Дисковые диффузоры против поверхностных аэраторов: почему погружная аэрация выигрывает для систем MBR

При проектировании современных очистных сооружений, особенно тех, которые используют Мембранный биореактор (МБР) технологии — выбор системы аэрации является одним из наиболее ответственных решений. Хотя поверхностные аэраторы уже давно стали основным продуктом в традиционных лагунах, Дисковые диффузоры с тонкими пузырьками (погружная аэрация) стали золотым стандартом для приложений MBR.

Вот техническое сравнение того, почему погружные дисковые диффузоры превосходят поверхностную аэрацию в высокоэффективных очистных средах.

Ключевые различия: погружная и поверхностная аэрация

Где воздух входит в воду

• Погружная аэрация (например, дисковые диффузоры) выпускают воздух снизу или внутри смешанный раствор, чтобы кислород доставлялся по всей толще воды.
• Поверхностные аэраторы ввести кислород в поверхность воды путем разбрызгивания или перемешивания.

Поскольку системы MBR обычно работают в глубоких и плотных смешанных растворах, погружные методы позволяют пузырькам подниматься на всю глубину, увеличивая время контакта с кислородом и более равномерную аэрацию.

1. Эффективность переноса кислорода (OTE)

Основная цель аэрации — переместить кислород из воздуха в жидкость.

• Поверхностные аэраторы: Эти машины работают, разбрызгивая воду в воздух. Время контакта между воздухом и водой чрезвычайно короткое и происходит только на поверхности.
• Дисковые диффузоры: Выпуская миллионы мелких пузырьков на дне резервуара, дисковые диффузоры используют весь столб воды. По мере того, как пузырьки поднимаются, они переносят кислород на протяжении всего пути.
• Фактор MBR: Резервуары MBR обычно имеют глубину (до нескольких метров) для экономии места. Дисковые диффузоры повышают эффективность с глубиной (более высокий SOTE на метр), тогда как поверхностные аэраторы с трудом насыщают кислородом дно глубоких резервуаров.

2. Управление высокими концентрациями MLSS

Системы MBR работают при значительно более высоких уровнях взвешенных твердых веществ в смеси растворов (MLSS) — обычно между и мг/л — по сравнению с обычными системами (мг/л).

• Проблемы с вязкостью: Высокий MLSS делает сточные воды более вязкими (гуще). Поверхностные аэраторы часто не могут обеспечить достаточную локализованную энергию для проникновения в этот густой ил, что приводит к образованию «мертвых зон», где твердые частицы оседают и становятся анаэробными.
• Погружная точность: Дисковые диффузоры расположены сеткой по полу. Это обеспечивает равномерное перемешивание и гарантирует, что каждый литр осадка высокой плотности получает достаточное количество растворенного кислорода (РК), независимо от его вязкости.

3. Влияние на здоровье мембраны и пенообразование.

В системе MBR система аэрации не просто питает бактерии; он взаимодействует с чувствительными мембранными модулями.

• Аэрозоли и пенообразователи: Поверхностные аэраторы создают значительные брызги и аэрозоли. В промышленных или фармацевтических сточных водах это может привести к чрезмерному пенообразованию и выбросу летучих органических соединений (ЛОС) в атмосферу.
• Нежное взаимодействие: Дисковые диффузоры обеспечивают «подповерхностную» турбулентность. Мелкие пузырьки мягко поднимаются вверх, обеспечивая необходимый «очищающий» эффект, если их разместить под мембранными модулями, что помогает поддерживать чистоту мембран без резкого механического воздействия поверхностной крыльчатки.

4. Потребление энергии и потери тепла.

Обычно на аэрацию приходится от 45% до 75% затрат на электроэнергию очистных сооружений.

• Эффективность воздуходувки: Дисковые диффузоры в сочетании с высокоэффективными воздуходувками можно точно регулировать с помощью частотно-регулируемых приводов (ЧРП) на основе датчиков растворенного кислорода, работающих в режиме реального времени.
• Термическое управление: Поверхностные аэраторы подвергают сточные воды воздействию окружающего воздуха. Зимой это вызывает массовые потери тепла, что замедляет биологическую активность. Летом вода может перегреться. Погружная аэрация поддерживает стабильную температуру процесса.

Сводка сравнения: дисковые диффузоры и поверхностные аэраторы

Заключение

Для системы MBR выбор очевиден. Дисковые диффузоры с тонкими пузырьками обеспечивают превосходную передачу кислорода, перемешивание в глубоких резервуарах и энергоэффективность, необходимую для поддержания биомассы высокой плотности. Хотя поверхностные аэраторы может быть проще установить в открытых лагунах, им не хватает точности и мощности, необходимых для высокоинтенсивной среды современного фармацевтического или химического завода MBR.