U glavnim procesima biološkog uklanjanja azota u tretmanu otpadnih voda, kao što su A²/O, oksidacioni kanali i modifikovani SBR procesi, recirkulacijska pumpa tečnosti za nitrifikaciju je osnovni deo opreme za održavanje stabilnih nivoa ukupnog azota (TN). Ova oprema se odlikuje velikom brzinom protoka i malim naponom i prvenstveno je odgovorna za transport mješavine{1}}bogate nitratima iz aerobne zone u anoksičnu zonu, čime se obezbjeđuje supstrat za denitrifikaciju.
Uobičajeni problem koji se susreće u radu i održavanju postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda je da, uprkos preciznom doziranju izvora ugljika, stabilnoj kontroli otopljenog kiseonika (DO) ispod 0,5 mg/L u anoksičnom rezervoaru i inače normalnim procesnim parametrima, efluent TN ostaje konstantno visok ili značajno fluktuira. Opsežna istraživanja na licu mjesta su otkrila da su mnogi takvi kvarovi uzrokovani nepravilnim odabirom pumpe, ne-standardnom instalacijom ili neadekvatnim održavanjem pumpe za recirkulaciju tečnosti za nitrifikaciju. Ovi problemi mogu rezultirati nedovoljnim povratnim protokom i prekomjernim unosom kisika u povratnu tekućinu, narušavajući okruženje anoksične denitrifikacije i direktno smanjujući efikasnost uklanjanja dušika.
Dakle, kako odabrati odgovarajuću potopljenu recirkulacijsku pumpu?
I. Osnovna funkcija opreme: Razumijevanje osnovne logike uklanjanja dušika
Biološko uklanjanje dušika sastoji se od dva osnovna koraka: nitrifikacije i denitrifikacije. Efikasnost veze između ova dva koraka direktno određuje ukupnu koncentraciju azota u efluentu. Recirkulacijska pumpa tečnosti za nitrifikaciju je osnovni nosač koji povezuje ova dva procesa.
Prvi korak je aerobna nitrifikacija, u kojoj aerobni mikroorganizmi pretvaraju amonijačni dušik u otpadnoj vodi u nitrate i nitrite u aerobnom spremniku. Drugi korak je anoksična denitrifikacija, u kojoj anoksični mikroorganizmi reduciraju nitrate u azotni plin u anoksičnom spremniku, čime se postiže potpuno uklanjanje dušika.
Osnovni zadatak recirkulacijske pumpe tečnosti za nitrifikaciju je da stabilno transportuje mešavinu aktivnog mulja bogate nitratima- iz aerobne zone u anoksičnu zonu na niskom nivou reoksigenacije, obezbeđujući dovoljan reakcioni supstrat za denitrifikujuće bakterije. Ako je oprema premala, ako je neispravna ili je sadržaj kisika u povratnoj tekućini previsok, nitrati se mogu akumulirati u aerobnoj zoni, reakcija denitrifikacije može biti inhibirana u anoksičnoj zoni, a ukupna koncentracija dušika u efluentu može na kraju premašiti traženi standard.
II. Pet dimenzija izbora jezgra za precizno usklađivanje radnih uslova
Osnovni principi za odabir recirkulacijske pumpe tečnosti za nitrifikaciju mogu se sažeti na sljedeći način:visok protok, nizak napon, sprečavanje reoksigenacije i otpornost na habanje. Precizan odabir zahtijeva razmatranje pet dimenzija: protok, visinu, tip pumpe, materijal i konfiguracije potpore, uzimajući u obzir stabilnost, energetsku efikasnost i trajnost.
1. Brzina protoka: izračunajte na osnovu omjera povrata i omogućite dovoljnu operativnu marginu
Brzina povratnog protoka određena je omjerom povrata procesa. Za komunalne otpadne vode, tipičan omjer povrata je 100%–400%. Za industrijsku otpadnu vodu, omjer povrata treba prilagoditi u skladu sa ukupnim udjelom dušika i potrebnim standardima za ispuštanje efluenta.
Osnovna formula izračuna je:
Brzina povratnog protoka=Brzina trenutnog protoka × omjer povrata
Praktične smjernice za odabir:Koristite vršnu brzinu protoka kao osnovu za proračun. Odabir zasnovan isključivo na prosječnom dnevnom protoku treba strogo izbjegavati, jer to može dovesti do nedovoljne recirkulacije u uslovima visokog-opterećenja.
Radna margina od 10% – 20% treba biti rezervisana na osnovu izračunate brzine protoka kako bi se nadoknadili gubici protoka uzrokovani skaliranjem cijevi i akumulacijom biofilma.
Kao standardna konfiguracija preporučuje se sistem kontrole brzine promjenjive-frekvencije, koji omogućava regulaciju brzine od 0% do 100%. Ovo omogućava da se brzina protoka recirkulacije dinamički prilagođava u skladu sa fluktuacijama u kvalitetu i količini vode, omogućavajući sistemu da se prilagodi i uslovima niskog-opterećenja i visokog-opterećenja uz smanjenje potrošnje energije opreme.
primjer:Za postrojenje za prečišćavanje otpadnih voda sa vršnom brzinom protoka od 100 m³/h i potrebnim omjerom recirkulacije od 200% za postizanje visoke-standardne denitrifikacije, odabrana pumpa treba imati protok odnajmanje 220 m³/h, uključujući operativnu maržu od 20%.
2. Glava: Uskladite stvarne zahtjeve i izbjegavajte slijepi odabir visoke-opreme za glavu
Recirkulacija tečnosti za nitrifikaciju je obično niska-primjena. Primjenjiva visina je uglavnom samo 0,8–3 m, a za neke velike rezervoare ne prelazi 5 m. Izbjegavajte slijepo odabiranje-pumpa sa visokim naponom.
Prekomjerna glava može rezultirati smanjenim efektivnim protokom, povećanom potrošnjom energije i ubrzanim habanjem radnog kola uzrokovano nepovoljnim radnim uvjetima. Takođe može povećati rizik od reoksigenacije u povratnoj tečnosti.
Tačan proračun glave mora uključivati sljedeće tri komponente, zajedno sa sigurnosnom marginom od 1-2 m kako bi se prilagodili dugoročni-gubici operativnog otpora:
Statička glava:Stvarna razlika u nivou tečnosti između aerobnog i anoksičnog rezervoara.
Otpor na trenje:Otpor protoka medija koji odgovara dužini i prečniku cevi.
Lokalni otpor:Kombinovani otpor uzrokovan komponentama kao što su prodori u zid, ventili, T-i, koljena i baze spojnica.
3. Tip pumpe: Poželjne su potopljene recirkulacijske pumpe, sa fokusom na sprečavanje reoksigenacije
Potopne recirkulacijske pumpe (kroz-zidne/interne povratne pumpe) su preferirani tip pumpe za ovu aplikaciju. Njihove osnovne prednosti usko odgovaraju operativnim zahtjevima.
Imaju stabilnu strukturu bez dugog-habanja osovine i imaju dizajn automatske instalacije spojnice, što olakšava podizanje i održavanje. Oni također imaju niske operativne troškove i široke protočne prolaze koji pružaju jak kapacitet za rukovanje čvrstim-kapacitetima, omogućavajući stabilan transport mješavine aktivnog mulja s visokim sadržajem krutih tvari uz smanjenje rizika od začepljenja uzrokovanog vlaknima i nečistoćama mulja.
Osim toga, odlične performanse zaptivanja i stabilan hidraulički protok pomažu u sprječavanju stvaranja vrtloga, uvlačenja zraka i curenja. Ovo smanjuje rastvoreni kiseonik u povratnoj tečnosti na izvoru, održava stabilno procesno okruženje u anoksičnom rezervoaru i izbegava prekomernu reoksigenaciju povezanu sa konvencionalnim pumpama.
4. Materijal: Odaberite prema kvaliteti vode, balansiranju otpornosti na koroziju i otpornosti na habanje
Otopine za nitrifikaciju sadrže nitrate i nitrite i, u nekim slučajevima, količine vodonik sulfida u tragovima. Stoga pokazuju i korozivna svojstva i abrazivne efekte uzrokovane suspendiranim čvrstim tvarima. Materijal se mora odabrati prema specifičnom kvalitetu vode kako bi se produžio vijek trajanja opreme.
Za korozivne industrijske otpadne vode,304/316L nerđajući čelik ili dupleks nerđajući čelikpreporučuje se kao glavni materijal za tijelo.
Za posebne uslove gde temperatura medija prelazi 40 stepeni, anIzolovani motor H{0}} klaseje potrebno da se prilagodi visokim-radnim uslovima.
5. Podržavajuća konfiguracija: Striktno slijedite standarde kako biste osigurali operativnu pouzdanost
Konfiguracija je fundamentalna za stabilan rad opreme i ne bi trebala biti ugrožena. Osnovni zahtjevi za konfiguraciju su sljedeći:
Sistem zaptivanja:Standardna konfiguracija uključuje dvostruke mehaničke brtve i nezavisnu uljnu komoru. Uljna komora pruža višestruke funkcije, uključujući podmazivanje, hlađenje i sprječavanje curenja, pomažući u sprječavanju ulaska otpadne vode u motor.
Zaštita motora:Stepen zaštite veći od ili jednak IP68, pogodan za dugotrajni-potopljeni rad; klasa izolacije veća ili jednaka F; ugrađen-u PTC termistor za praćenje-stvarnog vremena porasta temperature motora; i automatska zaštita od preopterećenja.
Konfiguracija opreme:Striktno slijedite N+1 princip sigurnosne kopije. Svaki sistem ne bi trebao imati manje od dvije jedinice: jednu radnu pumpu i jednu rezervnu pumpu, čime se sprječava prekid procesa uzrokovan gašenjem opreme ili prekidom protoka.
Sigurnosna zaštita:Oprema treba da bude opremljena zaštitom od preopterećenja,{0}}faznog{0}}gubljenja i niske-tečnosti-zaštitom od rada na suvo{3}}kako bi se prilagodila fluktuacijama radnih uslova.