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L'aerazione è il processo più intenso energetico nel trattamento delle acque reflue municipali, spesso rappresentEo 45-60% del consumo totale di energia di una pianta .
Un confronto tecnico tra bolla fine and bolla grossolana I sistemi di aerazione rivelano differenze significative nella loro efficienza e costi operativi, principalmente guidati dalla fisica fondamentale del trasferimento di gas.
Efficienza di trasferimento di ossigeno (OTE) è una misura di come un sistema di aerazione effettivamente trasferisce l'ossigeno dall'aria alle acque reflue. Il principio fondamentale è che una superficie a bolle più ampia e un tempo di contatto più lungo con il liquido comporta un maggiore trasferimento di ossigeno.
*Diffusori a bolle fine: Questi diffusori producono piccole bolle, in genere 1-3 mm di diametro. Un dato volume d'aria, se suddiviso in numerose piccole bolle, ha una superficie cumulativa significativamente più grande rispetto allo stesso volume in poche bolle di grandi dimensioni. Inoltre, le bolle più piccole aumentano più lentamente, aumentando il loro tempo di contatto con l'acqua. Di conseguenza, i sistemi di bolle sottili hanno un alto ote, spesso che vanno da 20% a oltre il 40% .
*Diffusori a bolla grossolane: Questi producono bolle più grandi, in genere oltre 6 mm di diametro. Le bolle più grandi aumentano rapidamente sulla superficie, con conseguente tempo di contatto molto più breve e una superficie totale inferiore per il trasferimento di ossigeno. Di conseguenza, il loro OTE è significativamente inferiore, in genere Meno del 10% .
Efficienza di aerazione standard (SAE) è una metrica più completa che quantifica la quantità di ossigeno trasferito per unità di energia consumata. Misura l'efficienza complessiva del sistema in considerazione sia nell'OTE che nella potenza necessaria per far funzionare i soffiatori. È spesso espresso in libbre o chilogrammi di ossigeno per cavallo (LB O2 /HP-HR).
*Sistemi di bolle raffinati: A causa del loro OTE superiore, i sistemi di bolle fini richiedono aria compressa molto meno da soffiatori per raggiungere lo stesso livello di ossigeno disciolto (DO). Ciò si traduce direttamente in un consumo di energia inferiore. I loro valori SAE in genere vanno da Da 4,0 a 7,0 lb O2/HP-HR o superiore
*Sistemi di bolle grossolane: A causa dei loro bassi sistemi di bolle grossolane, richiedono un volume maggiore di aria e più potenti soffiatori per soddisfare la domanda di ossigeno. Il loro SAE è quindi molto più basso, in genere vanno da Da 1,5 a 3,0 lb O2/HP-HR .
Suggerimenti:
Progettazione e variabilità del sistema: i valori OTE e SAE dichiarati sono solo gamme generali. Le prestazioni effettive dipendono fortemente da parametri di progettazione specifici, come la profondità del bacino, la temperatura dell'acqua, il setpoint di ossigeno disciolto e il tipo di membrana diffusore utilizzata. Le prestazioni di un sistema di bolle grosso ben progettato possono talvolta sovrapporsi a quelle di un sistema a bolle fine mal progettato.
In alcune applicazioni, potrebbe essere utilizzata una combinazione di entrambi i sistemi: bolle di fuline per un efficiente trasferimento di ossigeno e bolle grossolane (o miscelatori meccanici) per una miscelazione efficace.
Mentre i sistemi di bolle sottili possono avere un costo di capitale iniziale più elevato, i risparmi significativi nel consumo di energia portano a un Costo totale di proprietà molto più basso per tutta la vita del sistema. Il risparmio di energia può essere sostanziale, riducendo spesso i costi energetici di aerazione di un impianto 30-50% o più.
Costo iniziale più ripido per il sistema di bolle fine, ma nel tempo i costi operativi per il sistema di bolle grossolani salirebbero molto più in alto, con la linea di costo totale per il sistema di bolle fine che si appiattisce e alla fine diventa significativamente più bassa. $
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