انتخاب بلوئر

انتخاب بلوئر

انتخاب بلوئر در صنایع تصفیه فاضلاب از مهم ترین مراحل طراحی پکیج تصفیه فاضلاب می باشد. زیرا که المان هوادهی از مؤلفه های اساسی تصفیه بیولوژیکی هوازی فاضلاب می باشد و بیشترین سهم در مصرف انرژی سیستم های تصفیه فاضلاب دارد.

هوادهی

هوادهی در تصفیه هوازی فاضلاب کارکرد چندگانه دارد:

  1. اکسیژن مورد نیاز جهت هضم ترکیبات آلی را تامین می کند.
  2. اکسیژن مورد نیاز جهت انجام فرآیند نیتریفیکاسیون و تبدیل آمونیاک (NH3) به نیترات (NO3) را تامین می کند.
  3. به نوعی میکسینگ و اختلاط مناسب برای حفظ یکنواختی محتوای بیوراکتور (مخزن هوادهی) ایجاد می کند.

هوادهی

به عبارتی دیگر هدف اصلی انتخاب بلوئر و استفاده از سیستم هوادهی، کاهش پارامتر BOD (اکسیژن موردنیاز بیوشیمیایی) و COD (اکسیژن مورد نیاز شیمیایی) به عنوان نشان دهنده میزان آلاینده های بیولوژیکی فاضلاب می باشد. به این صورت که هوای وارد شده از طریق دیفیوزر ها سبب افزایش DO (اکسیژن محلول) می شود و یکی ازعناصر مورد نیاز جهت هضم بیولوژیکی سوبسترا (مواد آلی و مغذی در فاضلاب) توسط میکروارگانیسم ها را تامین می کند. فرآیند های لجن فعال که پرکاربرد ترین نوع آن، لجن فعال با هوادهی گسترده (EAAS) می باشد که انتخاب بلوئر حساس ترین نقش را در آن بازی می کند.

در کتب و مراجع آموزشی گفته شده که اکسیژن مورد نیاز جهت تکمیل فرآیند بیولوژیکی توسط موازنه جرمی از پارامتر COD ورودی و COD درخواستی به عنوان پساب خروجی از سیستم تصفیه فاضلاب به دست می آید:

COD - انتخاب بلوئر - محاسبه اکسیژن

در اینجا So و S می توانند غلظت BOD یا COD ورودی و خروجی باشند. Q نیز دبی فاضلاب خام و Px,bio جرم بیومس مازاد را نشان می دهد.

بلوئر

بلوئر

در انتخاب بلوئر بایستی به دو دسته اصلی بلوئر ها، Roots (روتس) یا PD (جا به جایی مثبت) و سانتریفیوژی توجه نمود. بلوئر های دسته ی روتس، بلوئر هایی قدرتمند و مقاوم تری هستند و مناسب جریان های بالای فاضلاب می باشد اما راندمان انرژی پایینی دارند.

بلوئر های Longtech شرکت رایمون در این دسته قرار دارند و یکی از سرآمدترین بلوئر های این گروه می باشند. زیرا که با ایجاد فشار بسیار بالا، با کنترل فشار برگشتی مصرف انرژی کمتری به نسبت سایر بلوئر های این گروه دارند و عموما در صنایع دیگیری چون انتقال مواد در کارخانه های گرانول، آرد، سیمان و … کاربرد دارند.

دسته دیگر که بلوئر های سانتریفیوژی می باشند، عمدتا برای دبی های نسبتا پایین کاربرد دارند و بایستی در برابر اتفاقاتی مانند خفگی (Choking) محافظت شوند. اما بازده انرژی بسیار بالایی دارند.

بلوئر های سایدچنل (SideChannel) شرکت رایمون یکی از نمونه های بارز این دسته از بلوئر ها می باشند.

میزان هوادهی بلوئر ها

نخستین گام جهت انتخاب بلوئر، محاسبه نرخ استاندارد جریان هوای مورد نیاز (SCFM) می باشند. شرایط استاندارد در فاضلاب به معنی دمای °۶۸ فارنهایت، فشار ۱۴.۷psia و رطوبت نسبی (RH) با درصد ۳۶% می باشد. در نتیجه جهت محاسبه جریان هوای مورد نیاز در شرایط مکان پروژه به صورت زیر محاسبه می گردد:

دبی هوای موردنیاز بلوئر

واحد های دما، فشار و ICFM به ترتیب F°و psia و ft3/min می باشد.

میزان SCFM نیز جهت انتخاب بلوئر به صورت زیر محاسبه می گردد:

دبی هوای موردنیاز بلوئر در شرایط استاندارد

در اینجا نیز واحد SCFM بر حسب ft3/min می باشد و OTE بازدهی انتقال اکسیژن را بیان می کند.

نکته قابل حائز اهمیت این است که جریان هوای خروجی از بلوئر در شرایط مختلف زمانی (در طول سال، در طول روز، و نیز بنا به شرایط آب و هوایی) می تواند متغیر باشد. بنابراین مقدار به دست آمده در فرمول بالا با در نظر گرفتن شرایط ایده آل steady state می باشد. به عنوان مثال در نمودار زیر تغییرات جریان هوا در طول روز را نشان می دهد:

تغییرات دبی هوا بلوئر در طول روز

فشار کاری بلوئر ها

فشار کاری مورد نیاز، یکی از پارامتر های مهم در انتخاب بلوئر می باشد. این فشار کاری بستگی به ارتفاع سیال در مخزن هوادهی و نیز افت هد در طول انتقال هوا (ناشی از فیلتر بلوئر، لوله ها، شیر ها و دیفیوزر ها) دارد.

شمای زیر افت فشار هوا را در طول مسیر انتقال هوا از بلوئر تا دیفیوزر ها نشان می دهد:

افت دبی هوا بلوئر در طول مسیر

توان بلوئر ها

هر بلوئر برای انجام کار خود نیاز به یک منبع الکتریکی با توان معین دارد که این انرژی را از الکتروموتور تامین می کند. برخی از بلوئرها با الکترومتور مشخصی کوپل شده اند و در برخی الکتروموتور مربوطه باید بنا به دبی هوای مورد نیاز و فشار کاری انتخاب شود. بنابراین جهت انتخاب بلوئر به توان الکتروموتور آن نیز باید توجه کرد. که از طریق زیر محاسبه می گردد:

توان بلوئر و انتخاب الکتروموتور

در این فرمول توان بر حسب کیلووات (kW)، دبی(Q) بر حسب m³/min، ارتفاع سیال در مخزن هوادهی (h) و افت هد کل در طول مسیر هوادهی (ΔH) بر حسب m می باشد. η راندمان بلوئر می باشد و چگالی (ρ) عموما مقدار ۱۰۰۰kg/m³ در نظر گرفته می شود.

پارامتر Turndown در بلوئر ها

اکثرا در انتخاب بلوئر، فاکتور راندمان آن را در نظر می گیرند؛ در حالی که بر خلاف تصور عموم بلوئر های با راندمان بالا تضمین کننده ی مصرف انرژی پایین نیستند و پارامتر Turndown نقش پر رنگ تری در بهینه سازی انرژی دارد. این پارامتر را یا به صورت درصد نشان می دهند یا به صورت نسبت ماکزیمم به مینیمم دبی هوادهی (X:Y) بیان می کنند.

پارامتر Turndown در واقع بیانگر توانایی کنترل بلوئر در هوادهی و بازه ی تغییرات آن است. که به صورت زیر به دست می آید:

فرمول محاسبه Turndown بلوئر

در این فرمول Qmax و Qmin به ترتیب حداکثر و حداقل دبی هوادهی بلوئر ها می باشد.

فاکتور Turndown و بهینه سازی انرژی مصرفی بلوئر

دلیل اهمیت چشمگیر این پارامتر در انتخاب بلوئر، بالا بودن سهم مصرف انرژی بلوئر ها می باشد. که در صورت مصرف بیش از حد مورد نیاز جهت حذف مواد آلاینده، نه تنها به فرآیند تصفیه بیولوژیکی کمکی نمی کند؛ بلکه شاهد افزایش بسیار بالایی در مصرف انرژی خواهیم بود. بنابراین بلوئر مورد نظر باید بتواند بهینه ترین میزان هوادهی را با توجه به میزان دبی و کیفیت فاضلاب فراهم سازد.

سایر نکات

از دیگر نکته های بسیار مهم در انتخاب بلوئر این است که بایستی بلوئری در نظر گرفته شود که کمترین دور را برای میزان هوادهی موردنیاز لازم داشته باشد. در این صورت استهلاک بلوئر کاهش یافته و سبب افزایش عمر آن می شود.

همچنین بایستی توجه نمود که برای حفظ دستگاه های بلوئر، لازم است یک عدد بلوئر با همان مشخصات به عنوان رزرو گذارده شود تا نه تنها از دائم روشن بودن بلوئرها جلو گیری کند، بلکه در صورت از کار افتادن یکی از آن ها، بلوئر دیگر وارد مدار شود تا فرآیند هوادهی بتواند همیشه تداوم داشته باشد.

شرکت مهندسی رایمون با کادری مجرب و توانمند آمادگی خود را در زمینه مشاوره در انتخاب بلوئر، فروش بلوئر، جایگزینی، نصب و راه اندازی بلوئر در برند های Aerzen، Long Tech، Side Channel و … در صنعت آب و فاضلاب اعلام می دارد.

انتخاب بلوئر
۵ (۱۰۰%) ۷ vote[s]
این صفحه را به اشتراک بگذارید