Оновлення дискового дифузора з дрібними бульбашками скорочує енергію аерації на 48% при 120 000 м³/день WWTP

Як муніципальна очисна станція з продуктивністю 120 000 м³/день скоротила енергію аерації на 48% за допомогою дискових дифузорів із дрібними бульбашками

Велика -муніципальна очисна споруда (WWTP) у Східній Азії загальною проектною потужністю120,000 m³/dпрацює в чотири послідовні етапи будівництва. Об’єкт обслуговує густонаселений міський басейн і підпадає під дію стандартів скиду стічних вод класу I-A щодо аміачного-азоту.

Дві фази - Фаза I (50 000 м³/день) і Фаза IV (20 000 м³/день) - безперервно працювали протягом багатьох років без заміни системи аерації. У міру того, як вихідні дифузори зношувалися, робоча група установи спостерігала зростання споживання енергії, нестабільний розподіл розчиненого-кисню (РО) і збільшення навантаження на обслуговування. Зіткнувшись з явним розривом продуктивності та дотримання вимог, керівництво заводу доручило Aquasust розробити та виконати повну модернізацію системи аерації на обох етапах одночасно.

2.1 Фаза I: Засмічення трубного дифузора та руйнування конструкції

Резервуари для біологічної реакції Phase I спочатку були оснащені2248 трубчастих дифузорівпрацює при номінальному потоці повітря 8 Нм³/год на одиницю. Після багатьох років служби система продемонструвала характерні ознаки втоми мембрани на пізній-стадії:

Закупорка пор мембрани
- мікро-забруднення біоплівкою та неорганічними накипами спричинило коалесценцію бульбашок, перехід системи з дрібно{2}}бульбашкового режиму на грубий-бульбашковий режим і різке зниження ефективності переносу кисню (OTE).

Структурне старіння
- Розтріскування EPDM-мембрани та корозія з’єднань створювали повітряні канали, утворюючи бульбашки великого-діаметра з мінімальною поверхнею-площі контакту.

Відходи енергії
- повітродувки працювали при підвищеному тиску нагнітання (76 кПа проти проектної стелі в 81 кПа), споживаючи майже 0,146 кВт-год на кубічний метр очищеної стічної води - майже на рівні запасу потужності.

Мертві зони та шламові відкладення
- з недостатнім і нерівномірно розподіленим повітряним потоком під масивами трубок утворилися спокійні кишені, що призвело до накопичення осаду та створення локального анаеробного мікро-середовища.

Коли потік повітря окремого дифузора падає нижче проектного порогу, наслідки поширюються на весь біопроцес:

2.2 Фаза IV: Поломка застарілого дискового дифузора

Фаза IV спочатку була оснащена3722 дискових дифузора того ж формату 270 мм, але продукт більш раннього покоління. Після того, як номінальний термін служби виробника був значно перевищений, цілісність мембрани порушилася. Тріщини від напруги поширювалися на кілька блоків одночасно, роблячи дифузорний мат функціонально еквівалентним системі відкритих -труб. Тиск нагнітання повітродувки стабілізувався на рівні 57,3 кПа (проектна межа: 61 кПа) - працюючи з мінімальним запасом міцності та виробляючи грубу-бульбашкову аерацію зі збільшенням витрат на енергію.

3.1 Логіка вибору дифузора

  Доведена ефективність передачі кисню:
При проектному діапазоні повітряного потоку 2,0–6,0 Нм³/год на одиницю, формат Φ270 досягає стандартної ефективності переносу кисню (SOTE), що перевищує або дорівнює 30% у чистій воді, що відповідає теоретичній ефективності аерації, що перевищує або дорівнює 4,5 кгO₂/кВт-год.

  Оптимальне покриття зони обслуговування:
Специфікація зони обслуговування 0,4–0,8 м²/одиниця узгоджується з геометрією дна резервуару як для фази I, так і для фази IV, що забезпечує щільне покриття, але не -перекривається.

 Знижений тиск в системі:
При еквівалентній потужності обробки дисковий формат Φ270 працює зі значно меншими втратами на опір повітря (менше або дорівнює 3,5 кПа), ніж застаріла система трубчастих дифузорів, безпосередньо знижуючи робочий тиск повітродувки та подовжуючи термін служби повітродувки.

3.2 Перевірка проекту гідравліки та аерації

Фаза I
 Ефективна площа аерації: ~3800 м²
 Всього встановлено дифузорів: 7532 шт
  Результуюча площа обслуговування: 0,50 м²/одиниця (в межах розрахункового оптимуму 0,4–0,8 м²)
  Конфігурація повітродувки: дві активні + одна резервна, номінальний потік повітря 150 м³/хв
 Потік повітря блоку в розрахункових умовах: 2,39 Нм³/год/блок (у межах робочого вікна 2,0–6,0 Нм³/год)

Фаза IV
 Ефективна площа аерації: ~1665 м²
  Всього встановлено дифузорів: 3076 шт
 Результуюча площа обслуговування: 0,547 м²/одиницю (в межах проектного оптимуму)
 Конфігурація повітродувки: дві активні + одна резервна, номінальний потік повітря 60 м³/хв
 Повітряний потік блоку в розрахункових умовах: 2,34 Нм³/год/блок (у робочому вікні)
Обидві фази працюють у нижній-середній смузі діапазону 2,0–6,0 Нм³/год, забезпечуючи утворення мікро-бульбашок, повне покриття підлоги та комфортний запас нижче верхнього порогу повітряного потоку, який спричиняє спотворення мембрани.

Рішення та обсяг постачання

 

Aquasust поставив і встановив комплексний пакет модернізації аерації на обох етапах обробки. Обсяг охоплював не лише елементи дифузора, але й повну допоміжну інфраструктуру, необхідну для тривалого-терміну-обслуговування.

4.1 Φ270 мм дисковий дифузор з дрібними бульбашками EPDM - Технічні характеристики

4.2 Підсумок кількості дифузора

4.3 Допоміжне обладнання

 Глушники для продування повітря (скидання газу/продувка) для захисту повітродувки під час технічного обслуговування
 Зливні клапани ПВХ у нижніх точках резервуара для полегшення майбутнього зневоднення та перевірки дифузора
 Дванадцять (12) вузлів кислотного-промивання мембрани з нержавіючої -сталі 304 (Фаза IV) для -очищення мембрани EPDM на місці без зневоднення повного резервуару

 

01

 

Зневоднення та перевірка резервуарів

Кожен резервуар для біологічних реакцій був виведений з ладу по черзі, мул був перенесений у сусідні активні резервуари, і резервуар був осушений. Інженери Aquasust провели повне обстеження стану існуючих бокових трубопроводів, головних колекторів аерації та точок кріплення перед початком будь-якого знесення.

 

02

 

Видалення застарілої системи

Усі існуючі дифузори, сідла та з’єднувальні фітинги були систематично видалені. Там, де бічні сторони трубчастого дифузора були непридатні для експлуатації, була також замінена мережа труб. Сміття було розчищено, а дно резервуару підготовлено до заданої точки встановлення для нової решітки дискового дифузора.

 

03

 

Монтаж дискового дифузора Aquasust Φ270

Нові дискові дифузори з EPDM були встановлені за схемою сітки відповідно до гідравлічної конструкції, з крутним моментом-на кожному блоку, щоб запобігти обходу повітря в сідлі з’єднання. Бічні трубопроводи, головні колектори, зливні клапани та продувні вузли були введені в експлуатацію та перевірені тиском-перед повторним наповненням бака.

 

04

 

Поступове введення в експлуатацію та перевірка DO

Ємності було наповнено, повітродувки запустили зі зниженим навантаженням, і протягом першого 24-годинного-періоду підвищення активності в кількох точках ємності було знято показники DO. Потік повітря поступово збільшувався до робочої{5}}заданої точки. Дані процесу підтвердили рівномірний розподіл DO та стабільну нітрифікацію в межах нормального вікна прогріву.

Загальна тривалість-на сайті:Фаза IV - 16 днів; Фаза I - 41 днів (що відображає більшу кількість резервуарів і об’єм дифузора).

Перевірені результати

Дані про продуктивність записувалися та порівнювалися на основі-для-подібного (той самий календарний квартал, рік-за- рік), усуваючи з аналізу сезонну температуру та впливову мінливість навантаження.

6.1 Консолідоване порівняння ефективності

6.2 Зниження енергії - Основна рушійна сила

Перехід на етапі I від двох активних повітродувок до однієї - з майже подвоєною продуктивністю - є найяскравішою демонстрацією збільшення ефективності. Орієнтовна проста окупність капіталовкладень становить приблизно 18 місяців, виходячи лише з економії електроенергії.

6.3 Зниження тиску нагнітача - Інженерний запас безпеки

Зниження тиску нагнітання повітродувки – це не просто економія енергії; він має структурну цінність і надійність:

Фаза I: Тиск знизився з 76 кПа до 62 кПа проти проектної стелі 81 кПа. Зазор-від-стелі збільшився з 5 кПа до 19 кПа - майже в чотири рази збільшивши безпечний робочий запас.
Фаза IV: Тиск знизився з 57,3 кПа до 51,6 кПа проти максимального значення 61 кПа. Запас над головою збільшився більш ніж удвічі.

Нижчий робочий тиск означає зниження термічного та механічного навантаження на підшипники повітродувки, робочі колеса та двигуни, подовжуючи термін служби обладнання та знижуючи ймовірність спрацьовування запобіжного клапана, витоку з’єднань труб та незапланованих зупинок.

6.4 Видалення аміаку-азоту - Дотримання режиму та інтенсифікація лікування

Незважаючи на обробку більшого добового об’єму, обидві фази підтримували NH₃-N у стічних водах значно нижче порогових значень класу I-A. Що більш важливо, загальна маса аміаку, видаленого за місяць, збільшилася більш ніж удвічі:

Етап I: від 30,5 до 64,8 тонн/місяць (+112%)
Етап IV: від 14,4 до 29,3 тонн/місяць (+103%)
Цей результат відображає покращений розподіл DO, що забезпечує повну та стабільну нітрифікацію по всьому об’єму бака - як прямий наслідок рівномірного покриття дрібними{1}}бульбашками, яке забезпечує дискова дифузорна сітка Aquasust Φ270.

Чому Aquasust

 

 

Aquasust спеціалізується на розробці, виробництві та впровадженні на місці систем дрібнопухирцевої аерації для очищення міських і промислових стічних вод. Цей проект демонструє повну-можливість стека, що відрізняє Aquasust від-лише постачальника дифузорів:

1

Проектування-поставка

Від гідравлічного моделювання та оптимізації компонування дифузора до -керування встановленням на місці та введення в експлуатацію

2

Специфікація-підтримки продуктивності

Кожен дисковий дифузор Aquasust Φ270 EPDM виготовляється з ефективністю, що перевищує або дорівнює 30% SOTE та перевищує або дорівнює 4,5 кгO₂/кВт·год, що можна незалежно перевірити за протоколами випробувань GB/T 17393

3

Допоміжна інтеграція

Вузли продувки повітрям, зливні клапани та системи-промивання кислотою постачаються як скоординований пакет, а не позапланово

4

Перевірені польові результати

Documented post-retrofit energy reduction of 42–49%, ammonia removal improvement of >100% і зниження тиску нагнітача до 18% у реальному міському робочому середовищі

Готові оцінити модернізацію аерації для вашого закладу?

Зв’яжіться з командою інженерів Aquasust, щоб повідомити розміри резервуару, розрахунковий потік і існуючу специфікацію повітродувки. Ми безкоштовно підготуємо попередню схему розташування дифузора, розрахунок-обслуговуваної площі та прогнозовану оцінку енергозбереження.

  Ознайомтеся з дисковим дифузором Aquasust Φ270 мм EPDM
  Послуги з модернізації систем аерації
  Запит на оцінку проекту