Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét kỹ hơn các trường hợp nghiên cứu minh họa ba công nghệ turbo, hybrid và máy thổi khí kết hợp và kết quả có thể đạt được bằng cách thực hiện chúng trong các nhà máy xử lý nước thải. Sau khi nhìn thấy kết quả trong hoạt động thực tế, hầu hết các chuyên gia nước thải cảm thấy tự tin hơn trong việc lựa chọn máy thổi tiếp theo của họ là phù hợp với nhu cầu của họ.
Ứng dụng xử lý nước thải
Các nghiên cứu điển hình sau đây minh họa các kết quả có thể đạt được bằng cách thực hiện các công nghệ turbo, hybrid và máy thổi kết hợp trong các nhà máy xử lý nước thải.
Máy thổi khí Turbo: Nhà máy xử lý nước thải Blue River
Tổng quan:
Được xây dựng vào năm 1974, Nhà máy xử lý nước thải Blue River ở Silverthorne, Colorado, cung cấp dịch vụ xử lý nước thải cho cộng đồng Silverthorne, Dillon, Thung lũng Dillon, Núi Buffalo và Mesa Cortina. Một nhà máy bùn hoạt tính thông thường có khả năng sục khí mở rộng và công suất thiết kế 4 triệu gallon (15,1 triệu lít) mỗi ngày, Nhà máy xử lý nước thải Blue River phục vụ các cộng đồng nghỉ dưỡng với sự thay đổi cao trong sử dụng, cả theo mùa và giữa tuần và cuối tuần trong thời gian cao điểm của mùa.
Nhu cầu trung bình dao động từ khoảng 1,5 đến 2 triệu gallon (5,6 đến 7,5 triệu lít) mỗi ngày. Do sự thay đổi về mức độ lưu vực và những hạn chế về lượng nước trong máy thổi ly tâm đa tầng, các nhà điều hành nhà máy thường xuyên làm việc quá sức, dẫn đến mất năng lượng và giảm hiệu suất thổi tổng thể. Các kỹ sư đã thử nghiệm thêm VFD vào máy thổi cũ để giảm mức tiêu thụ năng lượng, nhưng việc bảo vệ máy thổi ly tâm không bị tăng đột biến
Mục tiêu:
Giảm chi phí năng lượng tăng và thay thế máy thổi ly tâm đa tầng lão hóa bằng công nghệ mới giúp giảm mức tiêu thụ năng lượng và cung cấp hoạt động ổn định và đáng tin cậy
Các kết quả đạt được:
Cơ quan thoát nước chung Silverthorne-Dillon (JSA) đã chọn máy thổi khí 100 mã lực cho khả năng đáp ứng yêu cầu sục khí thiết kế tối đa của nhà máy là 1400 feet khối (39,6 mét khối) mỗi phút ở áp suất 7,5 psi. Máy chạy trên một động cơ nam châm vĩnh cửu được thiết kế đặc biệt cho các yêu cầu tần số cao và tốc độ cao của ứng dụng turbo truyền động trực tiếp.
Một lợi ích rõ ràng ngay lập tức là giảm đáng kể tiếng ồn, loại bỏ nhu cầu bảo vệ thính giác. Nhà máy có hiệu suất năng lượng trung bình cao hơn 20 phần trăm so với máy thổi tiền nhiệm, có nghĩa là tiết kiệm hàng năm khoảng $ 6500.
Một lợi ích năng lượng khác là thu hồi nhiệt từ hệ thống làm mát của quạt gió. Không khí ấm được sử dụng để sưởi ấm cơ sở trong những tháng mùa đông lạnh, và một kết nối không khí làm mát riêng biệt thổi hơi nóng ngoài trời trong những tháng mùa hè.
Kể từ khi
máy thổi khí công nghiệp sử dụng vòng bi máy bay được bôi trơn bằng không khí thay vì dầu, nhà máy cũng đã giảm chi phí bảo trì.
Máy thổi khí hybrid : Nhà máy xử lý nước thải thành phố Anacortes
Tổng quan:
Thành phố Anacortes nhà máy xử lý nước thải nằm ở bang Washington ngoài khơi Puget Sound, nơi sinh sống của nhiều loại động vật hoang dã và thủy sinh.Nhà máy xử lý nước thải của nó xử lý 2 triệu gallon (7,5 triệu lít) mỗi ngày và đang sử dụng ba máy thổi ly tâm đa tầng 150 mã lực với tốc độ dòng khí tối thiểu khoảng 1750 feet khối tiêu chuẩn (49,5 mét khối) mỗi phút hơn nhiều so với yêu cầu để duy trì hòa tan đầy đủ oxy (DO) trong lưu vực.
Mục tiêu:
Nâng cao hiệu quả của hệ thống sục khí và giảm chi phí vận hành và tiêu thụ năng lượng / chi phí bằng cách đầu tư vào công nghệ máy thổi hiệu quả hơn.
Các kết quả:Sau khi đánh giá các công nghệ hybrid và turbo, nhà máy đã chọn mô hình máy thổi khí với động cơ 75 mã lực vì hai lý do:
- Chi phí ban đầu và vận hành thấp hơn
- Phạm vi điều kiện hoạt động rộng, cụ thể là công suất lớn hơn.
Máy hoạt động giữa 1450 feet khối tiêu chuẩn (41 mét khối) mỗi phút ở lưu lượng cực đại và 600 feet khối tiêu chuẩn (16,9 mét khối) mỗi phút trong đêm, để tiết kiệm điện từ 30 đến 55kW.hr, tùy thuộc vào thời gian trong ngày.
Máy thổi mới cũng cho phép nhà máy tắt hai máy thổi khí, chỉ riêng nó đã tiết kiệm được khoảng 11.700 đô la mỗi năm. Tất cả đã nói, hệ thống sục khí mới đã tiết kiệm cho thành phố khoảng 56.155 đô la mỗi năm chi phí năng lượng và phí nhu cầu, mà nhà cung cấp tiện ích của họ tính phí cho khách hàng công nghiệp dựa trên mức tiêu thụ.
Công nghệ thổi kết hợp:
Nhà máy xử lý nước thải Bremervorde
Tổng quan: Nhà máy xử lý nước thải Bremervorde ở Đức có công suất thiết kế tổng thể là 30.000 Einwohnergleichwert (EGW, hoặc tương đương dân số) đo lường tổng tải lượng ô nhiễm chia cho tải lượng ô nhiễm cá nhân của một người. Hoạt động ở mức xấp xỉ 29.000 EGW, nhà máy gần hết công suất, xử lý tới 105.944 feet khối (3000 mét khối) nước thải mỗi ngày. Tuy nhiên, cuối tuần có thể dẫn đến dao động tải từ 42.377 đến 52.972 feet khối (1200 đến 1500 mét khối).
Trong tuần, nhà máy xử lý khối lượng gần như không đổi 52.972 feet khối (1500 mét khối) mỗi ngày bằng cách sử dụng hai máy thổi PD PD của Aerzen hiện có. Khoảng 75% mức tiêu thụ năng lượng của nhà máy dành cho việc tạo ra không khí trong quá trình, điều này thể hiện cơ hội giảm chi phí vận hành đáng kể.
Mục tiêu:Tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng bằng cách thực hiện một hệ thống quạt tự động hoàn toàn sẽ đáp ứng các yêu cầu không khí xử lý trong phạm vi hoạt động từ 50 đến 100 phần trăm.
Kết quả:
Nhà máy đã chọn máy thổi khí turbo. Máy thổi turbo mới đóng vai trò là máy phát tải cơ sở cho không khí xử lý, hoạt động ở dải công suất từ 1200 đến 2800 feet khối tiêu chuẩn (35 đến 80 mét khối) mỗi phút. Hai máy thổi PD hiện có được kết nối với hệ thống mới và tự động khởi động khi cần để xử lý tải tối đa hoặc đóng vai trò là máy thổi dự phòng. Thêm máy thổi turbo mới giúp tiết kiệm chi phí theo thứ tự từ 20 đến 25%.
Kết luận
Các nhà quản lý nhà máy xử lý nước thải có nhiều cơ hội hơn để tối ưu hóa hiệu quả năng lượng và giảm chi phí vận hành nhờ vào nhiều công nghệ thổi khí và khái niệm ứng dụng. Sự hiểu biết thấu đáo về quy trình tổng thể, điều kiện hoạt động và sự tương tác của sục khí và kiểm soát quy trình là chìa khóa để thực hiện thành công.
Thông thường, các công nghệ bị áp dụng sai do lời hứa về hiệu quả năng lượng cao, không xem xét các biến vận hành mà cuối cùng sẽ khiến máy chạy ngoài phạm vi dự định của nó.
Các khái niệm mới về áp dụng các tiến bộ công nghệ đã được thiết lập và gần đây hơn trong bối cảnh toàn bộ hệ thống nhà máy xử lý nước thải đã được chứng minh là có hiệu quả trong việc tối đa hóa lợi ích của mỗi công nghệ.
Kết quả là sự cải thiện hiệu quả vận hành chung của các nhà máy xử lý nước thải về hiệu quả thiết bị tổng thể (OEE), hiệu quả năng lượng và giảm chi phí vận hành và bảo trì
