Fin boble vs. grov boble lufting i kommunal avløpsvannbehandling

Luftelse er den mest energikrevende prosessen i kommunal avløpsbehogling, ofte regnskap for 45-60% av plantes totale energiforbruk .

En teknisk sammenligning mellom Fin boble and grov boble Luftingssystemer avslører betydelige forskjeller i effektiviteten og driftskostnadene, hovedsakelig drevet av den grunnleggende fysikken for gassoverføring.

Oksygenoverføringseffektivitet (OTE)

Oksygenoverføringseffektivitet (OTE) er et mål på hvor effektivt et luftingssystem overfører oksygen fra luften inn i avløpsvannet. Kjerneprinsippet er at et større bobleoverflate og en lengre kontakttid med væsken resulterer i høyere oksygenoverføring.

*Fine boble diffusorer: Disse diffusorene produserer små bobler, typisk 1-3 mm i diameter. Et gitt volum av luft, når det er brutt i mange små bobler, har et betydelig større kumulativt overflate enn det samme volumet i noen få store bobler. I tillegg stiger de mindre boblene saktere, og øker kontakttiden med vannet. Som et resultat har fine boble -systemer en høy ote, ofte fra 20% til over 40% .

*Grove boble diffusorer: Disse produserer større bobler, typisk over 6 mm i diameter. De større boblene stiger raskt til overflaten, noe som resulterer i en mye kortere kontakttid og et lavere totalt overflateareal for oksygenoverføring. Følgelig er deres ote betydelig lavere, typisk Mindre enn 10% .

Standard luftingseffektivitet (SAE)

Standard luftingseffektivitet (SAE) er en mer omfattende beregning som kvantifiserer mengden oksygen som overføres per enhet som konsumeres energi. Den måler systemets generelle effektivitet ved å faktorere både OTE og kraften som kreves for å betjene blåsene. Det uttrykkes ofte i kilo eller kilo oksygen per hestekrefter-time (LB O2 /HP-HR).

*Fine boble -systemer: På grunn av deres overordnede OTE, krever fine boble -systemer mye mindre trykkluft fra blåsere for å oppnå det samme oppløste oksygennivået (DO). Dette oversettes direkte til lavere strømforbruk. Deres SAE -verdier varierer vanligvis fra 4,0 til 7,0 lb O2/HP-HR eller høyere

*Grove boble -systemer: På grunn av deres lave OTE, trenger grove bobleanlegg et større volum av luft og kraftigere blåsere for å imøtekomme oksygenbehovet. Deres SAE er derfor mye lavere, typisk fra 1,5 til 3,0 lb O2/HP-HR .

Tips:

Systemdesign og variabilitet: De oppgitte OTE- og SAE -verdiene er bare generelle områder. Faktisk ytelse avhenger sterkt av spesifikke designparametere, for eksempel dybden på bassenget, vanntemperatur, oppløst oksygeninnstillingspunkt og typen diffusor membran som brukes. Ytelsen til et godt designet grovt boble-system kan noen ganger overlappe hverandre med et dårlig designet fint boble-system.

I noen applikasjoner kan en kombinasjon av begge systemene brukes - fine bobler for effektiv oksygenoverføring og grove bobler (eller mekaniske miksere) for effektiv blanding.

Langsiktig driftskostnadsbesparelser

Mens fine boble -systemer kan ha en høyere startkapitalkostnad, fører de betydelige besparelsene i energiforbruk til en Mye lavere totale eierkostnader over systemets levetid. Kraftbesparelsene kan være betydelige, og reduserer ofte plantens energikostnader for lufting av 30-50% eller mer.

Brattere startkostnader for det fine boble -systemet, men over tid ville driftskostnadene for det grove boble -systemet klatre mye høyere, med den totale kostnadslinjen for det fine boble -systemet som flater ut og til slutt blir betydelig lavere.