Применение воздуходувок Рутса в очистке сточных вод и в экологической инженерии

Воздуходувки Рутса стали незаменимым оборудованием на современных очистных сооружениях и в проектах по охране окружающей среды по всему миру. Их способность обеспечивать непрерывный, стабильный и безмасляный поток воздуха при умеренном давлении делает их уникально подходящими для биологических и механических требований очистки воды и устранения загрязнений. От городских канализационных сооружений, очищающих миллионы галлонов воды в день, до промышленных объектов, очищающих загрязненные грунтовые воды, воздуходувки Roots обеспечивают надежную подачу воздуха, которая поддерживает эффективное протекание важнейших экологических процессов.

Что такое воздуходувка для корней и как она работает?

Воздуходувка Рутса — это воздуходувка объемного действия, которая перемещает воздух или газ с помощью двух синхронизированных роторов, вращающихся в противоположных направлениях, помещенных в корпус, обработанный с высокой точностью. Когда роторы вращаются, они захватывают отдельные объемы воздуха на входе и переносят их к выходу без внутреннего сжатия. Повышение давления происходит в точке выпуска, когда транспортируемый воздух встречает противодавление последующей системы.

Поскольку роторы никогда физически не контактируют друг с другом или с корпусом (зазоры поддерживаются за счет жестких допусков), смазка в воздушном потоке не требуется. Результатом является полностью безмасляная доставка газа это имеет решающее значение в чувствительных средах биологической очистки, где загрязнение углеводородами может нанести вред микробным сообществам. Современные трехлепестковые (трехлепестковые) конструкции еще больше снижают пульсацию и шум по сравнению с более ранними двухлепестковыми конфигурациями, что делает их еще лучше подходящими для непрерывной работы в экологических условиях.

Аэрация: основное применение в очистке сточных вод

Биологическая аэрация на сегодняшний день является наиболее распространенным применением воздуходувок Рутса при очистке сточных вод. В системах активного ила и процессах расширенной аэрации кислород должен непрерывно поступать в огромные объемы воды для поддержания аэробных микроорганизмов, ответственных за расщепление органических загрязнителей. Без достаточного количества растворенного кислорода эти бактерии не могут метаболизировать аммиак, БПК (биохимическую потребность в кислороде) и другие загрязнители, что приводит к снижению эффективности очистки.

Воздуходувки Рутса прогоняют воздух через мелкопузырчатые диффузоры, установленные на дне аэротенков. Мелкие пузырьки максимизируют площадь поверхности, доступную для переноса кислорода, достигая скорости переноса кислорода КПД 25–28% в сочетании с микропористыми системами аэрации. Поскольку воздуходувки Рутса обеспечивают поток, который остается практически постоянным независимо от умеренных колебаний давления, уровень растворенного кислорода в резервуаре остается в пределах узкого диапазона — обычно 2–4 мг/л — что оптимизирует микробную активность, не тратя энергию на чрезмерную аэрацию.

Муниципальные очистные сооружения, промышленные очистные сооружения и децентрализованные комплексные очистные сооружения полагаются на это сочетание постоянного воздушного потока и умеренного рабочего давления (обычно 34,3–58,8 кПа для стандартной глубины аэротенков) для соответствия стандартам сброса ХПК, БПК, азота и фосфора.

Мембранный биореактор (MBR) с очисткой воздуха

Технология мембранных биореакторов быстро развивается, поскольку более строгие стандарты качества сточных вод требуют прозрачности, близкой к питьевой воде, из очищенных сточных вод. В системе MBR половолоконные или плоские мембраны непрерывно фильтруют смешанную жидкость, задерживая взвешенные твердые частицы и болезнетворные микроорганизмы, позволяя при этом проходить чистому пермеату. Однако мембраны склонны к загрязнению, поскольку на их поверхности накапливаются биологические твердые вещества — проблема, которая постепенно снижает поток и увеличивает трансмембранное давление.

Воздуходувки Roots решают эту проблему за счет очистка воздуха : потоки сжатого воздуха направляются вдоль поверхности мембраны, создавая турбулентность, которая срезает слой загрязнения и поддерживает мембрану в максимальном рабочем состоянии. Прерывистые, высокоэнергетические импульсы, необходимые для эффективной чистящей игры, являются одной из сильных сторон воздуходувки Рутса — ее способности создавать надежный, повторяемый импульс потока даже в условиях изменяющегося противодавления. Правильная очистка воздухом может значительно увеличить интервалы очистки мембраны, сократить частоту химических очисток и продлить общий срок службы мембраны.

Очистка и обезвоживание осадка

При очистке сточных вод образуется большое количество биологического осадка, который сам должен быть обработан перед безопасной утилизацией или полезным повторным использованием. Воздуходувки Рутса способствуют удалению осадка двумя различными способами.

В аэробное переваривание ила Воздуходувки подают воздух в резервуары для хранения осадка для поддержания аэробных микроорганизмов, что еще больше снижает содержание летучих твердых веществ и уровень болезнетворных микроорганизмов. Непрерывная, стабильная аэрация здесь так же важна, как и в основном аэротенке: перерывы в ней приводят к развитию анаэробных условий, образованию неприятных запахов сероводорода и метана и обращению вспять процесса стабилизации.

Для вакуумное обезвоживание осадка Воздуходувки Рутса, работающие в вакуумном режиме, протягивают фильтрат через ленточные фильтр-прессы или вакуумные барабанные фильтры, ускоряя удаление воды из осадка. Более сухой ил существенно снижает затраты на транспортировку и утилизацию и является необходимым условием для процессов термической сушки или компостирования. Те же самые воздуходувные агрегаты, которые используются для аэрации, часто могут быть переконфигурированы или дополнены вакуумными моделями, что снижает общие капитальные вложения в очистные сооружения.

Расширенные приложения в экологической инженерии

За пределами очистных сооружений воздуходувки Рутса играют важную роль в более широкой области экологической инженерии.

Утилизация и транспортировка биогаза. Анаэробные варочные котлы преобразуют осадки сточных вод и органические отходы в биогаз — смесь метана и углекислого газа, которую можно использовать для выработки тепла и электроэнергии. Воздуходувки Рутса сжимают и транспортируют этот биогаз из свободного пространства реактора в резервуары для хранения, системы газоочистки или когенерационные двигатели. Их безмасляные, щадящие поршневые насосы прямого вытеснения идеально подходят для работы со слабоагрессивными и легковоспламеняющимися газами без риска загрязнения или воспламенения (для этих применений доступны взрывозащищенные варианты).

Удаление паров почвы (SVE) и барботирование воздуха. На загрязненных заброшенных объектах и ​​промышленных объектах летучие органические соединения (ЛОС), такие как хлорированные растворители и нефтяные углеводороды, удаляются из недр с помощью методов очистки воздуха. В SVE к добывающим скважинам применяется вакуум для улетучивания и улавливания загрязняющих веществ из ненасыщенной почвы. При барботаже воздух под давлением впрыскивается в зоны насыщения для удаления растворенных ЛОС и усиления аэробного биоразложения в грунтовых водах. Воздуходувки Рутса обеспечивают умеренный, постоянный вакуум или давление, необходимые для обоих методов в широком диапазоне проницаемости почвы и геометрии участка.

Озонирование для продвинутого лечения. В усовершенствованных процессах окисления (AOP) озон используется для уничтожения стойких органических загрязнителей, микрозагрязнителей, таких как фармацевтические препараты, и предшественников побочных продуктов дезинфекции, которые устойчивы к традиционной биологической обработке. Воздуходувки Рутса подают сухой воздух или кислород в генераторы озона, а затем рассеивают обогащенный озоном газ в контактные камеры. Их постоянная подача потока гарантирует, что дозировка озона остается стабильной — необходимое условие для соблюдения нормативных порогов в отношении новых загрязняющих веществ.

Аквакультура и экологическое управление прудами. Инженеры-экологи, управляющие рыбными фермами, построенными водно-болотными угодьями и прудами для восстановления экологии, используют воздуходувки Рутс для поддержания уровня растворенного кислорода, который поддерживает водную жизнь и способствует естественному самоочищению. Безмасляная и бесшумная работа особенно важна в этих экологически чувствительных условиях.

Ключевые критерии выбора для систем очистки сточных вод

Выбор подходящей воздуходувки Рутса для проекта по очистке сточных вод или природоохранной деятельности требует пристального внимания к нескольким взаимозависимым параметрам.

Определение давления и расхода определяются глубиной погружения диффузоров (каждый метр глубины воды добавляет примерно 9,8 кПа противодавления), сопротивлением трубопровода и необходимой скоростью переноса кислорода. Недостаточный размер приводит к недостаточному растворению кислорода; превышение размера тратит энергию и ускоряет износ.

Частотно-регулируемые приводы (ЧРП) все чаще интегрируются с воздуходувками Рутса на современных очистных сооружениях. Сопоставляя скорость вентилятора (и, следовательно, расход воздуха) с потребностью в кислороде в реальном времени, измеряемой установленными на месте датчиками растворенного кислорода, системы с частотно-регулируемым приводом могут снизить энергопотребление аэрации на 20–40 % по сравнению с работой с фиксированной скоростью. Это самая большая экономия эксплуатационных расходов, доступная на большинстве биологических очистных сооружений.

Контроль шума вопросы на городских очистных сооружениях и чувствительных экологических объектах. Акустические кожухи, глушители на входе/выходе и антивибрационные крепления являются стандартными опциями, которые приводят уровни звука в соответствие с нормами по промышленному и жилому шуму. Для аквакультуры и экологических применений модели с низким уровнем шума необходимы, чтобы избежать стресса для водных организмов и близлежащих сообществ. Там, где это применимо, воздуходувка с пневматической подвеской или многоступенчатый центробежный вентилятор также может рассматриваться для применений, требующих сверхнизкого уровня шума и очень высокой энергоэффективности при больших скоростях потока.

Почему стоит выбирать воздуходувки RH Roots для экологических проектов

Компания Nantong Rongheng (RH) имеет более чем тридцатилетний опыт проектирования и производства воздуходувок Roots для сложных промышленных и экологических задач. Ассортимент продукции RH охватывает весь спектр требований к очистке сточных вод и охране окружающей среды: трехлопастные модели общего назначения для стандартной аэрации, взрывозащищенные варианты для работы с биогазом и газами с содержанием растворителей, антикоррозионные конструкции для химически агрессивных стоков и агрегаты для высоких температур и высокого давления для специализированных промышленных процессов.

Каждый вентилятор RH Roots оснащен прецизионно обработанными роторами и корпусами, двойной системой смазки разбрызгиванием масляного бака для продления срока службы подшипников и шестерен, а также совместимостью с системами управления VFD для оптимизации энергопотребления. RH предоставляет комплексное обслуживание, начиная с первоначального выбора оборудования и определения параметров технологического процесса, вплоть до установки, ввода в эксплуатацию и долгосрочной послепродажной поддержки, гарантируя, что очистные сооружения и проекты по восстановлению окружающей среды будут работать надежно и соответствовать ужесточающимся экологическим стандартам, требуемым регулирующими органами во всем мире.