A pneumatikus levegőztető berendezések
tényleges (üzemi) oxigénező kapacitásának mérése
Cégünk már 1998 óta foglalkozik mechanikus levegőztető berendezések
fejlesztésével és gyártásával, a biológiai szennyvíztisztítók
aktiválóinak keveréséhez és levegőztetéséhez. Az egyik legfontosabb
paraméter, amit az ilyen levegőztető rendszereknél figyelemmel
kísérnek, az elektromos energia fogyasztás, és az üzemeltetés
gazdaságossága, például 10 év alatt.
Ezért, a berendezéseink fejlesztése folyamán, kénytelenek
voltunk mérni a tényleges oxigénezés mértékét. Jelenleg rendelkezünk
egy olyan speciális mérőberendezéssel, amely képes mérni a
tényleges (üzemi) oxigénezés mértékét és hatásfokát, a pneumatikus
levegőztető rendszerekben.
A mérés a következőkből áll:
- Üzem közben, a konkrét aktiváló vízszintjére egy speciális
harangot engedünk, amely felfogja a medencéből kiáramló
levegőt. A medencéből kiáramló levegő kinyomja a harangban
lévő levegőt.
- A mérőberendezéssel a folyamatos oxigénkoncentrációt (O2)
mérjük, a medencéből a harangon keresztül áramló gázban.
Az aktiváló vízszintjén elhelyezett harang megakadályozza,
hogy a vízbe az aktiváló feletti levegőrétegből levegő juthasson.
- A mérés egészen addig tart, amíg a folyamatos oxigénkoncentráció
nem lesz egyenletes értékű.
- Ezt a mérést az aktiváló felületétől, és a kiáramló levegő
intenzitásától függően az aktiváló több pontján is elvégezzük.
- Ajánlott, hogy a mérést olyan feltételek mellett végezzük
el, amikor az oldott oxigén az aktiválóban például 2 mg/l
értéken stabilizálódott. Ez az oxigénkoncentráció érték
egyébként a leggyakrabban javasolt koncentráció a szennyvíztisztító
megfelelő és gazdaságos üzemeltetéséhez.
- Ezt követően megmérjük az aktiválóba juttatott teljes
levegőmennyiséget. Ez a mérés rendkívül egyszerű. A levegőbevezető
csőbe lyukat fúrunk, és abba egy mérőszondát helyezünk el.
- A két érték, tehát az aktiválóba ténylegesen bejuttatott
levegőmennyiség, és az aktiváló vízszintje felett mért koncentráció
különbözetéből megállapítható az az oxigénmennyiség, ami
a szennyvízben marad. És ez az érték adja levegőztető berendezés
tényleges üzemi oxigénező kapacitását, az adott oldott oxigénkoncentráció
mellett.
- Ezzel a módszerrel valójában az adott körülmények között
üzemelő konkrét szennyvíztisztító tényleges oxigén-felhasználását
lehet megmérni.
- Árammérővel meg lehet mérni a levegőztető rendszer tényleges
teljesítményfelvételét (a finombuborékos rendszereknél).
A teljesítményfelvétellel el kell osztani az OC értékét,
ami aztán a tényleges oxigénezési értékét adja az adott
aktiválónak, amely az adott körülmények között, az adott
levegőztető berendezéssel működik.
Megjegyzés:
Cégünk a fenti módon, 2003. október 10-ig, 4 nagy szlovák
kommunális szennyvíztisztítóban mérte a tényleges, üzemi OC-t
és a finombuborékos levegőztetők oxigénezésének hatásfokát.
A mért levegőztető egységek 1,5-től 4 évig voltak üzemben.
A levegőztetők gyártói osztrák, finn és cseh cégek voltak.
A szennyvíz hőmérséklete 13 °C-tól 18 °C-ig változott. A tengerszint
feletti magasság 250 és 500 m között volt. A mérés idején
a levegő hőmérséklet 20 °C és 28 °C között változott. A mérések
bizonyították, hogy a tényleges, üzemi oxigénezés mértéke
egyik helyen sem volt több mint 1,5 kg O2/kWóra.
Tehát:
- Az adott feltételek mellett, a dokumentációk szerint,
a tényleges, üzemi oxigénezésnek a finombuborékos levegőztetők
esetén kb. 2,0 és 3,0 kg O2/kWóra értéket kellene produkálni.
Az általunk mért reális oxigénezés az adott feltételek mellett,
a szennyvíztisztító projektdokumentációi szerinti értékek,
és a fenti értékek szerint is csak 50 %-t ért elt.
- Ezért a megfelelő oxigénezés eléréséhez az elektromos
áramfogyasztás kb. 2-szerese a projektdokumentációkban feltüntetett értékeknek.
- Ilyen esetekben mindenképpen kifizetődik az ilyen levegőztető
elemek, vagy az egész rendszerek újra – gazdaságosabbra
és hatékonyabbra – cserélése.
- Valószínűleg a tényleges energiafogyasztása a finombuborékos
rendszereknek jóval magasabb, mint amit a beszállító és
gyártó cégek a dokumentációkban és projektekben feltüntetnek.
A fenti mérési módszer előnyei:
- A bemutatott mérési módszer objektív és közvetlen. Képletek,
és bonyolult összefüggések, valamint kémiai analízisek nélkül
is (amik bizonyos hibákat vinnének a mérésbe) megfelelő
eredményt ad.
- A felhasznált mérőeszközök rendkívül pontosak, és a szennyvíztisztító
üzemeltetője az egész mérési folyamatot ellenőrizheti –
tehát ellenőrizheti az oxigén-koncentrációt, a levegő mennyiségét,
és a teljesítményértékeket.
- Az egész mérés, még a nagyobb szennyvíztisztítók esetében
is egy nap alatt elvégezhető, és az eredmény azonnal rendelkezésre
áll.
- A bemutatott mérési módszer alapján kimutatható a tényleges
energiafogyasztás a konkrét szennyvíztisztító esetében,
reális működési feltételek mellett. Az idealizált oxigénezési
paraméter (oxigénezési kapacitás) a tiszta vízben, valójában
olyan érték, amely a beruházónak semmit sem árul el a jövőben
– a biológiai iszap tisztítása közben – várható energiafelhasználás
mértékéről.
A meglévő szennyvíztisztítók hatékonyságának növelése
– iszapsűrítéses aktiválás. A biológia tisztítás
hatékonyságának növelése érdekében előnyös lehet az aktiváló
rendszert, iszapsűrítéses aktiválással helyettesíteni. A következőkben
bemutatásra kerülő aktiválási rendszer iparvédelmi bejelentéssel
rendelkezik. Az elv nagyon egyszerű. Az aktiváló levegőztetésének
és keverésének egymást követő be- és kikapcsolásával el kell
érni az aktiváló iszapkoncentrációjának növekedését, és a
változó oxikus és anoxikus feltételek létrehozásával – egy
medencében – el kell érni az egyidejű nitrifikációt és denitrifikációt.
Az iszapkoncentráció növelésének folyamata a következő:
- A levegőztetés és a keverés kikapcsolása esetén az iszap
azonnal az aktiváló medence fenekére ül le és besűrűsödik.
Az oldott oxigén leggyorsabb felhasználására a medence alján
kerül sor, és idővel az O2 nélküli folyadékhatár a vízszint
felé tolódik el, a szedimentációval és a besűrűsödő iszappal
szemben.
- Ott, ahol anoxikus feltételek jönnek létre, megkezdődik
a denitrifikáció. Az aktiválási keverék kivételére a vízszint
közelében kerül sor, tehát onnan, ahol a keverék koncentrációja
a legalacsonyabb. Minél nagyobb a keverés és levegőztetés
nélküli időtartam, annál nagyobb az iszapkoncentráció növekedése
az eredeti értékhez képest.
- Ezért javaslunk például 1 óra levegőztetést, majd 1 óra
sűrítést, keverés és levegőztetés nélkül. Ezért a levegőztető
berendezésnek körülbelül 100 %-kal túlméretezettnek kell
lennie, és ugyanígy a keverő berendezésnek is nagyobb hatásfokkal
kell működnie, mit a folyamatosan üzemelő keverő-berendezéseknél.
- Az iszapkoncentráció további növelése érdekében be lehet
vezetni a ciklikus szennyvízszivattyúzást az aktiválóba,
és esetleg a ciklikus iszaprecirkulációt az ülepítő tartályból.
A levegőztetés és keverés idején az aktiválóba nem kerül
szennyvíz, és az iszap sem lesz recirkulálva. A keverés
és a levegőztetés kikapcsolása után, egy bizonyos időtartam
eltelte után kezdődik meg ismét a szennyvíz bevezetése és
az iszap recirkulálása. A szennyvíz bevezetése az ellenkező
oldalon kell hogy legyen, mint az aktivált keverék kivétele,
hogy ne kerülhessen sor a szennyvíz azonnali ülepítőbe áramlására.
Az aktivált keverék áramlása az aktiválási szintről történik.
Ezzel el lehet érni az aktiváló maximális iszapkoncentrációját.
A gyakorlati tapasztalataink alapján ilyen módon az iszapkoncentrációt
az eredeti értékről akár 100 %-kal is lehet növelni. Tehát
ahol korábban a folyamatos iszapkoncentráció 4 kg/m3 volt,
ott elérhető a 8 kg/m3-es iszapkoncentráció is.
A hátrány viszont az, hogy a szennyvíztisztító befolyásánál
egy akkumulációs medencét kell létesíteni, vagy az ülepítő
medencét túl kell méretezni. Az ilyen üzemeltetésű aktiválás
esetén a legjobb megoldás a mechanikus levegőztető berendezés
alkalmazása, amelyet nem gond óránként akár többször is
kikapcsolni, és bekapcsolni.
Egy másik módszer az iszapbesűrítésre az, hogy olyan mechanikus
levegőztető berendezést alkalmazunk, a melynek nincs elegendő
keverőképessége. A levegőztetésre és keverésre csak a medence
felső részében kerül sor, miközben a medence alján az iszap
szedimentációja és besűrűsödése folyik. Ez másik, megfelelő
méretű és kapacitású keverő berendezés, időközönként és
rövid idő alatt, az egész medence tartalmát intenzíven felkeveri.
Például 3 óra keverés nélküli üzemelést, 10 perc intenzív
keverés követ. A tapasztalataink alapján, a PAMP berendezés
alkalmazásával, a 4 méternél mélyebb medencék iszapkoncentrációját
az eredeti értékhez képest 30 %-kal lehet növelni.
- Ezzel az iparvédelmi bejelentéssel védett eljárással növelhető
az iszapbesűrítés a finombuborékos levegőztetővel működtetett
keringtető aktiváló rendszereknél is. Például a levegőztetés
folyamatosan be van kapcsolva – a medencének ebben a részében
jelentősen megnő az O2 koncentráció. A medencének abban
a részében, ahol nincs levegőztetés, és ezért keverés sem,
az iszap szedimentációjára és besűrűsödésére kerül sor.
A megfelelően túlméretezett keverés csak ciklikusan, az
egész medence tartalmának felkeverésére kapcsol be, a nitrifikáció
és denitrifikáció hatékonyságának szükséglete szerint.
|