Drobna bańka vs. Grube Bubble napowietrzanie w miejskim oczyszczaniu ścieków

Napowietrzanie jest najbardziej energochłonnym procesem w gminie oczyszczalni ścieków, często uwzględniając 45-60% całkowitego zużycia energii zakładu zakładu .

Porównanie techniczne między Drobna bańka I gruba bańka Systemy napowietrzania ujawniają znaczące różnice w ich wydajności i kosztach operacyjnych, przede wszystkim oparte na podstawowej fizyce transferu gazu.

Wydajność transferu tlenu (OTE)

Wydajność transferu tlenu (OTE) jest miarą tego, jak skutecznie układ napowietrzający przenosi tlen z powietrza do ścieków. Główną zasadą jest to, że większy obszar powierzchni pęcherzyków i dłuższy czas kontaktu z cieczą powodują wyższe przeniesienie tlenu.

*Doskonałe dyfuzory bąbelkowe: Te dyfuzory wytwarzają małe pęcherzyki o średnicy zwykle 1-3 mm. Dana objętość powietrza, po podziwianiu na liczne małe bąbelki, ma znacznie większą skumulowaną powierzchnię niż ta sama objętość w kilku dużych pęcherzykach. Ponadto mniejsze bąbelki rosną wolniej, zwiększając czas kontaktu z wodą. W rezultacie systemy drobnych bąbelków mają wysoki OTE, często w zakresie 20% do ponad 40% .

*Grube dyfuzory bąbelkowe: Powodują one większe pęcherzyki, zwykle o średnicy ponad 6 mm. Większe pęcherzyki gwałtownie wznoszą się na powierzchnię, co powoduje znacznie krótszy czas kontaktu i niższy obszar powierzchni do przenoszenia tlenu. W konsekwencji ich OTE jest znacznie niższe, zazwyczaj Mniej niż 10% .

Standardowa wydajność napowietrzania (SAE)

Standardowa wydajność napowietrzania (SAE) jest bardziej kompleksową miarą, która kwantyfikuje ilość przeniesionego tlenu na jednostkę zużytej energii. Mierzy ogólną wydajność systemu poprzez uwzględnienie zarówno OTE, jak i mocy wymaganej do obsługi dmuchaw. Często jest wyrażany w funtach lub kilogramach tlenu na koni moc (LB O2 /HP-HR).

*Drobne systemy bąbelkowe: Ze względu na ich lepsze systemy, drobne systemy bąbelkowe wymagają znacznie mniej sprężonego powietrza z dmuchaw, aby osiągnąć ten sam poziom rozpuszczonego tlenu (DO). Przekłada się to bezpośrednio na niższe zużycie energii. Ich wartości SAE zwykle wahają się 4,0 do 7,0 funta O2/HP-HR lub wyższa

*Gruboziarniste systemy bąbelkowe: Ze względu na ich niski OTE, gruboziarniste systemy bąbelkowe potrzebują większej objętości powietrza i silniejszych dmuchaw, aby zaspokoić zapotrzebowanie na tlen. Ich SAE jest zatem znacznie niższe, zwykle od 1,5 do 3,0 funta O2/HP-HR .

Porady:

Projektowanie i zmienność systemu: Podane wartości OTE i SAE to tylko ogólne zakresy. Rzeczywista wydajność zależy w dużej mierze od specyficznych parametrów projektowych, takich jak głębokość basenu, temperatura wody, rozpuszczony punkt zadany tlenu i rodzaj zastosowanej membrany dyfuzorowej. Wydajność dobrze zaprojektowanego gruboziarnistego systemu bąbelkowego może czasem pokrywać się z wydajnością słabo zaprojektowanego systemu bąbelkowego.

W niektórych zastosowaniach można zastosować kombinację obu układów - fine bąbelki do wydajnego transferu tlenu i gruboziarniste bąbelki (lub miksery mechaniczne) w celu skutecznego mieszania.

Długoterminowe oszczędności kosztów operacyjnych

Podczas gdy systemy drobnych bąbelków mogą mieć wyższy początkowy koszt kapitału, znaczne oszczędności zużycia energii prowadzą do znacznie niższy całkowity koszt własności Przez całe życie systemu. Oszczędności mocy mogą być znaczne, często zmniejszając koszty energii napowietrzania przez zakład 30-50% lub więcej.

Winujący początkowy koszt systemu drobnych bąbelków, ale z czasem koszty operacyjne dla gruboziarnistego systemu bąbelkowego wzrosłyby znacznie wyżej, z całkowitą linią kosztów dla systemu drobnych bąbelków i ostatecznie staje się znacznie niższa.