Bong bóng mịn so với sục khí bong bóng thô trong xử lý nước thải đô thị

Sục khí là quá trình sử dụng nhiều năng lượng nhất trong xử lý nước thải thành phố, thường chiếm 45-60% tổng mức tiêu thụ năng lượng của nhà máy .

Một so sánh kỹ thuật giữa bong bóng tốt Và Bong bóng thô Các hệ thống sục khí cho thấy sự khác biệt đáng kể về hiệu quả và chi phí vận hành của chúng, chủ yếu được thúc đẩy bởi vật lý cơ bản của truyền khí.

Hiệu suất chuyển oxy (OTE)

Hiệu suất chuyển oxy (OTE) là thước đo hiệu quả của một hệ thống sục khí truyền oxy từ không khí vào nước thải. Nguyên tắc cốt lõi là diện tích bề mặt bong bóng lớn hơn và thời gian tiếp xúc lâu hơn với chất lỏng dẫn đến chuyển oxy cao hơn.

*Bộ khuếch tán bong bóng tốt: Các bộ khuếch tán này tạo ra các bong bóng nhỏ, thường là đường kính 1-3 mm. Một thể tích không khí nhất định, khi bị vỡ thành nhiều bong bóng nhỏ, có diện tích bề mặt tích lũy lớn hơn đáng kể so với cùng một thể tích trong một vài bong bóng lớn. Ngoài ra, các bong bóng nhỏ hơn tăng chậm hơn, tăng thời gian tiếp xúc của chúng với nước. Kết quả là, các hệ thống bong bóng tốt có OTE cao, thường từ 20% đến hơn 40% .

*Bộ khuếch tán bong bóng thô: Chúng tạo ra các bong bóng lớn hơn, thường có đường kính trên 6 mm. Các bong bóng lớn hơn tăng nhanh lên bề mặt, dẫn đến thời gian tiếp xúc ngắn hơn nhiều và tổng diện tích bề mặt thấp hơn để chuyển oxy. Do đó, OT của họ thấp hơn đáng kể, thường là ít hơn 10% .

Hiệu quả sục khí tiêu chuẩn (SAE)

Hiệu quả sục khí tiêu chuẩn (SAE) là một số liệu toàn diện hơn nhằm định lượng lượng oxy được chuyển trên mỗi đơn vị năng lượng tiêu thụ. Nó đo lường hiệu quả chung của hệ thống bằng cách bao thanh toán trong cả OTE và sức mạnh cần thiết để vận hành máy thổi. Nó thường được biểu thị bằng pound hoặc kg oxy trên mỗi giờ mã lực (LB O2 /HP-HR).

*Hệ thống bong bóng tốt: Do OTE vượt trội của chúng, các hệ thống bong bóng tốt đòi hỏi không khí nén ít hơn từ máy thổi để đạt được mức oxy hòa tan (DO) tương tự. Điều này chuyển trực tiếp thành tiêu thụ năng lượng thấp hơn. Giá trị SAE của họ thường nằm trong khoảng từ 4.0 đến 7.0 lb o2/hp-hr hoặc cao hơn

*Hệ thống bong bóng thô: Do OTE thấp, các hệ thống bong bóng thô cần một khối lượng không khí lớn hơn và máy thổi mạnh hơn để đáp ứng nhu cầu oxy. Do đó SAE của họ thấp hơn nhiều, thường là từ 1,5 đến 3.0 lb o2/hp-hr .

Mẹo:

Thiết kế và biến đổi hệ thống: Các giá trị OTE và SAE đã nêu chỉ là phạm vi chung. Hiệu suất thực tế phụ thuộc rất nhiều vào các thông số thiết kế cụ thể, chẳng hạn như độ sâu của lưu vực, nhiệt độ nước, điểm đặt oxy hòa tan và loại màng khuếch tán được sử dụng. Hiệu suất của một hệ thống bong bóng thô được thiết kế tốt đôi khi có thể trùng lặp với hệ thống bong bóng mịn được thiết kế kém.

Trong một số ứng dụng, sự kết hợp của cả hai hệ thống có thể được sử dụng bong bóng từ các bong bóng để chuyển oxy hiệu quả và bong bóng thô (hoặc máy trộn cơ học) để trộn hiệu quả.

Tiết kiệm chi phí hoạt động dài hạn

Trong khi các hệ thống bong bóng tốt có thể có chi phí vốn ban đầu cao hơn, mức tiết kiệm đáng kể trong tiêu thụ năng lượng dẫn đến Tổng chi phí sở hữu thấp hơn nhiều trong suốt cuộc đời của hệ thống. Tiết kiệm năng lượng có thể là đáng kể, thường giảm chi phí năng lượng sục khí của nhà máy bằng cách 30-50% hoặc nhiều hơn.

Chi phí ban đầu dốc hơn cho hệ thống bong bóng tốt, nhưng theo thời gian, chi phí vận hành cho hệ thống bong bóng thô sẽ tăng cao hơn nhiều, với tổng chi phí cho hệ thống bong bóng tốt làm phẳng và cuối cùng trở nên thấp hơn đáng kể.