Воздуходувки для аэрации сточных вод

Общий процесс очистки сточных вод является сложным, и каждый этап является неотъемлемой частью обеспечения надлежащей очистки воды. Сточные воды попадают на заводы, содержащие вещества, которые необходимо удалить, прежде чем воду можно будет должным образом очистить и вернуть для использования. Диапазон потенциальных загрязняющих веществ практически бесконечен и может включать пищевые продукты, целлюлозу, отходы или другие вещества. После этого вода требует дополнительной очистки с помощью бактерий. Именно в этой части процесса сжатый воздух (в идеале подаваемый энергоэффективными роторными или вихревыми воздуходувками) играет жизненно важную роль.

Нагнетаемый воздух является неотъемлемой частью процессов биологической очистки сточных вод. Интеграция — как на уровне комплекта воздуходувок, так и на системном уровне — является ключом к максимизации энергоэффективности и обеспечению доступности этой важнейшей услуги для сообществ, обслуживаемых очистных сооружений.

Требования к установке для очистки сточных вод

Очистные сооружения отражают биологический процесс самоочищения, происходящий в природных водах, хотя и быстрее, чем у природы. Бактерии добавляются в сточные воды в начале процесса, чтобы ускорить осветление. Эти микроскопические помощники выполняют работу по уборке, но им нужен кислород, чтобы процветать и выживать. Без воздуха нет жизни и, в конце концов, нет чистой воды. Насыщение кислородом на очистных сооружениях осуществляется путем нагнетания потоков мелких пузырьков воздуха через воду. Наилучшим подходом к насыщению кислородом является использование испытанного метода использования сжатого воздуха, вырабатываемого роторными воздуходувками, поскольку для этого обычно требуется манометрическое давление всего около 500 мбар.

Роторные воздуходувки являются машинфами принудительного смещения и вытесняют воздух, а не сжимают его. В результате создаваемое давление не превышает фактически необходимого. Другими словами, не происходит чрезмерного сжатия или создания излишне высокого давления. В конце концов, более сильное давление означает более высокие затраты. Поскольку энергия является самой высокой эксплуатационной стоимостью на очистных сооружениях, а энергия для работы воздуходувок для аэрации является крупнейшим потребителем энергии, эффективность окупается.

Обеспечение надежного источника сжатого воздуха в любое время также абсолютно важно. Биологические процессы на очистных сооружениях требуют постоянного поступления большого количества кислорода. Успех процесса очистки воды полностью зависит от непрерывности: микроорганизмы могут выполнять свою работу только в том случае, если их жизненный цикл непрерывен. Проще говоря, если им перекрыть подачу воздуха, бактерии погибнут. И любое прерывание приводит к сбою в процессе прояснения. Если это произойдет, культура бактерий должна быть восстановлена с нуля. Вот почему особенно важно, чтобы воздуходувки, используемые в процессе аэрации, обеспечивали абсолютную надежность.

Учитывая требования установок по очистке сточных вод и важность аэрации для их технологических процессов, идеальный комплект воздуходувок должен быть энергоэффективным и надежным. Но каков наилучший способ обеспечить эффективность и надежность? Ключевым моментом является интеграция — как с точки зрения отдельных блоков воздуходувок, так и системы в целом.

От поэтапной сборки до проектирования "Все в одном"

Исторически сложилось так, что блоки воздуходувок для аэрационной части очистных сооружений собирались по частям. Используя этот метод, многочисленные отдельные компоненты поставляются отдельно и отбираются у нескольких поставщиков и собираются в единый комплект воздуходувки. В первую очередь основное внимание уделялось требованиям к компонентам, и мало внимания уделялось тому, как различные компоненты на самом деле работают вместе. Эти тщательно подобранные пакеты превратили процессы составления предложений и проведения аукционов. Поскольку отдельные детали не были собраны и протестированы вместе, было совершенно невозможно четко увидеть, насколько эффективными на самом деле были эти воздуходувки.

Потери мощности и ограничения расхода от блоков воздуходувок, глушителей, фильтров, клапанов, насосов, вентиляторов и приводов — все это влияет на энергоэффективность, не говоря уже о потребителях энергии на панели управления. Ориентируясь только на заявленную эффективность каждого отдельного компонента, мы не принимаем во внимание внутренние потери. Следовательно, заявленные показатели эффективности не дают точной картины чистого энергопотребления воздуходувного агрегата. Акцент на отдельных компонентах машин в отличие от комплектных комплектов привел к созданию индивидуальных машин с большими вариациями производительности от объекта к объекту.

Интегрированная система воздуходувок - это нечто большее, чем сумма ее частей

Несмотря на то, что этот одноразовый инженерный подход все еще применяется сегодня, промышленность движется в направлении комплексной интеграции или решения "все в одном", когда один производитель создает полный воздуходувочный агрегат. Это дает множество преимуществ, в том числе значительную экономию времени и денег при выборе отдельных компонентов и значительное снижение затрат на установку, поскольку комплект поставляется полностью собранным. Кроме того, производитель предварительно отобрал отдельные компоненты с гарантированными показателями производительности и экономичности. Весь пакет действительно больше, чем сумма его частей. Полностью собранный пакет также делает возможным тестирование в соответствии с отраслевыми стандартами производительности пакетов. Это огромное преимущество для спецификатора и конечного пользователя, поскольку теперь они могут более легко и точно сравнивать производительность между конкурентами. 

Дополнительные усовершенствования, связанные с интеграцией пакета воздуходувок, включают встроенное управление. Интеграция этой технологии способствует повышению энергоэффективности, а также надежности. Хотя возможности контроллера варьируются от производителя к производителю, наиболее продвинутые опции предлагают хранение данных для анализа энергопотребления, напоминания о профилактическом обслуживании и — возможно, самое главное — коммуникационные возможности для интеграции с системой управления предприятием по сети шин. Наличие этой встроенной функции означает, что блок воздуходувок может беспрепятственно взаимодействовать с системой  станции очистки сточных вод. Это позволяет точно управлять воздуходувкой и оптимизировать техническое обслуживание машины.

Контроллеры для воздуходувок

Системная интеграция обеспечивает еще более высокий уровень энергоэффективности и надежности. Однако наличие наиболее энергоэффективных блоков воздуходувок не обеспечит ожидаемого повышения эффективности, если воздуходувки не применяются должным образом и не контролируются. Если воздуходувки не управляются должным образом, они могут без необходимости включаться, вызывая ненужный износ двигателя и клапанов. Это, в свою очередь, может привести к снижению надежности, вызывая незапланированные простои и более высокие затраты на техническое обслуживание. Системная интеграция может оказать существенное влияние на то, как блоки воздуходувок работают вместе, и способствовать повышению эффективности и общей надежности системы.

Успешная системная интеграция начинается с правильного планирования и тщательного выбора оборудования. При планировании установки роторных воздуходувок важно учитывать не только отдельные воздуходувки, но и систему в целом. Хорошо задокументировано, что выбор и установка оптимально подобранных компонентов дает значительные выгоды. Вот почему интеграция пакетов является основой для построения эффективной системы. Важно знать, как управлять отдельными блоками и когда их включать и выключать, чтобы они работали на пике своей производительности и экономичности. Трубопроводы, вентиляция и компоновка также вносят свой вклад в общую производительность системы. Эти дополнительные факторы часто упускаются из виду, однако они также способствуют повышению эффективности. Например, в плохо вентилируемом помещении воздуходувки не будет циркулировать достаточное количество охлаждающего воздуха, что приведет к высокой температуре окружающей среды и перегреву воздуходувок. Это может привести к снижению эффективности, остановке и даже механическому отказу.

Конечно, это требует надлежащего планирования перед установкой, и оно начинается с понимания истинных потребностей системы. Такой подход помогает выбрать воздуходувки, наиболее подходящие для конкретного применения. Цель состоит в том, чтобы установить оптимальную рабочую точку воздуходувной станции с точки зрения потребления энергии и избежать проектирования системы для удовлетворения потребностей очень редкой рабочей точки, которая возникает всего несколько раз в год. Воздуходувки, безусловно, необходимо выбирать таким образом, чтобы они могли подавать максимальное количество требуемого воздуха, но в целом они должны обеспечивать максимально возможную эффективность в наиболее распространенных реальных условиях эксплуатации. Наилучшее решение может быть определено с помощью компьютерных моделей, которые прогнозируют эффективность различных подходящих комбинаций воздуходувок, и сравнивают их друг с другом с точки зрения затрат на техническое обслуживание.

Органы управления воздуходувкой обеспечивают энергоэффективную работу

Фактический аспект интеграции заключается в том, что для правильного управления отдельными блоками воздуходувок требуется главный системный контроллер. Усовершенствованный системный главный контроллер программируется на основе информации о производительности каждого вентилятора, а затем выбирает наиболее эффективную комбинацию воздуходувок для удовлетворения текущего спроса. Он также может вращать упаковки, чтобы сбалансировать часы загрузки, распределяя интервалы профилактического обслуживания. Эти усовершенствованные контроллеры могут контролировать как работоспособность оборудования, так и определенную системную переменную (в случае установки по очистке сточных вод это, как правило, растворенный кислород) и запускать сигнал тревоги, если переменная падает ниже определенного порогового значения. Можно даже отправить электронное или текстовое сообщение персоналу завода, чтобы уведомить его о тревожной ситуации (связанной с системой или машиной). Функции удаленного мониторинга открывают новые возможности для повышения надежности системы — особенно для установок в удаленных местах. Системные данные доступны в режиме реального времени одним щелчком мыши и могут быть проанализированы для определения тенденций, профилактического обслуживания и прогнозирования установки.

Сейчас, как никогда, очистные сооружения имеют средства для эффективного проектирования, установки и обслуживания энергоэффективной системы, которая может надежно подавать сжатый воздух, необходимый для обеспечения бесперебойной оксигенации. Внедряя достижения в технологии воздуходувок и используя интеграцию как на уровне комплекта воздуходувок, так и на системном уровне, сообщества могут быть уверены, что они будут иметь непрерывную и энергоэффективную подачу чистой воды.