La ingeniería de tratamiento de aguas residuales es el resultado de la combinación perfecta de tecnología y equipamiento. Ambos se complementan y no pueden ignorarse. En este proceso, el equipo necesita un proceso efectivo y eficiente para funcionar. Al mismo tiempo, este proceso también requiere equipos de soporte para garantizar la implementación del proceso y lograr el efecto del tratamiento. Por lo tanto, en la industria del tratamiento de aguas residuales, lo que necesita actualizarse constantemente no es el proceso, sino el equipo de tratamiento de agua de alta eficiencia y ahorro de energía que sea compatible con el proceso.
El aumento de los costes de la electricidad ha aumentado los costes operativos de las plantas de tratamiento de aguas residuales. Debido al alto coste, no pueden funcionar con normalidad, lo que da lugar al fenómeno de "se puede construir pero no costear". [2]. Además, entre el consumo de energía operativo de las plantas de tratamiento de aguas residuales, el consumo de energía del sistema de aireación representa aproximadamente el 40-60% del consumo de energía total. Seleccionar un método de aireación que ahorre energía y estudiar el método de control del sistema de aireación son de gran importancia para evaluar el efecto de la aireación en el tratamiento bioquímico y guiar el funcionamiento con ahorro de energía de las plantas de tratamiento de aguas residuales.
1 Principio de aireación.
La aireación se refiere al proceso de transferir forzadamente el oxígeno del aire a la mezcla de agua turbia mediante la oxigenación del sistema de aireación. Y el líquido mezclado está en estado suspendido, lo que fortalece el contacto entre el oxígeno disuelto, la materia orgánica y los microorganismos en la piscina. Bajo la condición de suficiente oxígeno disuelto, los microorganismos en la piscina oxidarán y descompondrán la materia orgánica en las aguas residuales.
El efecto de la aireación se refleja principalmente en la tasa de utilización de oxígeno y la tasa de transferencia de oxígeno del equipo de aireación, que también son indicadores de rendimiento del equipo de aireación. La tasa de utilización de oxígeno se basa en las condiciones de funcionamiento del sistema y del equipo en sí, optimizando la distribución de los dispositivos de aireación, utilizando racionalmente los dispositivos de aireación y mejorando la eficiencia del oxígeno. La tasa de transferencia de oxígeno se puede aumentar aumentando el gradiente de concentración o aumentando el coeficiente de transferencia de oxígeno.
2 Tipos habituales de equipos de aireación.
Los métodos de tratamiento de agua son diferentes en diferentes entornos, y los tipos de equipos de aireación utilizados también son diferentes. Existen principalmente los siguientes tipos.
2.1 Aireación por chorro.
El sistema de aireación transporta principalmente oxígeno al fondo del tanque bioquímico a través de ventiladores, tuberías de gas y dispositivos de aireación. . El aire pasa a través del dispositivo de aireación, produciendo burbujas de diferentes tamaños. Cuando el líquido mezclado sube y circula con el flujo de agua, las burbujas entran en contacto y se transfieren con el líquido mezclado y finalmente alcanzan la superficie del líquido y estallan. . El dispositivo de aireación es un dispositivo importante en el sistema de aireación por chorro. Según el tamaño de las burbujas, se divide principalmente en: burbujas medianas y grandes (aireador de tubo perforado), microburbujas (tipo tubo, tipo disco, aireación microporosa con diafragma de goma).
Las ventajas del sistema de aireación son: operación relativamente simple, equipo sencillo y alto grado de automatización. También hay muchos problemas: la tasa de utilización de oxígeno de los equipos de difusión de orificios medianos y grandes es fácil de bloquear. , y el diafragma inflable es fácil de romper.
La aireación mecánica es un proceso en el que el líquido mezclado en la piscina se oxigena a través de un aireador de superficie instalado en la superficie de la piscina cuando el impulsor o aireador de turbina. del tanque de aireación gira, el líquido mezclado pasa a través de la cortina de agua y entra en contacto con el aire. La transferencia de oxígeno se completa en el medio a medida que el líquido mezclado circula hacia arriba y hacia abajo, la interfaz de contacto gas-líquido se actualiza constantemente. y la tasa de transferencia de oxígeno aumenta. Los aireadores mecánicos se dividen en tipos de eje vertical (tipo bomba, tipo paraguas invertido y placa plana) según la dirección de instalación del tipo de eje de transmisión) y tipo de eje horizontal (tipo cepillo, aireador de disco). )
El sistema de aireación mecánica tiene ventajas obvias en comparación con el equipo de aireación con soplador: no necesita construir una sala de soplador y necesita más espacio. Hay pocas tuberías y cabezales de aireación, la instalación es relativamente simple. y el costo de inversión es bajo. Sin embargo, también existen problemas como alto consumo de energía, baja utilización de oxígeno, poca capacidad de ajuste y altos costos de operación y mantenimiento.
2.3 Aireación. p>Se compone principalmente de una bomba sumergible para aguas residuales, un aireador y un tubo de entrada de aire. El aireador de chorro sumergible puede aumentar considerablemente la tasa de absorción de oxígeno y ocupa un área pequeña, por lo que se utiliza ampliamente en el proceso de tratamiento de agua. El aireador de chorro no es un dispositivo de difusión de burbujas ni un dispositivo de aireación mecánico, sino un aireador entre los dos, que utiliza los dos efectos de la difusión de burbujas y el corte del agua para lograr la aireación. La aireación por chorro tiene las siguientes ventajas: (1) Gran adaptabilidad, bajo costo, equipo simple, fácil mantenimiento y administración (2) Alto coeficiente de transferencia de oxígeno y tasa de utilización de oxígeno, y buena mezcla. El efecto es fuerte.
(3) El lodo tiene buena actividad, alta degradación constante de la matriz y buen rendimiento de sedimentación. (4) Tamaño reducido, poco olor y ruido. Apto para el tratamiento de aguas residuales domésticas rurales.
2.4 Aireador Vortex.
Cuando se utiliza el aireador ciclónico elevable, el gas ingresa desde la parte superior y la mezcla de gas, agua y lodo circula dentro y fuera del cilindro bajo la acción del levantamiento de gas. Durante el proceso de elevación, el gas y el líquido chocan y cortan con el dispositivo de corte en el cilindro muchas veces, formando eventualmente pequeñas burbujas con un diámetro de aproximadamente 2 mm. Se mezclan completamente y circulan continuamente por convección, lo que mejora la tasa de transferencia de oxígeno. tasa de utilización. .
El aireador ciclónico tiene las ventajas de una alta utilización de oxígeno, sin incrustaciones ni obstrucciones, larga durabilidad, operación y mantenimiento simples, pequeña pérdida de presión, ahorro de energía significativo y pequeño volumen de lodo. Es adecuado para el tratamiento de aguas residuales en diferentes condiciones de calidad del agua y puede utilizarse tanto para aguas residuales urbanas como para aguas residuales industriales.