У третману отпадних вода,ПСАиВПСАоба система кисеоника користе адсорпцију на молекуларном ситу да одвоје кисеоник од ваздуха, али су њихови циклуси притиска, опрема за довод ваздуха, методе регенерације и низводна интеграција различити.
ПСАкористи компримовани ваздух за адсорпцију под притиском и обично се ослања на смањење притиска за регенерацију.ВПСАкористи дуваљку за довод ваздуха под нижим притиском и користи вакуум пумпу да помогне десорпцији. Ове разлике утичу на излазни притисак кисеоника, потрошњу енергије, конфигурацију опреме, захтеве за инсталацију и компатибилност са системима за аерацију.
За постројења за пречишћавање отпадних вода, избор треба да се заснива на потражњи кисеоника, дубини базена за аерацију, притиску дифузора, радним сатима, инсталационом простору, расположивим комуналним услугама и потребном притиску снабдевања кисеоником.
ПСА технологија кисеоника у третману отпадних вода
A ПСАгенератор кисеоника обично комбинује ваздушни компресор, опрему за пречишћавање ваздуха, посуде за адсорпцију, преклопне вентиле, опрему за пуфер кисеоника, сензоре и аутоматски контролни систем.
Процес се може поделити у неколико фаза:
- Атмосферски ваздух је компримован.
- Филтери и опрема за сушење уклањају загађиваче и влагу.
- Третирани компримовани ваздух улази у слој молекуларног сита.
- Азот се првенствено адсорбује.
- Гас обогаћен кисеоником напушта адсорпциону посуду.
Засићени слој је под притиском ради регенерације.
Контролни систем пребацује путању гаса између адсорпционих посуда.
Посуде за адсорпцију раде циклично, тако да једна посуда може да производи кисеоник док се друга регенерише. Овај аранжман обезбеђује континуирани ток кисеоника за опрему која се налази низводно.
У третману отпадних вода,ПСАкисеоник се може повезати на цевоводе кисеоника, дифузоре, системе за оксигенацију или другу опрему за пренос гаса. Потребан излазни притисак се мора упоредити са дубином урањања дифузора, губитком притиска у цевоводу, вентилима и другим отпором низводно.
НЕВТЕК-ове објављене ПСА информације о кисеонику наводе производњу кисеоника из1 до 300 Нм³/х, кисеоник чистоћа од93% ±3%, и притисак кисеоника од0,01–0,5 МПа, у зависности од конфигурације система.
ВПСА технологија кисеоника у третману отпадних вода
ВПСАкористи исти основни принцип адсорпције, али мења циклус притиска и распоред довода ваздуха.
ТипичноВПСАсистем садржи:
- Вентилатор ваздуха
- Опрема за филтрирање ваздуха
- Посуде за адсорпцију
- Вакум пумпа
- Преклопни вентили
- Опрема за пуфер за кисеоник
- Сензори притиска и вакуума
- Аутоматски систем управљања
Оперативни процес генерално следи овај редослед:
Дуваљка доводи атмосферски ваздух у адсорпциону посуду.
Азот се адсорбује помоћу молекулског сита.
Гас обогаћен кисеоником напушта адсорпциони слој.
Посуда за адсорпцију је под притиском.
Вакум пумпа додатно смањује притисак у кревету.
Адсорбовани азот се уклања из молекуларног сита.
Кревет се враћа у фазу адсорпције.
Главна разлика од ПСА стога није само молекуларно сито, већ начин на који се притисак ствара и уклања током циклуса адсорпције-регенерације.
ЈерВПСАнормално ради са нижим притиском испоруке кисеоника, систем за дистрибуцију кисеоника који се налази низводно мора бити пројектован у складу са тим.
ПСА против ВПСА: Главне инжењерске разлике
| Параметар | ПСА кисеоник | ВПСА кисеоник |
|---|---|---|
| Опрема за довод ваздуха | Ваздушни компресор | Вентилатор ваздуха |
| Услови адсорпције | Под притиском | Релативно низак притисак |
| Метода регенерације | Депресуризација/десорпција | Десорпција потпомогнута вакуумом |
| Вакум пумпа | Обично није потребно | Обавезно |
| Излазни притисак кисеоника | Генерално погодан за дистрибуцију високог притиска | Генерално погодно за испоруку ниског притиска |
| Главна опрема која троши енергију | Компресор | Дуваљка и вакуум пумпа |
| Проблем дизајна кључа | Притисак компримованог ваздуха и третман | Одређивање величине вентилатора/вакума и испорука кисеоника под ниским притиском |
| Захтев за низводно | Може да прихвати дистрибуцију кисеоника под притиском | Захтева компатибилан систем кисеоника ниског притиска |
Поређење не треба да се заснива само на чистоћи кисеоника или капацитету генератора. Однос притиска између генератора и опреме за аерацију је подједнако важан.
Потреба за кисеоником је главни фактор избора
Постројења за пречишћавање отпадних вода обично израчунавају потребу за кисеоником на основу биолошког оптерећења, захтева за оксидацију амонијака, циљних вредности раствореног кисеоника, температуре воде, карактеристика отпадне воде и радног стања биолошког реактора.
На пример, процес са активним муљем може захтевати континуирани пренос кисеоника у аерациони базен. Систем за производњу кисеоника стога мора бити димензионисан у складу са захтеваним масеним протоком кисеоника, а не једноставно бирањем генератора на основу његовог номиналног протока гаса.
Веће постројење за пречишћавање може захтевати неколико модула за производњу кисеоника који раде паралелно. Ово омогућава систему да усклади производњу кисеоника са варијацијама у биолошком оптерећењу, сезонском запремином отпадне воде или променама у потражњи за аерацијом.
За мање или средње инсталације,ПСАможе обезбедити једноставнију конфигурацију када је такође потребан притисак кисеоника. За апликације великог протока где кисеоник ниског притиска може бити директно повезан са системом за аерацију, ВПСА постаје важна алтернатива за инжењерску процену.
Притисак кисеоника утиче на дизајн система за аерацију
Кисеоник мора да превазиђе притисак који ствара систем за пречишћавање отпадних вода пре него што прође кроз дифузор и уђе у воду.
За потопљени дифузор, на потребан притисак гаса утичу:
- Дубина воде
- Радни притисак дифузора
- Дужина цевовода
- Пречник цеви
- Вентили и фитинзи
- Брзина протока гаса
Губитак притиска кроз дифузор
Дубљи базен за аерацију генерално захтева већи притисак гаса на улазу дифузора.
Ово је важна разлика када се пореди ПСА и ВПСА. ПСА може да обезбеди кисеоник под притиском погодним за дистрибуцију под притиском, док ВПСА генерално ради са нижим излазним притиском кисеоника.
На пример, ако се генератор кисеоника налази далеко од дубоког базена за аерацију, губитак притиска у цевоводу и притисак дифузора треба да се израчунају пре избора система кисеоника ниског притиска.
Квалитет компримованог ваздуха и заштита молекуларним ситом
Оба система зависе од адсорпције на молекуларном ситу, тако да третман напојног ваздуха директно утиче на слојеве адсорпције.
Уље, течна вода, контаминација честицама и прекомерна влага могу оштетити или контаминирати материјал молекуларног сита и повећати пад притиска кроз слој адсорпције. Стога део за третман ваздуха обично укључује опрему за филтрирање, одвајање влаге и сушење која одговара конфигурацији генератора.
ПСА системи обично стављају већи нагласак на квалитет компримованог ваздуха јер атмосферски ваздух прво пролази кроз компресор пре него што уђе у посуде за адсорпцију. Морају се пратити температура на пражњењу компресора, пренос уља, садржај влаге, стање филтера и перформансе сушача.
ВПСА системи користе довод ваздуха на бази вентилатора, али то не елиминише потребу за третманом доводног ваздуха. Филтрација прашине и контрола влаге остају важни јер контаминанти могу ући у слојеве молекуларног сита и утицати на капацитет адсорпције.
За обе технологије, замену молекуларног сита треба посматрати као ставку одржавања, а не као компоненту неограниченог века трајања.
Потрошња енергије има различите изворе
Електрично оптерећење ПСА иВПСАдолази углавном из различитих делова опреме.
Главно електрично оптерећење обично долази од ваздушног компресора. Његова потреба за снагом зависи од:
- Потребан притисак компримованог ваздуха
- Проток ваздуха
- Ефикасност компресора
- Радно време
- Сушара и помоћна опрема
ВПСА нормално дистрибуира своје главно електрично оптерећење између вентилатора за ваздух и вакуум пумпе. Њихови захтеви зависе од:
- Проток ваздуха
- Притисак адсорпције
- Ниво вакуума
- Капацитет вакуум пумпе
- Време циклуса
- Губици притиска у цевоводу и опреми
За набавку је корисно поређењеспецифична потрошња енергије по јединици произведеног кисеоника, уместо да поредимо само снагу компресора и вентилатора на натписној плочици.
Поређење такође треба да користи исти проток кисеоника, чистоћу, радне сате и услове излазног притиска.
Интеграција са опремом за аерацију отпадних вода
Генератор кисеоника је само један део система за пренос кисеоника.
Комплетна инсталација може укључивати:
- Генератор кисеоника
- Пуфер резервоар за кисеоник
- Дистрибутивни цевовод
- Вентили за контролу протока
- Сензори притиска
- Сензори концентрације кисеоника
- Сензори раствореног кисеоника
- Фини мехурићи или друга опрема за пренос кисеоника
- ПЛЦ/СЦАДА интерфејс
За ПСА, пуфер кисеоника може смањити ефекат циклуса генератора на довод кисеоника. Сензори притиска могу надгледати дистрибутивну линију, док сензори кисеоника могу пратити концентрацију продукт-гаса.
ВПСА се такође може интегрисати са складиштем кисеоника и аутоматском контролом, али цевовод кисеоника и опрема за контролу притиска на нижем току морају бити пројектовани око његовог нижег притиска испоруке.
Тамо где су сензори раствореног кисеоника повезани са системом за контролу постројења, производња кисеоника се може подесити у складу са стварним условима реактора уместо да ради непрекидно на фиксном излазу.
Разлике у одржавању
Одржавање ПСА је снажно повезано са страном компримованог ваздуха. Типичне тачке инспекције укључују стање уља у компресору, ваздушне филтере, сушаре, вентиле, сензоре притиска, сензоре кисеоника и перформансе молекуларног сита.
Одржавање ВПСА помера део фокуса опреме ка вентилатору и систему за усисавање. Стање вакуум пумпе, заптивке, филтери, вентили, вакуумски притисак и понашање притиска у адсорпционом слоју захтевају редовну инспекцију.
За оба система, абнормални пад притиска, дуже време циклуса, смањена чистоћа кисеоника, нестабилан проток кисеоника и повећана потрошња енергије могу указивати на проблеме у систему за пречишћавање ваздуха, преклопним вентилима, молекуларном ситу, сензорима или контролној секвенци.
План одржавања стога треба да прати оперативне податке, а не да се ослања само на планирану замену компоненти.
Шта купци за третман отпадних вода треба да упореде?
Техничко поређење треба да обухвати више од капацитета генератора.
| Параметар купца | Инжењерски значај |
|---|---|
| Проток кисеоника | Одређује капацитет адсорпционог слоја и опреме |
| Чистоћа кисеоника | Одређује концентрацију кисеоника који се доводи у процес |
| Излазни притисак | Мора да одговара захтевима дифузора и цевовода |
| Специфична потрошња енергије | Омогућава поређење радне енергије |
| Максимална потреба за кисеоником | Одређује капацитет генератора и бафера |
| Радно време | Утиче на годишњу потрошњу електричне енергије |
| Дубина базена за аерацију | Утиче на потребан притисак гаса |
| Удаљеност цевовода | Одређује губитак притиска у дистрибуцији |
| Квалитет ваздуха за храну | Штити молекуларно сито и вентиле |
| Подручје инсталације | Одређује распоред опреме |
| Контролни интерфејс | Одређује ПЛЦ/СЦАДА интеграцију |
| Приступ за одржавање | Утиче на време сервисирања и застоја |
| Будућа експанзија | Одређује захтеве модуларног капацитета |
Најкорисније поређење куповине је стога засновано на комплетном систему за производњу кисеоника и пренос кисеоника.
НЕВТЕК Генерација кисеоника за третман отпадних вода
НЕВТЕКфокусира се на системе за производњу кисеоника и азота ПСА на лицу места. Његова ПСА конфигурација кисеоника комбинује пречишћавање ваздуха, адсорпцију на молекуларном ситу зеолита, посуде за адсорпцију, сензоре притиска и кисеоника, аутоматску контролу, гасовод и компоненте за складиштење/контролу кисеоника.
За апликације за третман отпадних вода, релевантни параметри опреме укључују проток кисеоника, чистоћу, излазни притисак, тачку росе, потрошњу ваздуха, величину цеви и контролну конфигурацију. НЕВТЕК-ови објављени ПСА подаци о кисеонику покривају производне капацитете од 1 до 300 Нм³/х, са чистоћом кисеоника од 93% ±3%, притиском кисеоника од 0,01–0,5 МПа и опсегом тачке росе атмосферског кисеоника од -40 степени до -75 степени.
Исправну конфигурацију система треба одредити на основу стварне потражње за кисеоником у постројењу за отпадне воде и услова аерације, затим ускладити са капацитетом генератора, притиском кисеоника, контролним системом и окружењем инсталације.
