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.
|