Jemná bublina vs. hrubé provzdušňování bublin v městské čištění odpadních vod

Provzdušňování je nejvíce energeticky nejnáročnějším procesem v čištění komunálních odpadních vod, často účtuje 45-60% celkové spotřeby energie rostliny .

Technické srovnání mezi jemná bublina a Hrubá bublina Provzdušňovací systémy odhalují významné rozdíly v jejich účinnosti a provozních nákladech, především poháněných základní fyzikou přenosu plynu.

Účinnost přenosu kyslíku (OTE)

Účinnost přenosu kyslíku (OTE) je míra toho, jak účinně provzdušňovací systém přenáší kyslík ze vzduchu do odpadní vody. Základní princip je, že větší plocha povrchu bublin a delší doba kontaktu s kapalinou vede k vyššímu přenosu kyslíku.

*Difuzory jemných bublin: Tyto difuzory produkují malé bubliny, obvykle 1-3 mm v průměru. Daný objem vzduchu, když je rozdělen na četné malé bubliny, má výrazně větší kumulativní povrchovou plochu než stejný objem v několika velkých bublinách. Navíc menší bubliny stoupají pomaleji a zvyšují jejich kontaktní dobu s vodou. V důsledku toho mají jemné bublinové systémy vysokou OT, často od 20% na více než 40% .

*Hrubé difuzory bublin: Ty produkují větší bubliny, obvykle nad 6 mm v průměru. Větší bubliny rychle stoupají na povrch, což má za následek mnohem kratší doba kontaktu a nižší celkové povrchové ploše pro přenos kyslíku. V důsledku toho je jejich OTE výrazně nižší Méně než 10% .

Standardní účinnost provzdušňování (SAE)

Standardní účinnost provzdušňování (SAE) je komplexnější metrika, která kvantifikuje množství přeneseného kyslíku na jednotku spotřebované energie. Měří celkovou efektivitu systému tím, že faktoruje jak v OT, tak v síle potřebné k provozu dmychadel. Často je vyjádřen v librách nebo kilogramech kyslíku na koňskou sílu (lb O2 /hp-HR).

*Systémy jemných bublin: Vzhledem k jejich vynikajícímu OTE vyžadují jemné bublinové systémy mnohem méně stlačeného vzduchu z dmychadel, aby se dosáhlo stejné úrovně rozpuštěného kyslíku (DO). To se promítá přímo do nižší spotřeby energie. Jejich hodnoty SAE se obvykle pohybují od 4,0 až 7,0 lb O2/HP-HR nebo vyšší

*Hrubé bublinové systémy: Kvůli jejich nízkému OTE potřebují hrubé bublinové systémy, aby uspokojily poptávku kyslíku větší objem vzduchu a silnější dmychadlo. Jejich SAE je proto mnohem nižší, obvykle od 1,5 až 3,0 lb O2/HP-HR .

Tipy:

Návrh a variabilita systému: Uvedené hodnoty OTE a SAE jsou pouze obecné rozsahy. Skutečný výkon do značné míry závisí na specifických konstrukčních parametrech, jako je hloubka povodí, teplota vody, rozpuštěná hodnota kyslíku a typ použité difuzorové membrány. Výkon dobře navrženého hrubého bublinového systému se může někdy překrývat s výkonem špatně navrženého systému jemných bublin.

V některých aplikacích by mohla být použita kombinace obou systémů - jedené bubliny pro efektivní přenos kyslíku a hrubé bubliny (nebo mechanické mixéry) pro efektivní míchání.

Dlouhodobé úspory provozních nákladů

Zatímco systémy jemných bublin mohou mít vyšší počáteční kapitálové náklady, významné úspory spotřeby energie vedou k a mnohem nižší celkové náklady na vlastnictví během života systému. Úspory energie mohou být značné a často snižují náklady na aeraci rostliny 30-50% nebo více.

Strpé počáteční náklady na systém jemných bublin, ale v průběhu času by se provozní náklady na hrubý bublinový systém stoupaly mnohem výše, s celkovým nákladům pro jemné bublinové systém zploštělé a nakonec výrazně nižší. .