Hava üfleyiciler, toplumun hızlı ilerlemesi ve modern sanayinin hızlı gelişimi ile çeşitli endüstrilerin kanalizasyon arıtımında gerekli ekipman haline gelmiştir.
Birinci: Kanalizasyon arıtımında hava üfleyicilerin havalandırma oksijen temini
Atık su arıtımında aktif çamur yönteminde, aerobik mikroorganizmaların sudaki organik maddeleri emmesi, oksitlemesi ve parçalayarak karbondioksit ve su oluşturması gerekir, aynı zamanda çoğalırlar, bu da aktif çamurdaki mikroorganizmalara yeterli çözünmüş oksijen sağlamayı gerektirir ve havalandırma bu sürecin anahtarıdır.
Oksijen temini: Hava üfleyici, havayı havalandırma tankına taşıyarak mikrobiyal büyüme ve metabolizma için oksijen sağlar. Hava üfleyici sürekli olarak hava sağlar, oksijeni havadan suya hava-su teması yoluyla aktararak mikrobiyal büyüme ve metabolik süreçlerin oksijen ihtiyaçlarını karşılar. Ana rolü, mikroorganizmalara yeterli oksijen sağlamak ve organik maddelerin parçalanmasını teşvik etmek için atık suya hava vermektir.
Gelişmiş biyolojik bozunma: Hava üfleyici tarafından sağlanan yeterli oksijen, atık sudaki organik maddelerin parçalanmasını teşvik edebilir ve havalandırmanın amacı, mikroorganizmaların metabolizmasını sürdürmek için kanalizasyona yeterli çözünmüş oksijen sağlamaktır, böylece kanalizasyondaki organik maddeleri etkili bir şekilde parçalayabilirler. Atık sudan kirleticilerin uzaklaştırılmasına ve su kalitesinin iyileştirilmesine yardımcı olur.
Atık su arıtma verimliliğini artırın: Oksijen açısından yeterli bir ortam, atık sudaki kimyasal ve biyolojik oksijen talebini azaltmaya ve arıtma verimliliğini artırmaya yardımcı olur. Kanalizasyon arıtma miktarına, su kalitesine (özellikle kimyasal oksijen talebi COD, biyokimyasal oksijen talebi BOD gibi organik içerik) farklı aşamalara ve gerçek oksijen talebine göre gerekli havalandırma belirlenir. Hava üfleyici, oksijen arzının talebi karşılamasını ve aşırı arzdan kaçınılmasını sağlamak için hava beslemesini esnek bir şekilde ayarlayabilir, böylece kanalizasyon arıtma verimliliği ve kalitesi artırılır.
Örneğin, günlük 10.000 metreküp kapasiteli bir kentsel kanalizasyon arıtma tesisi için, giriş BOD 200mg/L ise ve çıkış BOD'un 20mg/L'nin altında kontrol edilmesi gerekiyorsa, mikroorganizmaların aerobik katsayısı gibi ampirik verilere göre kanalizasyonun metreküp başına gerekli havalandırma oranı hesaplanabilir.
İkinci: Hava Üfleyici atık su karıştırma ve çözünme arıtımı
Hava üfleyici aynı zamanda kanalizasyonu karıştırmak için de kullanılır. Ana amacı, atık sudaki maddelerin eşit şekilde karışmasını sağlamak, çökelmeyi ve birikmeyi önlemek ve arıtma etkisini artırmaktır. Karıştırma, kanalizasyondaki mikroorganizmaların, besin maddelerinin ve çözünmüş oksijenin tam olarak karışmasını sağlayarak arıtma verimliliğini artırabilir.
Karıştırma etkili hava üfleyici
Karıştırma verimliliğini artırın: Atık sudaki maddeler hava kabarcıkları aracılığıyla tamamen karıştırılır, böylece atık sudaki kirleticilerin arıtma ajanı ile eşit şekilde karışması sağlanır ve arıtma etkisi artırılır.
Çökelmeyi önleme: Karıştırma, atık sudaki katı maddelerin çökmesini önler, askıda kalma durumunu korur ve sonraki arıtma aşamasının verimliliğine katkıda bulunur.
Kimyasal reaksiyonu teşvik et: Bazı atık su arıtma süreçlerinde, karıştırma kimyasal reaksiyonu teşvik edebilir ve arıtma ajanının reaksiyon verimliliğini artırabilir.
Örneğin, oksidasyon hendeği sürecinde, aktif çamurun askıda kalmasını ve karışmasını sağlamak için belirli hidrolik koşullar gereklidir, bu da uygun hava akışını sağlamak için üfleyicinin kullanılmasını gerektirir. Aktif çamur, havalandırma tankında askıda kalır, kanalizasyonla tam temas halindedir, su arıtma sistemindeki kirleticilerin kütle transfer koşullarını artırır, böylece kanalizasyondaki organik madde, mikroorganizmalar ve oksijen tam olarak temas eder ve reaksiyona girer ve arıtma etkisini artırır. Sıvı fazda oksijenin yayılması ve transferi için iyi koşullar sağlar, oksijenin suya daha hızlı ve eşit bir şekilde çözünmesini teşvik eder ve havalandırma verimliliğini daha da artırır.
Üçüncü: Hava üfleyici sistem tasarım hususları
Atık su arıtımında bir hava üfleyici sisteminin başarılı tasarımı birkaç hususa bağlıdır:
Akış hızı, basınç, saha koşulları (çevre basıncı, çalışma ortam sıcaklığı, mevcut alan, iç veya dış mekan, iklim vb.), aralık oranı (gerçek zamanlı akış ile maksimum akış arasındaki değişim), yedekleme gereksinimleri (atık su arıtma sürecinin kritik doğası), ekonomik maliyet (ilk sermaye yatırımı ve uzun vadeli işletme maliyetleri).
Akış hızı ve basınç
Teorik hesaplama yöntemi: Kanalizasyon arıtma miktarına, giriş ve çıkış su kalitesi göstergelerine (BOD, amonyak azotu vb. gibi) ve benimsenen arıtma sürecine göre, kimyasal reaksiyon formülü ve mikrobiyal metabolizma oksijen talebine göre teorik oksijen talebi hesaplanır. Aktif çamur yöntemi örnek olarak alındığında, mikroorganizmaların oksijen talebini hesaplamak için genellikle ampirik Lawrence-McCarty denklemi kullanılır.
Örneğin, 1 kg BOD'un uzaklaştırılması için yaklaşık 1-1.4 kg oksijen gereklidir. Ardından oksijen talebini hava talebine dönüştürerek, havadaki oksijen içeriğini (yaklaşık %21) dikkate alarak teorik hava hacmini hesaplayabilirsiniz.
Akış hızı, arıtma sürecinde kullanılan aerobik mikroorganizmaların oksijen talebinin bir fonksiyonudur. Atık su arıtımı aslında iki ayrı süreci içerir ve her ikisi de oksijen gerektirir: biyoorganik maddelerin metabolizması,
Örnekler arasında belediye atık su arıtma tesislerindeki organizmalar, atık, gıda ve içecek işleme tesislerindeki gıda parçacıkları, kağıt fabrikalarındaki odun veya tekstil fabrikalarındaki lif atıkları + aerobik mikroplar +O2=CO2+NH3+ diğer kötü enerji bulunur.
Özellikle, atık su örnekleri almak ve biyolojik oksijen ihtiyacı ve amonyak seviyelerini hesaplamak, teknisyenlerin sistemin hava talebini belirlemelerine yardımcı olur, bu da ortam sıcaklığı ile değişen bir kütle akış hızıdır çünkü daha sıcak hava daha az oksijen içerir.
Hava üfleyici esas olarak basınç yerine akış sağlar. Nominal basıncı, aşılabilecek maksimum geri basıncı gösterir. Üfleyici tarafından üretilen akış hızı ile basınç arasındaki ilişki, belirli ihtiyaçlara göre ayarlanmalıdır. Vida üfleyiciler, orta basınç gereksinimleri için basınç aralığını 22 psi'ye kadar genişletmek için vida kompresör teknolojisini kullanır.
Gerçek düzeltme
Pratik uygulamalarda, havalandırma ekipmanının oksijen transfer verimliliği, sıcaklık ve atık suyun basınç değişiklikleri ve diğer faktörler nedeniyle teorik hava hacminin düzeltilmesi gerekmektedir. Örneğin, havalandırma ekipmanının oksijen transfer verimliliği genellikle %5-%30 arasındadır ve seçilen havalandırma ekipmanının performans parametrelerine göre, örneğin mikroporöz havalandırma başlığının oksijen transfer verimliliği %20 ise, teorik hava hacmini belirli bir katsayı ile (örneğin 1/0.2 = 5) çarparak gerçek gerekli hava hacmi elde edilmelidir.
Hava basıncı hesaplaması
Aralık oranı, gerçek zamanlı akış ile maksimum akış arasındaki değişim aralığını ifade eder. Üfleyici sistemi tasarlarken, atık su arıtma sürecinde akış hızının değişim aralığını dikkate almak gereklidir, böylece sistemin farklı çalışma koşullarında normal şekilde çalışabilmesi sağlanır.
Statik basınç hesaplaması
Statik basınç, dinlenme halindeki bir gazın basıncını ifade eder. Atık su arıtmada, statik basınç esas olarak havalandırma sisteminin direncini, boru direnci ve havalandırma başlığı direnci dahil olmak üzere dikkate alır. Boru direnci, boru uzunluğu, boru çapı, pürüzlülük ve gaz akış hızı ile ilgili olan Darcy-Weisbach formülü ile hesaplanabilir. Havalandırma başlığının direnci, havalandırma başlığının ürün kılavuzuna göre elde edilir. Örneğin, 100 metre uzunluğunda, 100 mm çapında ve 10 metre/s gaz akış hızına sahip bir havalandırma borusu için, borunun direnci ve havalandırma başlığının direncinin toplamı hesaplanarak statik basınç gereksinimi elde edilir.
Dinamik basınç hesaplaması
Dinamik basınç, Bernoulli denklemi uyarınca gazın akış hızı ile ilişkilidir, dinamik basınç hesaplama formülü, gaz yoğunluğu ve gaz akış hızı ile ilgilidir. Atık su arıtma havalandırma sisteminde, gazın havalandırma başlığına girdiğinde dinamik basıncı dikkate almak gereklidir, böylece gazın havalandırma başlığı aracılığıyla atık suya normal şekilde girebilmesi sağlanır.
Toplam basınç hesaplaması
Toplam basınç, statik basınç ve dinamik basıncın toplamıdır. Seçimde, üfleyicinin nominal hava basıncı, havalandırma sisteminin basınç ihtiyaçlarının karşılanabilmesini sağlamak için toplam basınca eşit veya daha büyük olmalıdır.
Dördüncü: Site koşulları
Site koşulları, ortam basıncı, çalışma ortam sıcaklığı, site kirleticileri (toz, metan, hidrojen sülfür veya diğer zararlı gazlar), mevcut alan, iç mekan veya dış mekan ve iklimi içerir. Bu faktörler, üfleyici sisteminin seçimini ve kurulumunu etkileyecek ve gerçek duruma göre makul bir şekilde dikkate alınmalı ve tasarlanmalıdır.
Beşinci: Yedeklik gereksinimleri
Yedeklik gereksinimleri, oksijen arzının güvenilirliği ve sistemin kararlılığı gibi atık su arıtma sürecindeki anahtar özelliklere atıfta bulunur. Üfleyici sistemi tasarlarken, acil durumlarla başa çıkmak ve sistemin kararlılığını ve güvenilirliğini sağlamak için yedek ekipmana ihtiyaç olup olmadığını dikkate almak gereklidir. Atık su arıtma sistemlerinde havalandırma seviyeleri genellikle doğal olarak oluşan havalandırma seviyelerinden beş ila yedi kat daha yüksektir. Bir sistem aniden bu yüksek oksijen içeriğine sahip olmazsa, aerobik mikroplar hızla ölmeye başlar. Atık su arıtma sistemlerinin dengeye ulaşması günler veya haftalar alabilir, bu nedenle sistem operatörleri bu riski göze alamaz. Sonuç olarak, atık su arıtma sistemleri genellikle bakım veya onarım gerektirdiğinde tedavinin devam edebilmesi için bir dereceye kadar yedeklilik sağlamak amacıyla birden fazla üfleyiciye sahiptir.
Altıncı: Ekonomik Maliyet
MaliyetAtık su arıtma üfleyici sistemi tasarlarken dikkate alınması gereken önemli bir faktördür, başlangıç sermaye yatırımı ve uzun vadeli işletme maliyetleri dahil. Sistem maliyetleri, ekipman satın alma maliyetleri, enerji tüketim maliyetleri ve bakım maliyetleri dahil olmak üzere, işleme gereksinimlerini karşılama ön koşuluyla en aza indirilmelidir.
Elektrik tüketimi, sorunu çözmek için atık su arıtmada enerji tüketiminin merkezindedir, ancak vida üfleyicilerin kullanımı enerji tüketimini etkili bir şekilde azaltabilir. Kelupp yağsız vida üfleyiciler, maksimum verimliliği IE5'e kadar olan verimli kalıcı mıknatıs senkron değişken frekanslı motorlar kullanır. Almanya tasarımı yeni verimli vida ana motoru, gelişmiş profil tasarımı, düşük hız, yüksek verimlilik. Çözünmüş oksijen DO değeri veya basınç değeri sinyaline göre kontrolü ayarlayabilen akıllı kontrol, doğru havalandırma ve daha fazla enerji tasarrufu sağlar. Kurulumu kolay, tek tuşla başlatma durdurma, tak ve çalıştır. SKF büyük çaplı rulman kullanarak, ömrü 100.000 saate kadar, atık su arıtma tesisi çamur arıtma, atık su arıtma, patlama havalandırma, hava su geri tepme ve diğer süreçlerde enerji ve güç tasarrufu sağlar.
