Actuellement, nos services publics connaissent certaines difficultés. Les communications se détériorent, la qualité du traitement des eaux usées industrielles et domestiques se dégrade. Par conséquent, il est très souvent nécessaire de reconstruire et de moderniser les installations de traitement et les conduites de services publics sur la base des nouvelles technologies.

Lors de la reconstruction des installations de traitement existantes, la condition principale est l'optimisation des coûts d'investissement, en atteignant travail efficace tous les domaines technologiques et en réduisant les coûts d’exploitation. L'un des moyens d'accroître l'efficacité des entreprises est d'utiliser technologies d'économie d'énergie et du matériel de haute qualité.

Ce n'est un secret pour personne que les principaux coûts d'exploitation de usines de traitement des eaux usées Il s'agit de coûts énergétiques, dont la part du lion est constituée par les coûts d'aération.

Pour atteindre une efficacité maximale et réduire les coûts énergétiques associés aux processus d’aération, il est nécessaire de choisir judicieusement.

En raison du fait que les eaux usées s'écoulent de manière inégale vers les stations d'épuration, il est nécessaire de réduire ou d'augmenter l'apport d'air pour l'aération, en fonction de la concentration d'oxygène qui y est dissous. Pour minimiser le coût de l’électricité nécessaire au fonctionnement surpresseurs pour stations d'épuration , il est nécessaire de réguler les performances des unités de soufflage en fonction de la demande en oxygène. La station de soufflage doit avoir une plage de contrôle assez large et fournir la quantité d'air requise au système avec coûts minimes pour l'électricité, économisant ainsi beaucoup d'argent sur le paiement d'une électricité coûteuse. Ceci peut être réalisé grâce à une sélection appropriée Souffleurs KAESER .

Un certain nombre d'installations de traitement disposent de bassins de moyenne qui assurent un approvisionnement uniforme eaux usées pour un nettoyage ultérieur, et il semblerait que dans ce cas, il n'est pas nécessaire de réguler l'alimentation en air pour l'aération, mais il existe de nombreux autres facteurs qui affectent l'alimentation de la quantité d'air requise. Le principal facteur influençant le changement de l’alimentation en air est la température.

La densité de l'air et la concentration d'oxygène dissous dépendent fortement de la température. En tenir compte, à savoir ajuster l'évolution de l'apport d'air pour l'aération en fonction de la température environnement est un puissant potentiel d’économie d’énergie.

Sélection compétente surpresseurs pour stations d'épuration est la clé des économies futures pour l'entreprise, une production très efficace grâce à une réduction significative des coûts d'exploitation. La configuration de la station de soufflage dépend directement des conditions de fonctionnement. Lors de la sélection surpresseurs pour stations d'épuration tout doit être pris en compte : l'humidité de l'air, l'altitude au dessus du niveau de la mer à l'endroit où est installé le surpresseur, la température de l'air ambiant et de l'air d'admission, la perte de charge dans le réseau d'air.

Un logiciel spécial vous aide à prendre en compte tous ces facteurs et à choisir le bon souffleur.

Surpresseurs pour stations d'épuration KAESER ont une conception différente des autres ventilateurs, ce qui leur permet d'être installés à proximité les uns des autres (l'entretien s'effectue depuis l'avant de l'unité), de ce fait, les unités nécessitent beaucoup moins de superficie pour l'installation.

De plus surpresseurs pour stations d'épuration peut être fabriqué pour un usage extérieur et placé directement dans la rue, à proximité du réservoir d'aération. Ainsi, il n'est pas nécessaire de construire ou de reconstruire un local pour accueillir une station de soufflage, ainsi que des coûts ultérieurs associés au fonctionnement du local.

Installation ventilateurs pour aération extérieure, directement à côté du réservoir d'aération, évite non seulement les coûts de construction d'un local pour abriter les unités, mais réduit également considérablement la longueur de la conduite pneumatique. Dans ce cas ventilateurs pour l'aération fonctionnent encore plus efficacement, car il n'y a pratiquement aucune perte de pression sur la conduite et moins de puissance d'entraînement est nécessaire pour fournir la quantité d'air requise.

Appliquer une approche systématique à la sélection surpresseurs pour stations d'épuration , en tenant compte de tous les facteurs influençant le processus d'alimentation en air, vous pouvez obtenir le résultat souhaité, réduire considérablement les coûts d'exploitation et augmenter l'efficacité énergétique de l'installation.

Souffleurs d'air pour l'aération dans le traitement des eaux usées

Mots-clés : traitement biologique, surpresseurs, aération

Le traitement biologique constitue aujourd’hui l’une des méthodes de traitement des eaux usées industrielles et municipales les plus respectueuses de l’environnement. La saturation de l’eau traitée en oxygène est une condition obligatoire pour un processus de traitement biologique aérobie efficace. Ceci est réalisé grâce à des souffleurs d'air conçus pour la compression et le refoulement de l'air, ainsi que pour la création de vide.

Description:

Soufflantes pour l'aération dans le traitement des eaux usées

Le traitement biologique est actuellement l’une des méthodes de traitement de l’eau les plus respectueuses de l’environnement, tant pour les eaux usées industrielles que domestiques. Pour un processus aérobie efficace traitement biologique Une condition préalable est la saturation des eaux purifiées en oxygène. À cette fin, des soufflantes sont utilisées pour comprimer et pomper l’air, ainsi que pour créer un vide.

Lors du choix des équipements pour les installations de traitement, des soufflantes sont données attention particulière. Le débit d'air requis pour le traitement des eaux usées dépend de la demande en oxygène du processus, de l'efficacité requise pour l'élimination des contaminants et de la technologie de traitement utilisée. La quantité d'air fournie requise lors du nettoyage dans les bassins d'aération dépend de la composition et de la température des eaux usées, caractéristiques géométriques réservoirs d'aération, le type d'aérateurs utilisés.

Estimé pression de travail, que les soufflantes doivent créer, doit être pris en fonction de la profondeur des aérateurs dans les réservoirs d'aération et des pertes de charge dans le réseau d'alimentation en air et les aérateurs eux-mêmes.

La plage de performances requises du ventilateur, en fonction des conditions données, peut varier considérablement et s'étendre de plusieurs mètres cubes air jusqu'à des dizaines de milliers. Dans le même temps, quelle que soit leur taille, les ventilateurs utilisés pour l'aération des eaux usées doivent répondre aux exigences suivantes.

1. L’aération est l’un des processus les plus énergivores. Jusqu'à 70 % de l'énergie des stations d'épuration des eaux usées est consommée par les systèmes d'aération. L’une des exigences les plus importantes est donc l’efficacité énergétique élevée des ventilateurs utilisés. Selon les exigences documents réglementaires il est nécessaire d'envisager la possibilité d'utiliser la chaleur de l'air comprimé pour les besoins d'une station d'épuration. Il est recommandé d'utiliser un équipement de soufflage permettant de réguler le débit d'air soufflé. Cela est dû à l'irrégularité quotidienne et saisonnière de l'afflux des eaux usées, ainsi qu'aux changements de température des eaux usées et de la température de l'air entrant dans les soufflantes. Lors de l'utilisation de technologies d'élimination biologique de l'azote et du phosphore, il est recommandé de prévoir un contrôle flexible ou progressif du système d'alimentation en air des réservoirs d'aération à l'aide d'un équipement d'automatisation.

2. Les souffleurs doivent avoir un impact minimal sur l’environnement. La classe de pureté de l'air comprimé est réglementée selon GOST R ISO 8573-1-2016 « Air comprimé. Partie 1. Classes de pollution et de pureté", qui est identique norme internationale ISO 8573-1:2010* « Air comprimé. Partie 1 : Contaminants et classes de propreté » (ISO 8573-1:2010). L’utilisation de souffleurs sans huile est actuellement recommandée. L'absence d'huile a un effet bénéfique sur le maintien de l'activité vitale des bactéries et micro-organismes lors du traitement des boues d'épuration dont l'air ne contient pas de particules d'huile. La teneur en air est particulièrement inacceptable si l’eau après purification doit être réutilisée.

3. Le ventilateur doit fonctionner aussi silencieusement que possible, car niveau augmenté le bruit affecte négativement le personnel impliqué dans le fonctionnement des équipements des stations d'épuration des eaux usées.

4. Le ventilateur doit être conçu pour les conditions de fonctionnement, c'est-à-dire être résistant à la corrosion, aux changements de température et aux précipitations.

5. Les souffleurs doivent être faciles à utiliser.

Photo. 8. Conception du module soufflant selon le schéma « deux en un ».

Blower est plus un terme d’argot que technique. Il serait plus correct d'appeler ces machines des compresseurs. Toutefois, étant donné que cet article s’adresse à un large éventail de lecteurs, nous utiliserons ce terme car il est plus courant. Un surpresseur, comme toute machine à compresseur, se caractérise par deux paramètres principaux : la productivité et la surpression créée.

Dans les processus d'aération, on utilise généralement des réservoirs d'aération d'une profondeur de 1 à 7 m, ce qui détermine la plage de surpressions créées par les soufflantes : de 10 à 80 kPa. Quant à la productivité du surpresseur, elle dépend du volume d'eau traité par l'installation : plus le volume est important, plus il faut d'air. Par exemple, les capacités des installations de traitement des eaux usées dans un petit village de vacances et grande ville peuvent différer de plusieurs ordres de grandeur.

En conséquence, la plage de performances requises du ventilateur va de deux à trois mètres cubes d'air par heure jusqu'à plusieurs dizaines de milliers. Bien entendu, une gamme aussi large de paramètres correspond à une large gamme de tailles de ventilateurs, tant en termes de puissance que de dimensions. Cependant il y a exigences générales, obligatoire pour tous les ventilateurs aérant l'eau. Premièrement, le ventilateur doit être « sec », c'est-à-dire que l'air fourni ne doit pas contenir de graisse ni de produits d'usure.

Deuxièmement, le ventilateur doit être fiable, facile à utiliser et, si possible, économe en énergie, compte tenu de son fonctionnement quasi continu 24 heures sur 24. Et troisièmement, le ventilateur doit être peu bruyant, car... travaille souvent à proximité des habitations humaines. La dernière exigence est particulièrement pertinente maintenant, car la construction de stations d'épuration a acquis une tendance à la différenciation. Autrement dit, la construction de nombreux villages de vacances, de cottages individuels, de cafés en bord de route, etc. implique également la construction de petites installations de traitement à proximité immédiate des habitations.

Ceci est économiquement justifié, car Les coûts de communication, de construction et d’exploitation sont considérablement réduits. Cette tendance dans dernièrement a également déterminé la demande de soufflantes de petite capacité. Malgré la grande variété types existants machines à compresseur, il est difficile de choisir une machine qui satisfasse à toutes les exigences énumérées. L'exigence de « sécheresse » de l'air fourni, de fiabilité et de silence réduit considérablement ce choix. De plus, le prix de ces compresseurs, généralement importés, est élevé.

La gamme de compresseurs de ce type proposée par l'industrie nationale est extrêmement limitée. Par exemple, les petites stations d'épuration nécessitent des surpresseurs avec une pression de refoulement de 20 à 80 kPa et une capacité de 5 à 1 000 m3/h. L'exigence de « sécheresse » de l'air fourni dans la plage de paramètres spécifiée est satisfaite principalement par deux types de soufflantes : à action volumétrique (soufflantes à membrane, en spirale, rotatives) et à action dynamique (soufflantes turbo).

Surpresseurs à membrane conçu pour une très faible productivité (5-10 m3/h). Ils sont approvisionnés sur le marché russe principalement par des sociétés étrangères, notamment japonaises. Les machines consomment peu d’électricité, sont compactes et peu bruyantes. Le prix de ces souffleurs est de 500 à 1 300 USD. La durée de vie de ces machines est déterminée par la qualité de la pièce principale - la membrane. Selon l'auteur, la durée de vie de cet équipement est de 2 à 3 ans. L'attention portée à ces machines a considérablement augmenté, car... ils sont utilisés dans la construction de chalets individuels d'installations de traitement.

Compresseurs scroll peut encore être qualifié d’« exotique » sur le marché des compresseurs « secs ». Il s’agit d’une technique relativement nouvelle qui est intensivement maîtrisée ici et à l’étranger. La conception de la machine implique l'utilisation haute technologie lors de la fabrication, les compresseurs restent donc très chers. Par exemple, la société suédoise Atlas Copco propose des compresseurs scroll d'une capacité de 10 à 24 m3/h à un prix allant jusqu'à 6 000 USD. Niveau de surpression - jusqu'à 10 bar (100 m de colonne d'eau).

En pratique, ces machines, comme compresseurs à pistons sans lubrification, n'ont pas encore trouvé d'application dans les systèmes d'aération.

Souffleurs rotatifs produit plusieurs entreprises à proximité et loin à l'étranger. Leur plage de productivité va de 30 à 3000 m3/h. En pratique, ils sont parfois appelés à engrenages ou à type RUT. Les surpresseurs de la série AF de l'usine de compresseurs de Melitopol (Ukraine) étaient une marque nationale bien connue. En utilisant Technologies occidentales De tels ventilateurs sont désormais produits par Venibe (Lituanie). Plusieurs entreprises européennes fournissent de tels ventilateurs sur notre marché.

Une caractéristique de conception des surpresseurs rotatifs est la présence de deux rotors tournant de manière synchrone. Pour synchroniser la rotation, les engrenages sont engrenés et donc lubrifiés. La présence d'un engrenage de synchronisation réduit naturellement la fiabilité de la machine et augmente le risque que de l'huile pénètre dans la cavité de compression à travers la garniture mécanique.

Pour être juste, il convient de noter qu'en raison du haut niveau technologique de production, les voitures des entreprises européennes sont très fiables, cependant, leur prix est plusieurs fois supérieur à celui de Melitopol. Par exemple, une surpresseur de la série AF de l'usine de Melitopol avec les paramètres les plus « de fonctionnement » (pression 50 kPa et productivité 400 m3/h) sur notre marché coûte entre 3 000 et 4 000 USD, tandis qu'un surpresseur avec des paramètres similaires d'une entreprise européenne coûte 8 000 USD. -10 000 USD par ex. La différence dans la durée de vie de l'équipement comparé est correspondante.

En termes de fiabilité, bien sûr, ils sont préférables turbosoufflantes. L'élément de travail de la machine est une simple roue à pales, tournant dans un boîtier sur roulements à billes. A l'exception des roulements, la machine ne possède pas d'unités de friction, ce qui détermine sa fiabilité. Un autre avantage des surpresseurs turbo est leur niveau sonore relativement faible.

La principale source de bruit dans tous les types de soufflantes considérés est le bruit dynamique des gaz, c'est-à-dire le bruit émis par l'air lors du passage à travers la partie flux de la machine. Dans les ventilateurs rotatifs, ce bruit est de basse fréquence, car... l'air est fourni par « portions », et dans les turbosoufflantes, il est à haute fréquence, car l'air est fourni en permanence. Le bruit haute fréquence est plus facile à atténuer. Il suffit de dire que, malgré l'installation de silencieux, les surpresseurs rotatifs nécessitent généralement chambres séparéesà cause de haut niveau bruit.

Parallèlement, les turbomachines équipées de silencieux n'ont pas besoin de tels locaux, car leur niveau sonore est proche des normes sanitaires. Sur la fig. La figure 1 montre les caractéristiques sonores comparatives de deux ventilateurs - un type rotatif de la série AF (courbe 1) et un turbo-souffleur de type vortex (courbe 2). La courbe correspondant aux normes sanitaires PS-80 est mise en évidence séparément. La figure montre que dans la plupart des bandes d'octave, l'excès normes sanitaires pour un ventilateur de type rotatif est plus élevé que pour un ventilateur de type vortex.

Bien entendu, cette analyse comparative et les suivantes n’ont pas pour but de critiquer certaines machines en faveur d’autres. L'objectif de l'analyse est de mettre en évidence les caractéristiques de chaque type de machine, le choix étant laissé au lecteur. Dans chaque cas spécifique, les critères de sélection peuvent différer radicalement. En parlant des turbosoufflantes, il faut immédiatement souligner l’étendue de leurs performances.

Dans le domaine des capacités relativement faibles (de 10 à 3000 m3/h), des turbomachines de types traditionnels(centrifuges, axiales) sont, bien que compactes, à très grande vitesse. Vitesse de rotation, par ex. aspirateur domestique atteint 16 000-20 000 min-1. Le moteur électrique collecteur d'un tel aspirateur n'est pas capable de fonctionner 24 heures sur 24, comme l'exigent les conditions de fonctionnement des installations de traitement.

Il est possible d'utiliser un multiplicateur, c'est-à-dire transmissions avec un rapport de démultiplication croissant, par exemple, à engrenages ou à courroie trapézoïdale. Ensuite, le trajet est possible à partir de l'habituel moteur électrique asynchrone. Cependant, dans ce cas, la conception devient beaucoup plus compliquée, ce qui entraîne une diminution de la fiabilité. Il est possible d'utiliser des moteurs électriques à grande vitesse sans contact.

Actuellement, l'industrie nationale a créé et fabrique des prototypes de ces unités. Par exemple, un compresseur centrifuge utilisé dans les usines d'ozonation domestiques est équipé d'un multiplicateur dont l'arbre à grande vitesse, auquel est fixée la turbine du compresseur, tourne à une vitesse supérieure à 50 000 min-1.

Le multiplicateur à engrenages à deux étages est lubrifié à l'huile. Un autre compresseur, conçu et fabriqué pour les systèmes de transport pneumatique, se présente sous la forme d'une turbine à pales en porte-à-faux sur l'arbre d'un moteur électrique à grande vitesse. Révolutions ouvrières - plus de cent mille. Moteur électrique spécial, roulements spéciaux à dynamique de gaz pétale, assemblage et fabrication de précision. Il n'est pas nécessaire de parler du coût d'une telle unité - il est assez important. Il n’existe pas encore de données sur la durée de fonctionnement par ressource.

Dans cette perspective, il est très intéressant de comparer nouveau type turbomachines - vortex. En raison de la spécificité du mécanisme de compression de l'air dans la partie flux de ces machines, la plage de leurs performances et de leur pression est similaire à celle des machines rotatives. Dans le même temps, les machines vortex ne présentent pas les inconvénients des machines rotatives : elles ont une fiabilité bien supérieure et sont moins bruyantes.

La fréquence de rotation des turbomachines vortex est de 3 000 à 5 000 min-1, ce qui simplifie leur entraînement. Au MSTU. Bauman a développé et produit actuellement commercialement toute une gamme de surpresseurs turbo domestiques de type vortex. Les designs sont originaux et protégés par des brevets de Russie, des États-Unis et de plusieurs pays européens.

En termes de caractéristiques, les machines ne sont pas inférieures aux meilleurs analogues étrangers. Une grande expérience a déjà été accumulée dans l'exploitation de telles machines, notamment dans les stations d'épuration. Il s'agit principalement de voitures de marque EF-100. Leur plage de performances va de 200 à 800 m3/h et les pressions vont jusqu'à 80 kPa. Sur la fig. La figure 2 montre un ventilateur vortex de la série EF-100. La machine est installée sur le même châssis avec un moteur électrique et y est reliée par un entraînement par courroie trapézoïdale.

En sélectionnant les poulies et la puissance des moteurs électriques, il est possible d'obtenir tout un réseau sur presque une seule machine. diverses caractéristiques. Sur la fig. La figure 3 montre les caractéristiques de performance des turbosoufflantes EF-100 de seize tailles standard. A noter que les caractéristiques sont presque inversement proportionnelles à la dépendance de la pression sur la productivité, ce qui est très pratique pour l'automatisation et la régulation.

Il est également important que, contrairement aux caractéristiques des turbomachines de type centrifuge, ces caractéristiques ne présentent pas de zones de pompage, c'est-à-dire En pratique, la machine fonctionne régulièrement au-dessus de la pression nominale, tout en ne consommant que de l'énergie supplémentaire. Dans le même temps, la consommation d’énergie diminue à mesure que la productivité augmente. Avec les turbomachines centrifuges, c’est l’inverse.

C’est pourquoi les turbomachines vortex ne craignent pas les conditions de démarrage. La sélection des poulies et des moteurs électriques, comme dans la série EF-100, est la plus simple et manière bon marché obtenir un réseau de caractéristiques de performances sur une seule machine vortex. Cependant, cela est gênant du point de vue de la régulation en tant que processus de modification automatique des paramètres. Dans les systèmes d'aération, le besoin en air peut varier considérablement, aussi bien pendant la journée (jour et nuit) qu'en fonction de la saison (été, hiver).

Afin d'économiser de l'énergie, et cette économie peut atteindre jusqu'à 40 %, les systèmes de contrôle automatique de l'alimentation en air en modifiant la vitesse de rotation de la turbosoufflante ont récemment été de plus en plus utilisés. Grâce aux dispositifs de conversion de fréquence actuels apparus sur le marché, le système de contrôle automatique est devenu simple et accessible.

Dans un turbosoufflante vortex, un changement dans la vitesse de rotation déplace la caractéristique dans un sens ou dans l'autre, presque à égale distance de celle d'origine. En d’autres termes, le champ de caractéristiques représenté sur la Fig. 3 peut être obtenu sur presque une machine en modifiant la vitesse de rotation à l'aide d'un convertisseur de fréquence. Une telle machine a été développée. Compresseur à vide Vortex VVK-3(Fig. 4) est réalisé sous la forme d'un monobloc, c'est-à-dire la roue est montée directement sur l'arbre du moteur.

Paramètres nominaux de la machine : productivité - 700 m3/h, pression de refoulement - 40 kPa, vitesse de rotation - 3000 min-1. En réduisant la vitesse de rotation à l'aide d'un convertisseur de fréquence connecté au circuit d'alimentation du moteur électrique, vous pouvez obtenir presque n'importe quel point de fonctionnement dans le champ des caractéristiques représenté sur la Fig. 3. VVK-3 - le plus grosse voiture de la série VVK de souffleurs vortex.

Toutes les machines de cette série ont une caractéristique commune : elles sont monoblocs. La première machine de cette série - VVK-1 (Fig. 5) a été développée au MSTU. N.E. Bauman et est produite en série chez NPO Energia depuis 1991. La machine était destinée aux systèmes de transport pneumatique de farine dans les boulangeries. Ses paramètres de fonctionnement :

• productivité - 120 m3/h ;
• pression - 28-30 kPa;
• puissance du moteur électrique - 5,5 kW;
• poids - 80 kg;
• dimensions - 500.500.500 mm.

En 1999, ces machines ont commencé à être utilisées dans les systèmes d'aération. Actuellement créé et produit en série par l'entreprise nationale LLC "ENGA" nouvelle version— VVK-2 (Fig. 6). Contrairement à son prédécesseur (VVK-1), de nombreuses modifications de conception ont été apportées au VVK-2 pour augmenter la fiabilité lors d'un fonctionnement 24 heures sur 24. VVK-2 est une machine universelle, car permet, à l'aide d'une simple transformation, d'obtenir deux exécutions et, par conséquent, deux différentes caractéristiques avec les points de fonctionnement suivants (Tableau 1).

Compte tenu de la tendance à l'expansion de la construction de petites installations de traitement, mentionnée au début de l'article, au MSTU. N.E. Bauman a actuellement développé et créé des prototypes de microsouffleurs de type vortex d'une capacité de 5 et 20 m3/h avec une puissance de moteur électrique de 0,5 et 1,5 kW, respectivement.

En parlant des turbosoufflantes de type vortex, il serait injuste de passer sous silence leur principal inconvénient - un rendement relativement faible. Sa valeur ne dépasse généralement pas 35 à 40 %. En fait, l’intensité énergétique des turbosoufflantes vortex est 1,5 à 2 fois supérieure à celle des soufflantes rotatives. Par conséquent, lors du choix du type de machine, surtout si elle fonctionne 24 heures sur 24, il est nécessaire de prendre en compte ce fait.

Cependant, quand nous parlons de Concernant les micromachines de petite puissance, la consommation énergétique n’est pas le paramètre le plus important. La fiabilité, la facilité d'entretien et les faibles niveaux sonores sont bien plus importants, étant donné que la station d'épuration chalet devrait fonctionner avec pratiquement aucun entretien et à proximité des habitations. Pour les machines plus puissantes, telles que la VVK-3, des économies sont possibles grâce à la régulation, comme indiqué ci-dessus.

Quelques mots sur les analogues étrangers. L'un des principaux fabricants de surpresseurs vortex en Europe est Siemens. L'entreprise produit toute une gamme de machines de la série ELMO-G (Fig. 7). Les souffleurs vortex domestiques ne leur sont inférieurs que par leur conception. En termes de paramètres techniques, ils ne sont en aucun cas inférieurs. Quant aux prix, bien entendu, la différence est grande.

Par exemple, le ventilateur domestique VVK-2 coûte environ 1 900 USD ; une unité Siemens 92N avec des paramètres similaires coûte environ 4 800 USD. Si nous parlons d'une plage de productivité allant de trois à plusieurs dizaines de milliers de mètres cubes par heure, alors il n'y a pas de concurrence turbosoufflantes types traditionnels, notamment centrifuges.

Les spécialistes connaissent depuis longtemps les soufflantes centrifuges de la série télévisée produites par l'usine de Chirchi (Ouzbékistan). Unités stationnaires puissantes avec un bon rendement et une grande fiabilité. Actuellement, leur production est maîtrisée par une entreprise ukrainienne, l'usine de construction de machines de Lugansk (surpresseurs de la série VT).

Comme toute unité fixe de masse importante (le poids des surpresseurs atteint plusieurs tonnes), le surpresseur VC a besoin bonne base. Toutefois, l'expérience opérationnelle montre qu'il n'est pas toujours possible de fournir une telle base. Les sols sur lesquels sont implantées les stations d’épuration sont parfois assez instables selon les saisons.

Au MSTU. N.E. Bauman, une tentative a été faite pour créer une alternative aux ventilateurs des séries TV et VT. Les développeurs ont pris le chemin de la création de toute une gamme de machines en utilisant des méthodes d'unification telles que la section et la composition, lorsque des unités dérivées sont produites par un ensemble de sections identiques (modules).

La connexion de ces modules en série ou en parallèle détermine soit la pression totale, soit la capacité totale. Cette technique a permis d'obtenir une large gamme d'unités avec différents paramètres techniques. Chaque section (module) peut être réalisée en deux versions : soit il s'agit d'un étage d'une machine centrifuge, monté sur le même châssis que le moteur électrique et relié cinématiquement à celui-ci par un entraînement par courroie, soit il s'agit de deux étages d'une machine centrifuge. , dont les roues sont respectivement fixées aux deux extrémités de l'arbre du moteur électrique (schéma "deux en un").

La conception du module selon le schéma « deux en un » est illustrée à la Fig. 8. Les roues et les carters de machines sont soudés et fabriqués en tôle d'acier mince selon technologie originale. Les diffuseurs de type axial réduisent les dimensions du module et présentent de bonnes caractéristiques anti-surtension. En assemblant des modules, vous pouvez obtenir une large gamme de machines.

Dans le tableau Les figures 2 et 3 montrent les principaux paramètres des modules et leurs combinaisons possibles. Ces options ne sont qu'un exemple et ne limitent pas le nombre de combinaisons de modules possibles. En plus de l'unification conception modulaire présente de nombreux avantages. Premièrement, la faible masse du module (350-600 kg) ne nécessite pas de fondations puissantes.

Deuxièmement, pour la même raison, les modules peuvent être placés arbitrairement sur l'espace disponible, en les connectant uniquement avec un pipeline, ce qui offre plus d'options pour la disposition des unités. Troisièmement, le module utilise des roulements à billes conventionnels lubrifiés à la graisse comme supports d'arbre, ce qui simplifie le fonctionnement (il n'y a pas de stations d'huile utilisées dans les roulements lisses, utilisés, par exemple, dans certaines modifications de ventilateurs TV).

Quatrièmement, avec la même consommation d'énergie que les unités TV, l'unité modulaire ne crée pas de charges de démarrage aussi puissantes sur le réseau électrique, car Les modules de scène peuvent être connectés en série et ne disposent pas de la réserve de puissance installée habituelle pour les téléviseurs. Pour illustrer, donnons un exemple. Dans le ventilateur VTs 1-50/1,6 avec paramètres : V = 3000 m3/h ; .р = 60 kPa, un moteur électrique d'une puissance nominale de 160 kW est utilisé.

Dans le même temps, les mêmes paramètres peuvent être obtenus par trois modules I connectés en série (tableau 2) avec une puissance totale de moteurs électriques : 30. 3 = 90 kW. Et enfin, cinquièmement, c'est le prix. Elle est également favorable version modulaire. Par exemple, le même ventilateur VT 1-50/1,6 coûte environ 17 000 USD. , alors que le coût de trois modules I est d'environ 11 000 USD.

Actuellement au MSTU. N.E. Le développement de Bauman continue nouvelle technologie. Ses clients sont un certain nombre d'entreprises nationales, notamment celles impliquées dans la construction de stations d'épuration compactes. L'industrie en développement rapide de la protection de l'environnement et du maintien de la vie humaine stimule également de nouveaux développements techniques dans l'industrie des compresseurs.

Yu.V. Gornev ( directeur général Vistaros LLC)

Il est bien connu qu’entre 60 et 75 pour cent de la consommation énergétique des stations d’épuration des eaux usées (STP) des villes et des grandes entreprises industrielles tenir compte de l’alimentation en air du système d’aération. Cet article aborde les questions d'économies possibles de consommation d'énergie dans le système d'aération grâce à l'utilisation d'éléments économes en énergie du système.

Les réserves pour économiser la consommation d'énergie dans le système d'aération des STEP sont énormes ; elles peuvent atteindre 70 % ou plus. Considérons les principaux éléments de ce système qui affectent de manière significative la consommation d'énergie. Si nous omettons des questions telles que la nécessité de maintenir les conduites d'alimentation en air, etc., en bon état de fonctionnement, celles-ci incluent :

1. Disponibilité de décanteurs primaires dans les STEP, qui permettent de réduire la Demande Biologique en Oxygène (DBO) et la Demande Chimique en Oxygène (DCO) des eaux usées à l'entrée des bassins d'aération. En règle générale, des bassins de décantation primaires sont déjà présents dans la plupart des grandes STEP.
2. Introduction du procédé de nitrification-dénitrification, qui permet d'augmenter la quantité d'oxygène dissous dans les boues activées de retour. Ce procédé est de plus en plus introduit lors de la construction et de la reconstruction des STEP.
3. Entretien et remplacement en temps opportun des aérateurs.
4. Application de soufflantes contrôlées de puissance optimale, mise en œuvre système unifié commandes pour tous les ventilateurs.
5. L'utilisation de vannes contrôlées spécialisées dans le système de distribution d'air pour les réservoirs d'aération.
6. Introduction d'un système de contrôle pour chaque vanne et toutes les vannes basé sur les données des capteurs d'oxygène dissous installés dans les bassins d'aération.
7. Application de débitmètres d'air pour stabiliser le processus de distribution d'air et optimiser le réglage du niveau minimum d'oxygène dissous pour le système de contrôle des vannes.
8. Introduction dans le système de contrôle d'un retour d'information supplémentaire du capteur d'ammonium en sortie des bassins d'aération (utilisé dans certains cas).

Les deux premiers points (décanteurs primaires et introduction de la nitrification-dénitrification) concernent en grande partie les enjeux de construction d'équipements dans les STEP et ne sont pas abordés en détail dans cet article. Nous discutons ci-dessous de la mise en œuvre de modules et de systèmes modernes de haute technologie qui permettent d'obtenir une réduction significative de la consommation électrique dans les STEP. Ces modules et systèmes peuvent être mis en œuvre aussi bien en parallèle avec la solution des deux premiers points, qu'indépendamment d'eux.

Les ventilateurs sont le principal consommateur d'électricité dans le système d'alimentation en air d'aération. Leur bon choix est la base de l’économie d’énergie. Sans cela, tous les autres éléments du système ne produiront pas l’effet souhaité. Cependant, nous ne commencerons pas par les souffleurs, mais suivrons l'ordre dans lequel il faut sélectionner tous les modules.

Aérateurs

L'une des principales caractéristiques des aérateurs est l'efficacité spécifique de dissolution de l'oxygène, mesurée en pourcentage par mètre de profondeur d'immersion des aérateurs. Pour les nouveaux aérateurs modernes, cette valeur est de 6 % et même de 9 % ; pour les anciens aérateurs, elle peut être de 2 % ou moins. La conception des aérateurs et les matériaux utilisés déterminent leur durée de vie sans perte d'efficacité, ce qui pour systèmes modernes varie de 6 à 10 ans ou plus. Le choix de la conception, du nombre et de l'emplacement des aérateurs est effectué en fonction de paramètres tels que la DBO et la DCO des eaux usées à l'entrée du système d'aération, le volume des eaux usées entrantes par unité de temps et la conception des bassins d'aération. S'il s'agit de la reconstruction d'une STEP avec de très vieux aérateurs située à mauvais état, alors, dans certains cas, seul le remplacement des aérateurs et l'installation de soufflantes correspondant aux nouveaux aérateurs permettront de réduire la consommation d'énergie de 60 à 70 % !

Souffleurs

Comme mentionné ci-dessus, les ventilateurs sont le principal élément qui garantit des économies de consommation d’énergie. Tous les autres éléments réduisent le besoin d’alimentation en air ou réduisent la résistance au flux d’air. Mais si vous laissez l’ancien ventilateur incontrôlé avec un faible rendement, vous ne réaliserez aucune économie. Si plusieurs soufflantes non contrôlées sont utilisées dans une station d'aération, alors, théoriquement, en optimisant d'autres éléments du système et en réduisant les besoins en alimentation en air, il est possible de mettre hors service et de transférer en réserve plusieurs soufflantes de celles précédemment utilisées et, ainsi, parvenir à une réduction de la consommation d’énergie. Vous pouvez également essayer de compenser les fluctuations quotidiennes de la demande en oxygène du système d'aération en allumant ou éteignant simplement le ventilateur de secours.

Cependant, l'utilisation d'une soufflante contrôlée, ou plus précisément d'un bloc de plusieurs compresseurs contrôlés, est bien plus efficace. Cela permet de fournir un apport d'air exactement en fonction de la demande, qui varie considérablement tout au long de la journée, mais également en fonction de la saison et d'autres facteurs. L'apport constant habituel d'air par des soufflantes incontrôlées est toujours excessif et conduit à une consommation d'énergie excessive et, dans certains cas, à une perturbation du processus de nitrification-dénitrification en raison d'un excès d'oxygène dans les bassins d'aération. Dans le même temps, le manque d’alimentation en air conduit à des polluants dans la sortie des eaux usées de la STEP dépassant les concentrations maximales admissibles (MAC), ce qui est inacceptable.

Contrôle précis de l'air lorsque surveillance constante le niveau d'oxygène dissous dans les bassins d'aération (et dans certains cas, avec un contrôle automatique constant de la concentration d'ammonium et d'autres polluants dans les effluents à la sortie des bassins d'aération) assure niveau optimal consommation d’énergie avec une conformité garantie des eaux usées traitées aux normes en vigueur.

La nécessité de plusieurs ventilateurs dans une unité (par exemple, deux grands et deux petits) est due au fait que la plage de contrôle compresseur d'air très limité. Elle varie, au mieux, de 35 % à 100 % de puissance, le plus souvent de 45 % à 100 %. Par conséquent, un ventilateur contrôlé ne peut pas toujours fournir un apport d’air optimal, en tenant compte des changements quotidiens et saisonniers de la demande. Aujourd'hui, les plus connus sont trois types de soufflantes : rotatives, à vis et turbo.

Le choix du type de surpresseur souhaité se fait principalement en fonction des paramètres suivants :

- la demande maximale et nominale d'alimentation en air - dépend des paramètres des aérateurs installés, qui à leur tour sont sélectionnés en fonction de leur efficacité et des besoins de l'ensemble du système d'aération en oxygène dissous, comme décrit ci-dessus ;

- la surpression maximale requise à la sortie du ventilateur est déterminée par la profondeur maximale possible des drains du bassin d'aération, plus précisément la profondeur des aérateurs, ainsi que par les pertes de charge lorsque l'air traverse la canalisation et à travers tous les éléments du système, comme les vannes, etc.

En règle générale, chaque ventilateur contrôlé possède sa propre unité de contrôle ; il est également important d'avoir une unité de contrôle commune pour tous les ventilateurs, garantissant mode optimal leur fonctionnement. Dans la plupart des cas, le contrôle est effectué en fonction de la pression à la sortie du groupe soufflant.

Vannes d'air contrôlées

Si le système est équipé d'un ventilateur (ou d'un groupe de ventilateurs) fournissant de l'air à un seul bassin d'aération, il est alors possible de fonctionner sans vannes d'air. Mais, en règle générale, dans les stations d'aération, une unité de soufflage alimente en air plusieurs réservoirs d'aération. Dans ce cas, des vannes d'air sont nécessaires à l'entrée de chaque réservoir d'aération pour réguler la répartition du débit d'air. De plus, des vannes peuvent être utilisées sur les tuyaux qui distribuent l'alimentation en air à différentes zones du même réservoir d'aération. Auparavant, des vannes papillon à commande manuelle étaient utilisées à ces fins. Cependant pour gestion efficace Le système d'aération doit utiliser des vannes télécommandées.

À caractéristiques importantes les vannes contrôlées comprennent :

1. Linéarité de la caractéristique de contrôle, c'est-à-dire le degré de conformité des changements de position de l'entraînement de la vanne (actionneur) avec les changements du débit d'air à travers la vanne sur toute la plage de contrôle.
2. Erreur et répétabilité de l'entraînement de la vanne établissant le point de consigne du débit d'air spécifié. Déterminé par la qualité de la vanne (linéarité de la caractéristique de commande), de l'actionneur et du système de commande de l'actionneur.
3. Chute de pression à travers la vanne dans la plage de fonctionnement d'ouverture.

La chute de pression dans les vannes papillon lorsqu'elles sont partiellement ouvertes peut être assez importante et atteindre 160-190 mbar, ce qui entraîne d'importants coûts énergétiques supplémentaires.

Si le système utilise même des vannes universelles de la plus haute qualité (conçues à la fois pour l'eau et l'air), la chute de pression à travers ces vannes dans la plage d'ouverture de fonctionnement (40 à 70 %) est généralement de 60 à 90 mbar. Remplacement simple d'une telle vanne par une vanne spécialisée soupape d'air L'elliptique VACOMASS entraînera des économies supplémentaires d'au moins 10 % d'énergie ! Cela est dû au fait que la chute de pression à travers l'elliptique VACOMASS sur toute la plage de fonctionnement ne dépasse pas 10-12 mbar. Un effet encore plus important peut être obtenu en utilisant des vannes à jet VACOMASS pour lesquelles la chute de pression dans la plage de fonctionnement ne dépasse pas 5-6 mbar.

Vannes d'air dédiées contrôlées

VACOMASSentreprisesLiant GmbH, Allemagne.

Souvent, sur le site d'installation de la vanne contrôlée, la canalisation est rétrécie afin d'utiliser une vanne de taille optimale. Etant donné que la contraction et l'expansion s'effectuent sous la forme d'un tube Venturi, cela n'entraîne pas de chute de pression supplémentaire significative dans la zone de la vanne. Dans le même temps, la vanne de plus petit diamètre fonctionne dans une plage d'ouverture optimale, ce qui garantit un contrôle linéaire et minimise la chute de pression dans la vanne elle-même.

Capteurs d'oxygène dissous et système de contrôle des vannes

BA1 – bassin d'aération 1 ; BA2 – bassin d'aération 2 ;

PLC – contrôleur logique de programme ;

BV – bloc de soufflante ;

F – débitmètre d'air ; P – capteur de pression ;

O2 – capteur d'oxygène dissous

M – entraînement de la vanne d'air (actionneur)

CPS – système de contrôle des vannes

SUV – système de contrôle du ventilateur

La figure montre le schéma le plus courant de contrôle du processus d'alimentation en air pour plusieurs bassins d'aération. La qualité du traitement des eaux usées dans les bassins d'aération est déterminée par la présence quantité requise l'oxygène dissous. Par conséquent, la principale valeur contrôlée est généralement considérée comme la concentration d’oxygène dissous [mg/litre]. Un ou plusieurs capteurs d'oxygène dissous sont installés dans chaque bassin d'aération. Le système de contrôle définit un point de consigne (valeur moyenne définie) pour la concentration en oxygène, de sorte que la concentration minimale réelle en oxygène garantisse une faible concentration. substances nocives(par exemple, ammonium) dans l'effluent à la sortie du système d'aération - au sein du MPC. Si le volume d'eaux usées entrant dans un bassin d'aération particulier diminue (ou si sa DBO et sa DCO diminuent), alors le besoin en oxygène diminue également. En conséquence, la quantité d'oxygène dissous dans le réservoir d'aération devient supérieure au point de consigne et, sur la base d'un signal du capteur d'oxygène, le système de commande de vanne (VCS) réduit l'ouverture de la vanne d'air correspondante, ce qui entraîne une diminution de l'alimentation en air du réservoir d'aération. Cela entraîne simultanément une augmentation de la pression P à la sortie du groupe soufflant. Le signal du capteur de pression est envoyé au système de contrôle du ventilateur (BCS), ce qui réduit l'alimentation en air. En conséquence, la consommation énergétique des ventilateurs est réduite.

Il convient de noter que pour résoudre le problème des économies d'énergie, un réglage optimal bien pensé pour une concentration minimale donnée d'oxygène dissous dans le système de contrôle est très important.

Le réglage correct et justifié est tout aussi important pression de réglage P à la sortie du groupe soufflant.

Débitmètres d'air

La tâche principale des débitmètres d'air dans un système d'aération, du point de vue des économies d'énergie, est de stabiliser le processus d'alimentation en air, ce qui permet d'abaisser le réglage de la concentration en oxygène dissous pour le système de contrôle.

Le système d'alimentation en air de l'unité de ventilation à plusieurs réservoirs d'aération est assez complexe du point de vue du contrôle. Comme dans tout système pneumatique, il existe une influence mutuelle et un retard dans le développement des actions de contrôle et des signaux provenant des capteurs de rétroaction. Par conséquent, la concentration réelle d’oxygène dissous fluctue constamment autour du point de consigne (set point). Disponibilité de débitmètres d'air et système commun le contrôle de toutes les vannes peut réduire considérablement le temps de réponse du système et réduire les fluctuations. Ce qui, à son tour, vous permet d'abaisser le point de consigne sans craindre de dépasser la concentration maximale admissible d'ammonium et d'autres substances nocives dans les eaux usées à la sortie de la STEP. D'après l'expérience de Binder GmbH, l'introduction des données des débitmètres dans le système de contrôle permet des économies d'énergie supplémentaires d'environ 10 %.

De plus, si la STEP subit une reconstruction progressive du système d'aération, dans laquelle elle installe d'abord des aérateurs, des vannes, un système de contrôle des vannes et des débitmètres d'air tout en entretenant l'ancienne soufflante, puis passe à la sélection de nouvelles soufflantes contrôlées, alors les données sur le débit d'air réel aideront à produire choix optimal soufflantes, ce qui entraîne des économies importantes dans leur achat et leur fonctionnement.

Une caractéristique distinctive des débitmètres VACOMASS de Binder GmbH est leur capacité à travailler sur de courtes sections droites « avant » et « après » grâce à des solutions technologiques, et également être installé directement dans le bloc de vannes VACOMASS.

Capteur d'ammonium

Un capteur de concentration d'ammonium peut être installé dans le canal à la sortie des eaux usées du système de bassin d'aération pour contrôler la qualité du traitement. De plus, l'introduction des lectures du capteur d'ammonium dans le système de contrôle vous permet de stabiliser davantage le système et d'obtenir des économies d'énergie supplémentaires en réduisant davantage le point de consigne de concentration d'oxygène dissous.

Un exemple d'organisation d'un système de contrôle de l'alimentation en air des bassins d'aération avec retour d'un capteur d'oxygène dissous (DO) et l'ammonium (NH4).

L'aération est le processus de saturation forcée de l'eau en air ou en oxygène. Pour assurer ce processus, un compresseur basse pression ou des soufflantes d'aération sont utilisés, et leur objectif est :

• Oxydation des composés du fer (déferrification de l'eau) et du manganèse, qui consiste en l'oxydation des composés du fer et du manganèse avec l'oxygène. En conséquence, ces composés précipitent sous forme de flocons, qui sont retenus par un filtre à sédiments de remblai spécial.
• Élimination des gaz dissous, y compris les toxiques, par exemple le sulfure d'hydrogène et le méthane.
• Désinfection de l'eauà la suite de la destruction des substances organiques qu'il contient sous l'influence de l'oxygène.
• Élimination des biocontaminants : Lorsque l'eau est saturée d'oxygène, le nombre de bactéries aérobies bénéfiques augmente, qui transforment la biomasse en dioxyde de carbone et en méthane - biogaz. Aujourd’hui, le procédé de biotraitement est utilisé dans toutes les grandes stations d’épuration de Russie. Le biogaz obtenu peut également être pompé hors des réservoirs des stations d'épuration à l'aide de surpresseurs pour une utilisation ultérieure, par exemple pour produire de l'électricité ou du carburant de transport. Toutefois, cette pratique n’est pas encore répandue en Russie.
• Entretenir l'écosystème de l'étang en raison de la saturation de l'eau en oxygène. Dans l'eau stagnante, sous l'influence du soleil, les bactéries anaérobies commencent à se multiplier activement. En conséquence, le réservoir se transforme en un marécage boueux avec odeur désagréable. De plus, en raison d'une concentration insuffisante d'oxygène dans l'eau, les poissons et autres organismes utiles meurent.

Il existe 2 principaux types de saturation en oxygène des liquides : sous pression et sans pression.

Aération sous pression

Un ventilateur ou un compresseur délivre de l'air comprimé à travers un tuyau qui atteint environ la moitié de la hauteur de la colonne d'aération ou du réservoir de comburant. Le flux de bulles d'air oxyde les substances étrangères dissoutes dans l'eau et élimine également les gaz dissous dans l'eau (sulfure d'hydrogène, méthane, dioxyde de carbone et autres). Ces gaz sont éliminés par une vanne d'air située en haut de la colonne.

De la colonne, l'eau s'écoule dans le filtre de remplissage, où les impuretés oxydées par l'air sont neutralisées.

En conséquence, le goût et l’odeur désagréables de l’eau disparaissent.

Riz. 1. Système d'aération sous pression (colonne d'aération).

Avantages :

• Taille d'installation compacte.
• Il n'est pas nécessaire d'avoir une unité de pompage pour fournir de l'eau au consommateur.
• Élimination efficace des gaz dissous dans l'eau.

Aération par gravité ou ouverte

Pour l'aération sans pression, un réservoir d'oxydation avec un système de bris de jet est utilisé. Le niveau d'eau dans le réservoir est régulé par un capteur de niveau qui envoie un signal à l'électrovanne. Cette vanne ferme ou ouvre le tuyau par lequel l'eau est amenée au récipient.

L'air est introduit dans la colonne d'eau par un compresseur basse pression soit par soufflage à travers un tuyau terminé par un aérateur à fines bulles. En le traversant, l'air forme de nombreuses petites bulles qui saturent l'eau en oxygène et oxydent les impuretés de fer et de manganèse.

Les oxydes, comme dans le cas précédent, sont éliminés dans un filtre dans lequel de l'eau est fournie unité de pompage du réservoir d'oxydation.

Riz. 2. Système d'aération par gravité

Avantages :

• En raison de l'interaction prolongée de l'eau avec le flux d'air dans le réservoir, davantage de contaminants sont oxydés.
• Vous permet de créer un approvisionnement en eau en cas de panne de courant, ce qui est particulièrement important pour les maisons privées où des interruptions de l'approvisionnement en eau sont possibles.
• Convient aux maisons à faible pression d'eau.

Le principal inconvénient est que le processus prend beaucoup de temps.

Souffleurs pour l'aération de l'eau : exigences et prix

Un ventilateur doit avoir une combinaison des propriétés suivantes pour que l’aération soit efficace :

• garantir des performances élevées avec une faible perte de charge ;
• ne polluez pas l'air fourni avec des vapeurs d'huile ;
• longue durée travailler sans s'arrêter;
• Le ventilateur d’aération doit consommer le moins d’énergie possible, sinon le coût du procédé sera très élevé.

Toutes ces exigences sont mieux satisfaites par les surpresseurs vortex pour l'aération - des machines dynamiques capables de fournir un flux d'air propre sans pulsations de pression avec une capacité allant jusqu'à 2 200 m3/h et une surpression allant jusqu'à 1 040 mBar. Ils peuvent également être appelés ventilateurs vortex ou ventilateurs vortex. pompes à vide, grâce à sa polyvalence.

Si de grands volumes doivent être aérés, par exemple des étangs pour la pisciculture industrielle ou de grandes usines de traitement des eaux usées, des soufflantes de plus grande capacité peuvent être nécessaires. Cette niche est occupée par des soufflantes d'aération rotatives de type Roots, qui créent un débit d'air allant jusqu'à 9 771 m 3 /h.

Pour les systèmes de petit volume, tels que les colonnes d'aération, un compresseur d'aération d'eau à palettes rotatives sèches, tel qu'un Becker ou un VARP Rigel, peut être utilisé à la place d'un ventilateur vortex. Leur productivité est limitée à 500 m 3 / h, mais la surpression peut atteindre 2 200 mBar.

Un ventilateur pour l'aération de l'eau est sélectionné en fonction des exigences du processus technologique, mais si le prix est critique, faites tout d'abord attention aux ventilateurs à gaz vortex VARP Alpha. En général, les surpresseurs vortex ont le prix le plus abordable, suivis par les surpresseurs à rotor à palettes, et les plus chers, mais aussi les plus puissants, sont les surpresseurs rotatifs.

Souffleurs d'aération vortex

Les surpresseurs vortex, dont l'aération est l'une des principales applications, sont représentés par une large gamme de tailles standards et ont un large fourchette de prix, qui vous permet de choisir la machine la plus efficace spécifiquement pour votre tâche.

Les soufflantes pour l'aération de l'eau, qui peuvent être achetées dans notre catalogue, sont représentées par les marques suivantes.

VARP

C'est une nouvelle marque marché russe, qui est représenté par une large gamme de surpresseurs vortex correspondant à tous exigences modernes pour les machines de ce type. Les principaux avantages des surpresseurs à gaz VARP :

• prix raisonnable avec une fabrication et un assemblage de haute qualité ;
• durabilité, grâce à l'utilisation de roulements d'origine SKF et NSK, une durée de vie de plus de 20 000 heures de fonctionnement continu ;
• une fiabilité élevée est assurée par l'utilisation de matériaux à haute résistance alliage d'aluminium et conception simple ;
• excellentes performances grâce à méthodes modernes conception.

Si vous recherchez un souffleur standard pour aérer l’eau comme un étang, ne cherchez pas plus loin que la série Alpha. Ils peuvent fournir un débit d’air élevé avec une faible chute de pression. Leur productivité peut atteindre 2050 m3/h et la surpression peut atteindre 670 mBar.

Pour les réservoirs profonds ou les conteneurs de petite surface, la série Beta est mieux adaptée, qui offre une perte de charge élevée jusqu'à 1040 mbar avec une faible productivité jusqu'à 170 m 3 / h.

Les applications industrielles telles que les usines de traitement des eaux usées ou les grandes fermes piscicoles nécessitent un puissant ventilateur d'aération d'eau de la série Gamma. Il fournit un débit d'air important allant jusqu'à 750 m 3 /h avec une surpression allant jusqu'à 1020 mbar.

Busch Samos

Souffleurs allemands haute performance, souvent utilisés pour l'aération de l'eau dans les grands réservoirs et les stations d'épuration. Leur productivité peut atteindre 2 640 m 3 /h et la perte de charge en mode compresseur peut atteindre 500 mBar.

Avantages des compresseurs Busch :

• Des moteurs à économie d'énergie sont utilisés, ce qui réduit la consommation d'énergie. Cela est particulièrement vrai pour les stations d’épuration industrielles, car l’aération nécessite une forte consommation d’énergie.
• Qualité Équipement allemandà faible coût, puisque Busch a fixé des prix spéciaux pour la Russie.
• Ils peuvent fonctionner longtemps sans s'arrêter et ne nécessitent aucun entretien.
• Installation facile en position horizontale ou verticale.

SEKO BL

Les soufflantes SEKO de classe économique répondent aux exigences modernes en matière de soufflantes vortex. Prix ​​abordable combiné à la fiabilité et haute qualité appareils. Ils peuvent également aérer les réservoirs, fournissant un débit d'air important d'une capacité allant jusqu'à 1110 m 3 / h avec une perte de charge allant jusqu'à 650 mBar, et présentent de nombreux avantages :

• Equipé de moteurs électriques bipolaires, qui permettent un fonctionnement à long terme sans interruption.
• Large gamme de modèles vous permet de sélectionner un ventilateur et des aérateurs avec des paramètres optimaux et de ne pas payer trop cher pour des ventilateurs plus puissants s'ils ne sont pas nécessaires.
• Bruit et vibrations minimum, grâce aux silencieux intégrés et à l'absence de déséquilibre.

FPZ SCL

Les surpresseurs italiens haute pression FPZ SCL créent une perte de charge maximale de 650 mBar et sont disponibles dans des modèles d'une capacité allant jusqu'à 1022 m 3 /h et d'une puissance allant jusqu'à 22 kW. Ce ventilateur est idéal pour l'aération petits étangs pour les poissons et pour les grandes stations d'épuration.

Principaux avantages :

• Seuls les roulements d'origine SKF et NSK sont utilisés, qui assurent au moins 25 000 heures de fonctionnement continu.
• Faible consommation d'énergie grâce à l'utilisation de moteurs électriques italiens Bonora Motori à haut rendement.
• Des économies d'énergie encore plus importantes sont obtenues grâce au contrôle de fréquence jusqu'à 70 Hz, qui vous permet d'affiner les performances en fonction de paramètres spécifiés.
• Un fonctionnement à long terme est possible grâce à la protection intégrée contre la surchauffe du moteur.

Becker SV

Une autre marque de soufflantes à gaz vortex, produites et assemblées en Allemagne. Ils créent une chute de pression jusqu'à 865 mbar et fournissent un débit d'air continu d'une capacité allant jusqu'à 1050 m 3 / h et une puissance allant jusqu'à 15 kW.

Les soufflantes Becker sont utilisées pour l'aération - pour purifier et oxygéner l'eau des étangs à poissons et des réservoirs des stations d'épuration, et bien que leur prix soit plus élevé que, par exemple, VARP ou SEKO, ils ont acquis une excellente réputation et sont très populaires en Russie.

Avantages :

• Consommation d'énergie économique, ce qui est le plus important pour les machines hautes performances.
• Totalement sans huile grâce à l'utilisation de roulements non lubrifiés.
• Les fabricants garantissent une durée de vie élevée - au moins trois ans de fonctionnement continu.
• L'utilisation d'un système de contrôle de vitesse de rotor intégré augmente l'efficacité, augmente la durée de vie et vous permet d'ajuster la productivité jusqu'à valeur optimale chaque tâche spécifique.

Souffleurs rotatifs pour l'aération

Un ventilateur vortex n'est pas le seul ventilateur adapté à l'aération de l'eau : pour un réservoir d'aération de grand volume, il est logique d'acheter un ventilateur à gaz Roots haute performance.

Notre catalogue présente 2 options de surpresseurs rotatifs :

• VARP Altair fournit un débit de gaz d'une capacité allant jusqu'à 7 548 m 3 /h et une surpression allant jusqu'à 980 mBar.
• Les LUTOS DT fonctionnent avec une capacité allant jusqu'à 9 771 m 3 /h et créent une chute de pression jusqu'à 1 000 mbar.

Ces machines surpassent les machines vortex, mais sont plus chères. Ils possèdent toutes les propriétés requises pour les installations d’aération des stations d’épuration :

1. Respect de l'environnement : ils ne polluent pas les gaz d'évacuation avec de la vapeur d'huile, car la partie débit est isolée de manière fiable du carter d'huile par un joint à labyrinthe dynamique.
2. Faibles niveaux de bruit et de vibrations.
3. Haute efficacité.
4. Fiabilité et fonctionnement stable.
5. Durée de vie d'au moins 100 000 heures.
6. Les rotors sont soigneusement équilibrés, ce qui leur permet de tourner à des vitesses élevées et d'offrir des performances élevées dans une petite taille.
7. Peut fonctionner longtemps sans interruption.

Souffleurs pour l'aération des eaux usées

Les soufflantes pour l'aération sont présentées dans une large gamme de tailles. Par conséquent, pour acheter un modèle approprié, vous devez vous rappeler que l'objectif principal de l'aération des eaux usées est de fournir aux micro-organismes aérobies qui forment les boues la quantité d'oxygène nécessaire. En plus de fournir un mélange pour créer des conditions propices à l'interaction des bactéries avec la matière organique.

L'aération des eaux usées représente 50 à 90 % de l'énergie totale consommée par les stations d'épuration. Il s'agit d'un processus très gourmand en énergie, c'est pourquoi les ventilateurs électriques pour l'aération sont sélectionnés en fonction des conditions de fonctionnement optimales.

Comment sont traitées les eaux usées ?

Il existe de nombreuses options pour les systèmes de traitement des eaux usées. Les soufflantes sont utilisées dans les systèmes de nettoyage aérobie pour fournir de l'oxygène aux bactéries aérobies qui traitent les contaminants organiques. Pour comprendre comment se déroule le processus de purification, considérons un système de biopurification avec une unité à membrane.

Riz. 3. Système de traitement biologique des eaux usées avec bloc membranaire

Tout d'abord, les eaux usées pénètrent dans l'appareil nettoyage mécanique, par exemple, des bacs à sable ou des filets spéciaux.

Après cela, ils entrent dans l'homogénéisateur, dans lequel les eaux usées sont activement mélangées avec composition différente, puis sont déplacés par des pompes à liquide vers le système de biotraitement. Ce système est constitué d'un dénitrificateur et d'un bassin d'aération-nitrificateur.

Le dénitrificateur est réglé en mode anoxique : il n'y a pas d'oxygène dissous dans l'eau, mais il y a de l'oxygène chimiquement lié sous forme de nitrites et de nitrates. Les polluants organiques contenus dans les eaux usées sont oxydés par les boues activées (SA) en oxydes gazeux et en azote moléculaire. Pour éviter que les boues ne se déposent au fond, un agitateur est installé dans la zone anoxique.

Le bassin d'aération est un élément important du système de traitement, dans lequel se déroule le processus de traitement biologique. Dans la plupart des cas, il s'agit d'un réservoir rectangulaire à une ou plusieurs chambres en béton avec revêtement imperméabilisant par lequel transitent les eaux usées. Le liquide contaminé est constamment mélangé à des boues activées (colonies de micro-organismes aérobies bénéfiques, bactéries et protozoaires) et un flux d'air est forcé dans le récipient. Il sature l'eau en oxygène, assurant l'activité vitale des micro-organismes bénéfiques, et maintient également les boues en suspension. Les compresseurs ou les soufflantes fournissent de l'air comprimé à travers la colonne d'eau pour la saturer en oxygène grâce à des aérateurs à fines bulles situés au fond des réservoirs d'aération.

Les compresseurs ou les soufflantes fournissent de l'air comprimé à travers la colonne d'eau pour la saturer en oxygène grâce à des aérateurs à fines bulles situés au fond des réservoirs d'aération.

Pour oxyder les substances organiques et assurer la nitrification, la concentration d'oxygène dissous dans l'eau doit être de l'ordre de 2,.3 g/m 3, et la concentration d'AI doit être de l'ordre de 4..10 g/m 3.

Dans cette version du système de traitement, au lieu d'un décanteur secondaire, un bloc de membranes finement poreuses est installé dans le bassin d'aération-nitrificateur, dans lequel s'effectue la séparation eau propre et l'IA.

L'eau filtrée (perméat) est pompée dans un récipient avec eau propre, d'où il est transféré vers un système de désinfection aux ultraviolets, après quoi il est fourni au consommateur.

Les boues activées séparées du nitrificateur sont pompées vers le dénitrificateur. Pour éliminer le phosphore, une solution de chlorure ferrique est fournie au flux d'IA en mouvement. Grâce à la circulation de l'IA, sa concentration est maintenue dans la zone de traitement biologique.

Calcul d'un ventilateur pour l'aération (réservoir d'aération). Comment définir la productivité ?

Le processus d'aération se produit dans la zone aérobie, nous résolvons donc en fait le problème du choix d'un ventilateur pour un réservoir d'aération.

L'eau des eaux usées s'écoule dans des réservoirs d'aération, où elle doit être saturée quantité suffisante oxygène pour l'oxydation des substances organiques.

Ainsi, vous pouvez sélectionner un surpresseur en fonction de la taille du réservoir ; connaissant les dimensions du système de traitement de l'eau, la demande biochimique en oxygène (DBO) des eaux usées et son débit quotidien moyen, vous pouvez déterminer le débit volumétrique et d'air requis. pression qui sera fournie au réservoir d’aération.

Consommation d'air spécifique nécessaire à l'aération :

q aération =2 L a/kh (m 3 d'air/m 3 d'eaux usées),

h , m - profondeur de travail du bassin d'aération - la profondeur à laquelle l'aérateur est immergé ;

L a , kg/m 3 - DBO des eaux usées fournies au réservoir d'aération (0,002..0,003 kg/m 3 pour le système discuté ci-dessus) ;

k , kg/m 4 - coefficient d'utilisation de l'air, qui dépend du rapport entre les surfaces des aérateurs et du bassin d'aération et du rapport entre la profondeur et la largeur du bassin d'aération. Par exemple, lorsque l'air est pompé à travers des tuyaux perforés, il n'est que de 0,006 kg/m 4, et lorsqu'on utilise plus système efficace pour les plaques poreuses, elle est 2 fois supérieure à 0,012 kg/m 4.

Le débit d'air que le compresseur doit fournir au réservoir d'aération est égal à :

Q =q un ération Q w(m3/h),

Où Q w, m 3 / h - débit quotidien moyen des eaux usées. Si ce paramètre ne vous est pas connu, alors en première approximation il peut être estimé en connaissant le volume utile du bassin d'aération V esclave / t 1 heure = Q w(m 3 / h).

Taille du débit Q et les performances des ventilateurs seront déterminées. Pour fournir un débit donné, plusieurs surpresseurs d'une capacité de Q je, travaillant en parallèle.

Comment choisir un surpresseur pour bassin d'aération en fonction de la pression ?

La pression requise est déterminée en fonction de la profondeur du bassin d'aération :

p=p guichet automatique + Δ p+ Δ p g (mbar) ,

distributeur automatique de billets - pression atmosphérique, environ égal à 1000 mbar ;

Δ p= Δ p t+ Δ p un(mbar), où Δ p t- perte de charge lorsque le flux d'air se déplace du tuyau de refoulement du ventilateur vers la sortie de l'aérateur. La géométrie des conduits d'air doit être choisie de manière à ce que cette valeur ne dépasse pas 30..35 mBar. Δ p un- les pertes de charge dans les aérateurs, qui dépendent du modèle spécifique et sont indiquées dans le document ci-joint documentation technique, environ 15..30 mbar);

p g =pgh - pression de la couche d'eau dans le bassin d'aération, où ρ - densité du liquide, g - accélération de la chute libre.

Le plus souvent, la profondeur des bassins d'aération est de 1 à 7 m, par conséquent, la surpression requise est de 100 à 800 mBar, ce qui s'intègre bien dans la plage de pression créée par les soufflantes à gaz vortex et rotatives.

Connaître les valeurs de performance Q je et la pression p , vous pouvez sélectionner les surpresseurs pour l'aération de l'eau en fonction du point de fonctionnement à l'aide du calculateur sur la page