O consumo de eletricidade é o núcleo do consumo de energia no tratamento de esgoto para resolver o problema, mas o uso de sopradores de parafuso pode efetivamente reduzir o consumo de energia. Sopradores de parafuso sem óleo Kelupp usam motores síncronos de ímã permanente eficientes com frequência variável com eficiência máxima de até IE5. A Alemanha projetou o novo motor principal eficiente de parafuso, design de perfil avançado, baixa velocidade, alta eficiência. O controle inteligente pode ajustar o controle de acordo com o valor de oxigênio dissolvido DO ou sinal de valor de pressão para alcançar a aeração precisa e mais economia de energia. Fácil de instalar, um botão para iniciar e parar, plug & play. Usando rolamento de grande diâmetro SKF, vida útil de até 100.000 horas, para tratamento de lodo de estação de tratamento de esgoto, tratamento de esgoto, aeração por sopro, recuo de ar e água e outros processos para economizar energia e energia.
