Jemná bublina vs. hrubá bublinková prevzdušnenie v ošetrení komunálnej odpadovej vody

Ozdialenosť je najviac energeticky náročný proces pri čistení komunálnej odpadovej vody, ktorý často predstavuje 45-60% celkovej spotreby energie v rastline .

Technické porovnanie medzi jemná bublina a hrubá bublina Dočasné systémy odhaľujú významné rozdiely v ich efektívnosti a prevádzkových nákladoch, ktoré sú poháňané predovšetkým základnou fyzikou prenosu plynu.

Účinnosť prenosu kyslíka (OTE)

Účinnosť prenosu kyslíka (OTE) je miera toho, ako efektívne prevzdušňovací systém prenáša kyslík zo vzduchu do odpadovej vody. Základným princípom je, že väčšia plocha povrchu bublín a dlhší kontaktný čas s kvapalinou vedú k vyššiemu prenosu kyslíka.

*Difúzory jemných bublín: Tieto difúzory produkujú malé bubliny, zvyčajne s priemerom 1-3 mm. Daný objem vzduchu, keď je rozdelený na početné malé bubliny, má výrazne väčšiu kumulatívnu plochu ako rovnaký objem v niekoľkých veľkých bublinách. Okrem toho menšie bubliny stúpajú pomalšie a zvyšujú svoj kontaktný čas s vodou. Výsledkom je, že jemné bublinové systémy majú vysoký OTE, často od 20% na viac ako 40% .

*Hrubé bublinky difúzorov: Produkujú väčšie bubliny, zvyčajne s priemerom 6 mm. Väčšie bubliny rýchlo stúpajú na povrch, čo vedie k oveľa kratšiemu kontaktnému času a k nižšej celkovej ploche povrchu na prenos kyslíka. V dôsledku toho je ich OTE výrazne nižšia, zvyčajne Menej ako 10% .

Štandardná účinnosť prevzdušňovania (SAE)

Štandardná účinnosť prevzdušňovania (SAE) je komplexnejšia metrika, ktorá kvantifikuje množstvo preneseného kyslíka na jednotku spotrebovanej energie. Meria celkovú účinnosť systému faktorom v OTE a sile potrebnej na prevádzkovanie dúchadiel. Často sa vyjadruje v librách alebo kilogramoch kyslíka na hodinu na koňoch (LB O2 /HP-HR).

*Systémy s jemnými bublinami: Kvôli ich vynikajúcemu OTE vyžadujú jemné bublinové systémy oveľa menej stlačený vzduch z dúchadiel, aby sa dosiahla rovnaká hladina rozpusteného kyslíka (Do). To sa premieta priamo do nižšej spotreby energie. Ich hodnoty SAE sa zvyčajne pohybujú od 4,0 až 7,0 lb O2/HP-HR alebo vyššie

*Hrubé bublinové systémy: Vďaka svojim nízkym OTE potrebujú hrubé bublinové systémy väčší objem vzduchu a výkonnejšie dúchadlá, aby uspokojili dopyt kyslíka. Ich SAE je preto oveľa nižšia, zvyčajne siahajúca od 1,5 až 3,0 lb O2/HP-HR .

Tipy:

Návrh a variabilita systému: Uvedené hodnoty OTE a SAE sú iba všeobecné rozsahy. Skutočný výkon do značnej miery závisí od špecifických konštrukčných parametrov, ako je hĺbka povodia, teplota vody, rozpustená požadovaná hodnota kyslíka a typ použitej difúzovej membrány. Výkon dobre navrhnutého hrubého bublinového systému sa niekedy môže prekrývať s výkonom zle navrhnutého jemného bublinového systému.

V niektorých aplikáciách by sa mohla použiť kombinácia oboch systémov - bubliny z búrky na účinný prenos kyslíka a hrubé bubliny (alebo mechanické miešačky) na efektívne miešanie.

Dlhodobé úspory prevádzkových nákladov

Zatiaľ čo systémy s jemnými bublinkami môžu mať vyššie počiatočné kapitálové náklady, významné úspory v spotrebe energie vedú k a oveľa nižšie celkové náklady na vlastníctvo Počas života systému. Úspora energie môže byť podstatná, často znižuje náklady na energiu prevzdušňovania rastliny 30-50% alebo viac.

Otrné počiatočné náklady na systém jemných bubliniek, ale v priebehu času by prevádzkové náklady pre hrubý bublinový systém stúpali oveľa vyššie, s celkovou nákladovou linkou pre splošovanie jemného bublinového systému a nakoniec sa výrazne znížilo.