เครื่องเป่าลมเป็นอุปกรณ์ที่จำเป็นสำหรับการบำบัดน้ำเสียในอุตสาหกรรมต่างๆ

เครื่องเป่าลมได้กลายเป็นอุปกรณ์ที่จำเป็นในการบำบัดน้ำเสียในอุตสาหกรรมต่าง ๆ ในความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วของสังคมและการพัฒนาอุตสาหกรรมสมัยใหม่อย่างรวดเร็ว

ประการแรก: การจ่ายออกซิเจนในการเติมอากาศของเครื่องเป่าลมในการบำบัดน้ำเสีย

ในวิธีตะกอนเร่งในการบำบัดน้ำเสีย จุลินทรีย์แอโรบิกจำเป็นต้องดูดซับสารอินทรีย์ในน้ำ และออกซิไดซ์และสลายตัวเพื่อสร้างคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ ในขณะเดียวกันพวกมันก็เพิ่มจำนวนขึ้น ซึ่งต้องการออกซิเจนละลายเพียงพอเพื่อให้จุลินทรีย์ในตะกอนเร่ง และการเติมอากาศเป็นกุญแจสำคัญ

การจ่ายออกซิเจน: เครื่องเป่าลมให้ออกซิเจนสำหรับการเจริญเติบโตและการเผาผลาญของจุลินทรีย์โดยการขนส่งอากาศไปยังถังเติมอากาศ เครื่องเป่าลมจ่ายอากาศอย่างต่อเนื่อง โดยถ่ายโอนออกซิเจนจากอากาศไปยังน้ำผ่านการสัมผัสระหว่างอากาศกับน้ำเพื่อตอบสนองความต้องการออกซิเจนสำหรับการเจริญเติบโตและกระบวนการเผาผลาญของจุลินทรีย์ บทบาทหลักของมันคือการนำอากาศเข้าสู่น้ำเสียเพื่อให้ออกซิเจนเพียงพอแก่จุลินทรีย์และส่งเสริมการย่อยสลายของสารอินทรีย์

การย่อยสลายทางชีวภาพที่เพิ่มขึ้น: ออกซิเจนที่เพียงพอที่จัดหาโดยเครื่องเป่าลมสามารถส่งเสริมการสลายตัวของสารอินทรีย์ในน้ำเสีย และวัตถุประสงค์ของการเติมอากาศคือการให้ออกซิเจนละลายเพียงพอแก่น้ำเสียเพื่อรักษาการเผาผลาญของจุลินทรีย์เพื่อให้สามารถสลายตัวของสารอินทรีย์ในน้ำเสียได้อย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยกำจัดสารปนเปื้อนออกจากน้ำเสียและปรับปรุงคุณภาพน้ำ

ปรับปรุงประสิทธิภาพการบำบัดน้ำเสีย: สภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจนเพียงพอช่วยลดความต้องการออกซิเจนทางเคมีและชีวภาพในน้ำเสียและปรับปรุงประสิทธิภาพการบำบัด ตามปริมาณการบำบัดน้ำเสีย คุณภาพน้ำ (โดยเฉพาะปริมาณสารอินทรีย์ เช่น ความต้องการออกซิเจนทางเคมี COD ความต้องการออกซิเจนทางชีวเคมี BOD) ขั้นตอนต่าง ๆ และความต้องการออกซิเจนจริงเพื่อกำหนดการเติมอากาศที่ต้องการ เครื่องเป่าลมสามารถปรับการจ่ายอากาศได้อย่างยืดหยุ่นเพื่อให้แน่ใจว่าการจ่ายออกซิเจนตรงตามความต้องการและหลีกเลี่ยงการจ่ายเกิน จึงปรับปรุงประสิทธิภาพและคุณภาพของการบำบัดน้ำเสีย

ตัวอย่างเช่น สำหรับโรงบำบัดน้ำเสียในเมืองที่มีความจุ 10,000 ลูกบาศก์เมตร/วัน หาก BOD ที่ทางเข้าเป็น 200 มก./ลิตร และต้องควบคุม BOD ที่น้ำทิ้งให้ต่ำกว่า 20 มก./ลิตร อัตราการเติมอากาศที่ต้องการต่อลูกบาศก์เมตรของน้ำเสียสามารถคำนวณได้ตามข้อมูลเชิงประจักษ์ เช่น ค่าสัมประสิทธิ์แอโรบิกของจุลินทรีย์

ประการที่สอง: อากาศการกวนและการละลายของน้ำเสียด้วยเครื่องเป่าลม

เครื่องเป่าลมยังใช้ในการกวนน้ำเสีย วัตถุประสงค์หลักคือเพื่อให้แน่ใจว่าสารในน้ำเสียถูกผสมอย่างสม่ำเสมอ หลีกเลี่ยงการตกตะกอนและการตกตะกอน และปรับปรุงผลการบำบัด การกวนสามารถทำให้จุลินทรีย์ สารอาหาร และออกซิเจนละลายในน้ำเสียผสมกันอย่างเต็มที่เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการบำบัด

เครื่องเป่าลมที่มีผลการกวน

ปรับปรุงประสิทธิภาพการผสม: สารในน้ำเสียถูกกวนอย่างเต็มที่ผ่านฟองอากาศเพื่อให้แน่ใจว่าสารมลพิษในน้ำเสียถูกผสมอย่างสม่ำเสมอกับสารบำบัด จึงปรับปรุงผลการบำบัด

ป้องกันการตกตะกอน: การกวนป้องกันการตกตะกอนของสารแข็งในน้ำเสีย รักษาสถานะการแขวนลอยและมีส่วนช่วยให้ประสิทธิภาพของขั้นตอนการบำบัดถัดไป

ส่งเสริมปฏิกิริยาเคมี: ในกระบวนการบำบัดน้ำเสียบางอย่าง การกวนสามารถส่งเสริมปฏิกิริยาเคมีและปรับปรุงประสิทธิภาพการเกิดปฏิกิริยาของสารบำบัด

ตัวอย่างเช่น ในกระบวนการร่องออกซิเดชัน จำเป็นต้องมีเงื่อนไขไฮดรอลิกบางอย่างเพื่อให้แน่ใจว่าตะกอนเร่งถูกแขวนลอยและผสม ซึ่งต้องการให้เครื่องเป่าลมให้อัตราการไหลของอากาศที่เหมาะสมเพื่อให้บรรลุ ตะกอนเร่งถูกแขวนลอยในถังเติมอากาศ ในการสัมผัสกับน้ำเสียอย่างเต็มที่ เพื่อเพิ่มสภาพการถ่ายโอนมวลของสารมลพิษในระบบบำบัดน้ำ เพื่อให้สารอินทรีย์ จุลินทรีย์ และออกซิเจนในน้ำเสียสามารถสัมผัสและทำปฏิกิริยาได้อย่างเต็มที่ และปรับปรุงผลการบำบัด ให้สภาพที่ดีสำหรับการแพร่กระจายและการถ่ายโอนออกซิเจนในเฟสของเหลว ส่งเสริมให้ออกซิเจนละลายในน้ำได้เร็วขึ้นและสม่ำเสมอยิ่งขึ้น และปรับปรุงประสิทธิภาพการเติมอากาศต่อไป

ประการที่สาม: ข้อควรพิจารณาในการออกแบบระบบเครื่องเป่าลม

การออกแบบระบบเครื่องเป่าลมที่ประสบความสำเร็จในการบำบัดน้ำเสียขึ้นอยู่กับข้อควรพิจารณาหลายประการ:

อัตราการไหล ความดัน สภาพไซต์ (ความดันบรรยากาศ อุณหภูมิแวดล้อมในการทำงาน พื้นที่ว่างในสถานที่ ในร่มหรือกลางแจ้ง สภาพอากาศ ฯลฯ) อัตราส่วนช่วง (การเปลี่ยนแปลงระหว่างการไหลแบบเรียลไทม์และการไหลสูงสุด) ข้อกำหนดความซ้ำซ้อน (ลักษณะที่สำคัญของกระบวนการบำบัดน้ำเสีย) ต้นทุนทางเศรษฐกิจ (การลงทุนเริ่มต้นและต้นทุนการดำเนินงานระยะยาว)

อัตราการไหลและความดัน

วิธีการคำนวณทางทฤษฎี: ตามปริมาณการบำบัดน้ำเสีย ตัวบ่งชี้คุณภาพน้ำที่ทางเข้าและน้ำทิ้ง (เช่น BOD แอมโมเนียไนโตรเจน ฯลฯ) และกระบวนการบำบัดที่นำมาใช้ ความต้องการออกซิเจนทางทฤษฎีจะถูกคำนวณตามสูตรปฏิกิริยาเคมีและความต้องการออกซิเจนในการเผาผลาญของจุลินทรีย์ โดยใช้วิธีตะกอนเร่งเป็นตัวอย่าง สูตรเชิงประจักษ์ Lawrence-McCarty มักใช้ในการคำนวณความต้องการออกซิเจนของจุลินทรีย์

ตัวอย่างเช่น สำหรับการกำจัด BOD 1 กิโลกรัม ต้องใช้ออกซิเจนประมาณ 1-1.4 กิโลกรัม จากนั้นแปลงความต้องการออกซิเจนเป็นความต้องการอากาศ โดยพิจารณาจากปริมาณออกซิเจนในอากาศ (ประมาณ 21%) คุณสามารถคำนวณปริมาณอากาศทางทฤษฎีได้

อัตราการไหลเป็นฟังก์ชันของความต้องการออกซิเจนของจุลินทรีย์แอโรบิกที่ใช้ในกระบวนการบำบัด การบำบัดน้ำเสียจริง ๆ แล้วเกี่ยวข้องกับสองกระบวนการแยกจากกัน ซึ่งทั้งสองกระบวนการต้องการออกซิเจน: การเผาผลาญวัสดุชีวอินทรีย์

ตัวอย่าง ได้แก่ จุลินทรีย์ในโรงบำบัดน้ำเสียเทศบาล ของเสีย อนุภาคอาหารในกระบวนการแปรรูปอาหารและเครื่องดื่ม ไม้ในโรงงานกระดาษ หรือของเสียจากเส้นใยในโรงงานสิ่งทอ + จุลินทรีย์แอโรบิก + O2 = CO2 + NH3 + พลังงานไม่ดีอื่น ๆ

ที่สำคัญ การเก็บตัวอย่างน้ำเสียและการคำนวณความต้องการออกซิเจนทางชีวภาพและระดับแอมโมเนียช่วยให้ช่างเทคนิคกำหนดความต้องการอากาศของระบบ ซึ่งเป็นอัตราการไหลของมวลที่เปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิแวดล้อมเนื่องจากอากาศที่อุ่นกว่ามีออกซิเจนน้อยกว่า

เครื่องเป่าลมให้การไหลมากกว่าความดัน ความดันที่กำหนดบ่งบอกถึงแรงดันย้อนกลับสูงสุดที่สามารถเอาชนะได้ ความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการไหลที่เกิดจากเครื่องเป่าลมและความดันจำเป็นต้องปรับตามความต้องการเฉพาะ เครื่องเป่าลมแบบสกรูใช้เทคโนโลยีคอมเพรสเซอร์แบบสกรูเพื่อขยายช่วงความดันได้ถึง 22 psi สำหรับความต้องการความดันปานกลาง

การแก้ไขจริง

ในการใช้งานจริง เนื่องจากประสิทธิภาพการถ่ายโอนออกซิเจนของอุปกรณ์เติมอากาศ การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและความดันของน้ำเสีย และปัจจัยอื่นๆ ปริมาณอากาศตามทฤษฎีจำเป็นต้องได้รับการแก้ไข ตัวอย่างเช่น ประสิทธิภาพการถ่ายโอนออกซิเจนของอุปกรณ์เติมอากาศโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 5%-30% และตามพารามิเตอร์ประสิทธิภาพของอุปกรณ์เติมอากาศที่เลือก เช่น ประสิทธิภาพการถ่ายโอนออกซิเจนของหัวเติมอากาศแบบรูพรุนขนาดเล็กคือ 20% จำเป็นต้องคูณปริมาณอากาศตามทฤษฎีด้วยค่าสัมประสิทธิ์บางอย่าง (เช่น 1/0.2 = 5) เพื่อให้ได้ปริมาณอากาศที่ต้องการจริง

การคำนวณความดันอากาศ

อัตราส่วนช่วงหมายถึงช่วงของการเปลี่ยนแปลงระหว่างการไหลแบบเรียลไทม์และการไหลสูงสุด เมื่อออกแบบระบบเครื่องเป่าลม จำเป็นต้องพิจารณาช่วงการเปลี่ยนแปลงของอัตราการไหลระหว่างกระบวนการบำบัดน้ำเสียเพื่อให้แน่ใจว่าระบบสามารถทำงานได้ตามปกติภายใต้สภาวะการทำงานที่แตกต่างกัน

การคำนวณความดันสถิต

ความดันสถิตหมายถึงความดันของก๊าซที่อยู่นิ่ง ในการบำบัดน้ำเสีย ความดันสถิตจะพิจารณาถึงความต้านทานของระบบเติมอากาศเป็นหลัก รวมถึงความต้านทานของท่อและความต้านทานของหัวเติมอากาศ ความต้านทานของท่อสามารถคำนวณได้โดยสูตรดาร์ซี-ไวส์บาค ซึ่งเกี่ยวข้องกับความยาวท่อ เส้นผ่านศูนย์กลางท่อ ความหยาบ และอัตราการไหลของก๊าซ ความต้านทานของหัวเติมอากาศได้มาจากคู่มือผลิตภัณฑ์ของหัวเติมอากาศ ตัวอย่างเช่น สำหรับท่อเติมอากาศที่มีความยาว 100 เมตร เส้นผ่านศูนย์กลางท่อ 100 มม. และอัตราการไหลของก๊าซ 10 เมตร/วินาที ความต้องการความดันสถิตจะได้จากการคำนวณผลรวมของความต้านทานของท่อและความต้านทานของหัวเติมอากาศ

การคำนวณความดันไดนามิก

ความดันไดนามิกเกี่ยวข้องกับอัตราการไหลของก๊าซ ตามสมการของเบอร์นูลลี สูตรการคำนวณความดันไดนามิกคือ โดยที่คือความหนาแน่นของก๊าซ คืออัตราการไหลของก๊าซ ในระบบเติมอากาศบำบัดน้ำเสีย จำเป็นต้องพิจารณาความดันไดนามิกเมื่อก๊าซเข้าสู่หัวเติมอากาศเพื่อให้แน่ใจว่าก๊าซสามารถเข้าสู่น้ำเสียผ่านหัวเติมอากาศได้ตามปกติ

การคำนวณความดันรวม

ความดันรวมคือผลรวมของความดันสถิตและความดันไดนามิก ในการเลือก ความดันอากาศที่กำหนดของเครื่องเป่าลมควรมากกว่าหรือเท่ากับความดันรวมเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถตอบสนองความต้องการความดันของระบบเติมอากาศได้

สี่: สภาพไซต์

สภาพไซต์รวมถึงความดันแวดล้อม อุณหภูมิแวดล้อมในการทำงาน สารปนเปื้อนในไซต์ (ฝุ่น มีเทน ไฮโดรเจนซัลไฟด์ หรือก๊าซอันตรายอื่นๆ) พื้นที่ว่างในไซต์ การติดตั้งภายในหรือภายนอกอาคาร และสภาพภูมิอากาศ ปัจจัยเหล่านี้จะส่งผลต่อการเลือกและการติดตั้งระบบเครื่องเป่าลม และจำเป็นต้องได้รับการพิจารณาและออกแบบอย่างสมเหตุสมผลตามสถานการณ์จริง

ห้า: ข้อกำหนดความซ้ำซ้อน

ข้อกำหนดความซ้ำซ้อนหมายถึงคุณสมบัติที่สำคัญในกระบวนการบำบัดน้ำเสีย เช่น ความน่าเชื่อถือของการจ่ายออกซิเจนและความเสถียรของระบบ เมื่อออกแบบระบบเครื่องเป่าลม จำเป็นต้องพิจารณาว่าจำเป็นต้องมีอุปกรณ์สำรองเพื่อรับมือกับเหตุฉุกเฉินและรับประกันความเสถียรและความน่าเชื่อถือของระบบหรือไม่ ระดับการเติมอากาศในการบำบัดน้ำเสียมักจะสูงกว่าระดับการเติมอากาศตามธรรมชาติห้าถึงเจ็ดเท่า หากระบบไม่มีปริมาณออกซิเจนสูงอย่างกะทันหัน จุลินทรีย์ที่ใช้ออกซิเจนจะเริ่มตายอย่างรวดเร็ว ระบบบำบัดน้ำเสียอาจใช้เวลาหลายวันหรือหลายสัปดาห์กว่าจะถึงสมดุล ดังนั้นผู้ปฏิบัติงานระบบจึงไม่สามารถรับความเสี่ยงนั้นได้ ด้วยเหตุนี้ ระบบบำบัดน้ำเสียจึงมักมีเครื่องเป่าลมหลายตัวเพื่อให้มีความซ้ำซ้อนในระดับหนึ่ง เพื่อให้การบำบัดสามารถดำเนินต่อไปได้ในกรณีที่เครื่องเป่าลมต้องการการบำรุงรักษาหรือซ่อมแซม

หก: ต้นทุนทางเศรษฐกิจ

ต้นทุนเป็นปัจจัยสำคัญที่ต้องพิจารณาเมื่อออกแบบระบบเครื่องเป่าลมบำบัดน้ำเสีย รวมถึงการลงทุนเริ่มต้นและต้นทุนการดำเนินงานระยะยาว ต้นทุนของระบบ รวมถึงต้นทุนการจัดหาอุปกรณ์ ต้นทุนการใช้พลังงาน และต้นทุนการบำรุงรักษา ต้องลดลงให้เหลือน้อยที่สุดโดยมีเงื่อนไขว่าต้องเป็นไปตามข้อกำหนดในการประมวลผล

การใช้ไฟฟ้าเป็นหัวใจหลักของการใช้พลังงานในการบำบัดน้ำเสียเพื่อแก้ปัญหา แต่การใช้เครื่องเป่าลมแบบสกรูสามารถลดการใช้พลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ เครื่องเป่าลมแบบสกรูไร้น้ำมันของ Kelupp ใช้มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรที่มีประสิทธิภาพสูงพร้อมประสิทธิภาพสูงสุดถึง IE5 เยอรมนีออกแบบเครื่องยนต์หลักแบบสกรูที่มีประสิทธิภาพใหม่ การออกแบบโปรไฟล์ขั้นสูง ความเร็วต่ำ ประสิทธิภาพสูง การควบคุมอัจฉริยะสามารถปรับการควบคุมตามค่าออกซิเจนละลาย DO หรือสัญญาณค่าความดันเพื่อให้ได้การเติมอากาศที่แม่นยำและประหยัดพลังงานมากขึ้น ติดตั้งง่าย เริ่มหยุดด้วยปุ่มเดียว เสียบและเล่น ใช้ตลับลูกปืนขนาดใหญ่ SKF อายุการใช้งานสูงสุด 100,000 ชั่วโมง สำหรับการบำบัดตะกอนในโรงบำบัดน้ำเสีย การบำบัดน้ำเสีย การเติมอากาศด้วยการระเบิด การตีกลับน้ำอากาศ และกระบวนการอื่นๆ เพื่อประหยัดพลังงานและพลังงาน