Модернизация мелкопузырчатого дискового диффузора снижает энергопотребление на аэрацию на 48 % при производительности очистных сооружений 120 000 м³/сутки

Как муниципальная станция очистки сточных вод производительностью 120 000 м³/сут сократила потребление энергии на аэрацию на 48 % с помощью мелкопузырчатых дисковых диффузоров

Крупномасштабное-муниципальное очистное сооружение (ОССВ) в Восточной Азии общей проектной мощностью120,000 m³/dработает на четырех последовательных этапах строительства. Объект обслуживает плотный городской водосбор и на него распространяются стандарты сброса сточных вод класса I{{1}A по аммиачному-азоту.

Две очереди - Фаза I (50 000 м³/сутки) и Фаза IV (20 000 м³/сутки) - находились в непрерывной эксплуатации в течение многих лет без замены системы аэрации. По мере того как оригинальные диффузоры приходили в негодность, эксплуатационная группа объекта наблюдала рост энергопотребления, нестабильное распределение растворенного-кислорода (DO) и увеличение затрат на техническое обслуживание. Столкнувшись с явным пробелом в производительности и соблюдении требований, руководство завода поручило Aquasust спроектировать и провести полную модернизацию системы аэрации на обоих этапах одновременно.

2.1 Фаза I: Засорение трубчатого диффузора и разрушение конструкции

Резервуары для биологических реакций фазы I изначально были оборудованы2248 трубчатых диффузоровработает при номинальном расходе воздуха 8 Нм³/ч на единицу. После нескольких лет эксплуатации в системе появились характерные признаки поздней-стадии усталости мембран:

Закупорка пор мембраны
-Загрязнение микро-пор биопленкой и неорганическими отложениями привело к слиянию пузырьков, что привело к переводу системы из режима мелких-пузырьков в режим крупных-пузырей и резкому снижению эффективности переноса кислорода (OTE).

Структурное старение
- Растрескивание мембраны из EPDM и коррозия фитингов привели к образованию воздушных каналов, в результате чего образовались пузырьковые шлейфы-большого диаметра с минимальной-площадью контакта с поверхностью.

Энергетические отходы
Воздуходувки - работали при повышенном давлении нагнетания (76 кПа при расчетном потолке 81 кПа), потребляя почти 0,146 кВтч на кубический метр очищенных сточных вод - почти при максимальном запасе мощности.

Мертвые зоны и осаждение осадка
- при недостаточном и неравномерном распределении воздушного потока под решетками трубок образуются неподвижные карманы, вызывающие накопление осадка и создание локализованной анаэробной микро-среды.

Когда поток воздуха в отдельном диффузоре падает ниже расчетного порога, последствия распространяются на весь биопроцесс:

2.2 Фаза IV: отказ устаревшего дискового диффузора

Фаза IV изначально была оснащена3722 дисковых диффузора того же формата 270 мм, но более раннего поколения.. После существенного превышения заявленного производителем срока службы целостность мембраны нарушилась. Трещины под напряжением распространились по нескольким блокам одновременно, что сделало мат диффузора функционально эквивалентным открытой-системе труб. Давление нагнетания воздуходувки стабилизировалось на уровне 57,3 кПа (расчетный потолок: 61 кПа) -, работая с минимальным запасом прочности и производя грубую-пузырьковую аэрацию при увеличении затрат на электроэнергию.

3.1 Логика выбора диффузора

  Доказанная эффективность переноса кислорода:
При расчетном диапазоне расхода воздуха 2,0–6,0 Нм³/ч на единицу формат Φ270 достигает стандартной эффективности переноса кислорода (SOTE) более или равной 30 % в чистой воде, что соответствует теоретической эффективности аэрации более или равной 4,5 кгO₂/кВтч.

  Оптимальное покрытие зоны обслуживания:
Спецификация зоны обслуживания 0,4–0,8 м² на единицу соответствует геометрии дна резервуара как для Фазы I, так и для Фазы IV, обеспечивая плотное, но не-перекрывающееся покрытие.

 Пониженное давление в системе:
При эквивалентной производительности очистки формат дисков Φ270 работает с существенно меньшими потерями на сопротивление воздуха (менее или равными 3,5 кПа), чем устаревший массив трубчатых диффузоров, что напрямую снижает рабочее давление воздуходувки и продлевает ее механический срок службы.

3.2 Проверка конструкции гидравлики и аэрации

Фаза I
 Эффективная площадь аэрации: ~3800 м²
 Всего установлено диффузоров: 7532 шт.
  Итоговая площадь обслуживания: 0,50 м²/шт. (в пределах расчетного оптимума 0,4–0,8 м²)
  Конфигурация вентиляторов: два активных + один резервный, номинальный расход воздуха 150 м³/мин.
 Расход воздуха агрегата в расчетном состоянии: 2,39 Нм³/ч/агрегат (в рабочем окне 2,0–6,0 Нм³/ч)

Фаза IV
 Эффективная площадь аэрации: ~1665 м²
  Всего установлено диффузоров: 3076 шт.
 Итоговая площадь обслуживания: 0,547 м²/шт. (в пределах расчетного оптимума)
 Конфигурация вентиляторов: два активных + один резервный, номинальный расход воздуха 60 м³/мин.
 Расход воздуха агрегата при расчетном состоянии: 2,34 Нм³/ч/агрегат (в пределах рабочего окна)
Обе фазы работают в нижнем-среднем диапазоне диапазона 2,0–6,0 Нм³/ч, обеспечивая образование микро-пузырьков, полное покрытие пола и комфортный запас ниже верхнего порога воздушного потока, вызывающего деформацию мембраны.

Решение и объем поставки

 

Компания Aquasust поставила и установила комплексный пакет модернизации аэрации на обоих этапах очистки. В объем работ вошли не только элементы диффузора, но и вся вспомогательная инфраструктура, необходимая для долгосрочной-работа с низкими-техническими затратами.

4.1 Дисковый диффузор из EPDM с мелкими пузырьками диаметром 270 мм - Технические характеристики

4.2 Сводная информация о количестве диффузоров

4.3 Вспомогательное оборудование

 Глушители продувки воздухом (сброс газа/продувка) для защиты вентилятора во время технического обслуживания.
 Сливные клапаны из ПВХ в нижних точках резервуара для облегчения обезвоживания и проверки диффузора в будущем.
 Двенадцать (12) мембранных мембран из -стали 304 кислотной-промывки (Фаза IV) для-очистки мембран из EPDM на месте без полного обезвоживания резервуара

 

01

 

Обезвоживание и проверка резервуаров

Каждый бак биологической реакции поочередно выводили из строя, ил переносили в соседние активные резервуары и осушали резервуар. Перед началом сноса инженеры объекта Aquasust провели полное обследование состояния существующих боковых трубопроводов, главных аэрационных коллекторов и точек крепления.

 

02

 

Удаление устаревшей системы

Все существующие диффузорные блоки, седла и соединительная арматура систематически демонтировались. В тех случаях, когда отводы трубчатого диффузора находились в неработоспособном состоянии, также была заменена трубопроводная сеть. Мусор был убран, а пол резервуара был подготовлен к заданной точке установки новой решетки дискового диффузора.

 

03

 

Установка дискового диффузора Aquasust Φ270

Новые дисковые диффузоры из EPDM были установлены по расчетной сетке в соответствии с гидравлической конструкцией, при этом крутящий момент каждого агрегата- был настроен таким образом, чтобы предотвратить перепуск воздуха на соединительном седле. Затем боковые трубопроводы, главные коллекторы, сливные клапаны и продувочные устройства были введены в эксплуатацию и испытаны-под давлением перед повторным наполнением резервуара.

 

04

 

Постепенный ввод в эксплуатацию и проверка работоспособности

Резервуары были повторно наполнены, воздуходувки запущены с пониженной нагрузкой, а показания растворенного кислорода были сняты в нескольких точках сети резервуаров в течение начальных 24-часовых-периодов повышения производительности. Воздушный поток постепенно увеличивался до рабочей-точки. Данные процесса подтвердили равномерное распределение DO и стабильную нитрификацию в пределах обычного окна прогрева.

Общая продолжительность пребывания на-сайте:Этап IV: - 16 дн.; Фаза I - 41 дней (отражает большее количество резервуаров и объем диффузора).

Подтвержденные результаты

Данные о производительности записывались и сравнивались на одинаковой-приблизительной-основе (один и тот же календарный квартал, год-по сравнению с-годом, исключая из анализа сезонную температуру и влияющую на нее изменчивость нагрузки.

6.1 Консолидированное сравнение производительности

6.2 Снижение энергопотребления - Основной фактор

Переход на этапе I от двух активных вентиляторов к одному - с почти удвоенной пропускной способностью - является наиболее наглядной демонстрацией повышения эффективности. Предполагаемая простая окупаемость капитальных вложений составит примерно 18 месяцев, исходя только из эксплуатационной экономии электроэнергии.

6.3 Снижение давления нагнетателя - Технический запас безопасности

Снижение давления нагнетания воздуходувки – это не просто экономия энергии; он имеет структурное значение и значение надежности:

Фаза I: Давление упало с 76 кПа до 62 кПа при расчетном потолке в 81 кПа. Зазор между рабочим-и-потолком увеличился с 5 кПа до 19 кПа -, почти в четыре раза увеличив безопасный рабочий запас.
Фаза IV: Давление упало с 57,3 кПа до 51,6 кПа при предельном значении в 61 кПа. Высота над головой увеличилась более чем в два раза.

Более низкое рабочее давление означает снижение термической и механической нагрузки на подшипники, рабочие колеса и двигатели воздуходувок, что продлевает срок службы оборудования и снижает вероятность срабатывания предохранительного клапана, протечек в соединениях труб и незапланированных остановов.

6.4 Соблюдение требований по удалению аммиака-азота - и интенсификация очистки

Несмотря на обработку большего ежедневного объема, на обеих фазах уровень NH₃-N в сточных водах оставался значительно ниже пороговых значений класса I-A. Что еще более важно, общая масса удаленного аммиака за месяц увеличилась более чем вдвое:

Этап I: от 30,5 до 64,8 тонн/месяц (+112%)
Этап IV: с 14,4 до 29,3 тонн/месяц (+103%)
Этот результат отражает улучшенное распределение растворенного кислорода, обеспечивающее полную и стабильную нитрификацию по всему объему резервуара -, что является прямым следствием равномерного покрытия мелких-пузырей, обеспечиваемого решеткой дискового диффузора Aquasust Φ270.

Почему Аквасуст

 

 

Aquasust специализируется на проектировании, производстве и внедрении систем мелкопузырчатой ​​аэрации для очистки городских и промышленных сточных вод. Этот проект демонстрирует полный-возможности стека, которые отличают Aquasust от поставщика-только диффузоров:

1

Разработка-доставка сборки

От гидравлического моделирования и оптимизации компоновки диффузоров до-управления установкой на объекте и ввода в эксплуатацию процесса.

2

Спецификация,-подтвержденная производительностью

Каждый дисковый диффузор Aquasust Φ270 из EPDM изготовлен с коэффициентом SOTE не менее 30 % и эффективностью не менее 4,5 кгO₂/кВтч, что подтверждается независимой проверкой на соответствие протоколам испытаний GB/T 17393.

3

Вспомогательная интеграция

Узел продувки воздухом, сливные клапаны и системы кислотной-промывки поставляются в виде согласованного пакета, а не второстепенного решения.

4

Проверенные результаты на местах

Documented post-retrofit energy reduction of 42–49%, ammonia removal improvement of >100 % и снижение давления нагнетателя до 18 % в реальных городских условиях эксплуатации.

Готовы оценить модернизацию аэрации вашего предприятия?

Свяжитесь с командой инженеров Aquasust и сообщите размеры вашего резервуара, расчетный расход и существующие характеристики воздуходувки. Мы бесплатно подготовим предварительную схему диффузора, расчет-площади обслуживания и прогнозируемую оценку энергосбережения.

  Ознакомьтесь с дисковым диффузором Aquasust Φ270 мм из EPDM
  Услуги по модернизации системы аэрации
  Запросить оценку проекта