Для того, чтобы очистить сточные воды, требуется львиная доля энергетических ресурсов мира. Энергия - ценный и дефицитный ресурс, поэтому без оптимизации процессов очистки не обойтись. Для последней имеется множество методов - от обычной замены старого оборудования новым, более современным и эффективным, до использования сточных вод как ценного источника энергии.

В органических соединениях, удалённых во время биологической обработки, содержится большое количество химической энергии, которую можно использовать для оптимизации процессов обработки. С помощью имеющихся на сегодняшний день знаний и технологий можно создавать не потребляющие, а производящие энергию предприятия.

Аэрация - важная часть очистки сточных вод, самый энергоёмкий процесс на водоочистных сооружениях. По указанным причинам оптимизация данного процесса - важнейший шаг на пути к производству энергии.

Что представляет собой аэрация?

Аэрацию можно определить как процесс добавления воздуха в жидкость либо иное вещество. Соответственно, аэрация воды - это добавление кислорода в воду либо увеличение её насыщения кислородом. Способов аэрации известно несколько.

Одни из наиболее распространённых методов аэрации - методы водопада и диффузии воздуха. С помощью водяных аэраторов вода разбрызгивается через распылительные форсунки для увеличения её контакта с воздухом. Таким образом улучшается способность воды поглощать кислород. С другой стороны аэраторы диффузии воздуха нагнетают его в воду. Создаются крошечные воздушные пузырьки, которые проходят через воду, увеличивая площадь водной поверхности, подвергающейся воздушному воздействию.

Процесс биологического разложения

На очистных сооружениях происходит процесс разложения загрязняющих веществ: фосфора, азота и органических соединений. Очистка включает в себя три этапа: механическая, биологическая и химическая очистка.

В основном системы биологической очистки сточных вод включают в себя аэрацию как часть процесса. При биологической обработке, чтобы разложились загрязняющие вещества в сточных водах, используют существующие в природе микроорганизмы. Если добавить в воду воздух, появится кислород, который необходим для аэробного биологического разложения органических материалов. Биологический процесс разложения - очень медленное явление, если уровня кислорода недостаточно. Но тут имеется и обратная сторона - при избыточном уровне кислорода возможен выброс N2O - газа, который более тяжёл и вреден для экологии, нежели CO2. Поэтому очень важно точно регулировать процесс аэрации.

Как удаляются неорганические соединения

Также аэрация при очистке сточных вод необходима, чтобы снизить уровень диоксида углерода, аммиака и сероводорода, а также для избавления, допустим, от железа и марганца путем окисления. По большому счёту серные соединения не несут особого вреда, но неприятный запах и вкус - существенные причины для удаления этих соединений из воды.

Если вода целиком насыщена азотом и кислородом, а также приближается к равновесию с окружающей атмосферой, диоксид углерода, сероводород и аммиак удаляются полностью. Аэрация - прекрасная альтернатива хлору, как дезинфицирующему химсредству. Аэрация эффективно удаляет сернистые соединения в небольших количествах. Процесс окисления двухвалентного железа состоит из его преобразования в трёхвалентное, а сероводород восстанавливается в атомарную серу. Перечисленные соединения можно затем физически отфильтровать из воды.

Почему важно точное регулирование

Аэрация - весьма энергоёмкий процесс, иногда расход энергии достигает 50 процентов от общего энергопотребления на очистных сооружениях.

Высокое энергопотребление аэрации делает её одним из наиболее главных этапов очистки сточных вод, а продуманная система аэрации оказывает большое влияние не только на эффективность, но и на финансовую составляющую этого процесса. Управлять процессом аэрации - значит не только экономить энергию, которая используется при очистке сточных вод, но и уменьшать выброс CO2. Но, как упоминалось выше, мероприятия по энергосбережению иногда приводят к выбросу N2O, если нет должного контроля процесса. Вывод - тщательно регулировать процесс необходимо не только для финансовой выгоды, но и для экологии.

Шиберные задвижки AVK для аэрации

Такие задвижки относятся к запорной арматуре, которая применяется для регулирования подвижных потоков жидкостей, газов и их смесей в разных отраслях промышленности и быта. Причины популярности шиберных задвижек AVK - простота, надёжность, удобство эксплуатации.

AVK - технические конструкции высокого качества, позволяющие контролировать процесс аэрации и обеспечивающие точную регуляцию и минимальный уровень энергопотребления. Наиболее эффективными в плане оптимизации являются задвижки шиберного ножевого типа, имеющие линейный электропривод.

С помощью ножевых шиберных задвижек обеспечивается более высокая точность регуляции по сравнению с дисковыми поворотными затворами, которые традиционно применяют для аэротенков. С помощью ножевых задвижек V-образной фирмы обеспечиваются ещё более надёжные контроль и управление, гарантирующие точнейшую регулировку потоков. Ножевые задвижки дают и многочисленные иные преимущества. У шиберных задвижек компактная конструкция, благодаря чему они не нуждаются в большом пространстве. Шиберной задвижке требуется более простое техобслуживание по сравнению с, например, дисковым поворотным затвором. Привод линейного типа отличается намного меньшим уровнем энергопотребления относительно традиционного электропривода, следовательно, также играет существенную роль в уменьшении уровня потребления энергии на очистном сооружении.

Потребление энергии линейным приводом относительно обычного привода

Характеристики задвижки AVK DN150 на линейном приводе Linak:

• Среда: воздушная.
• Мощность номинальная: 72 Вт.
• Время открытия/закрытия: 15 секунд.
• Энергопотребление привода Linak: 0,3 Втч.
• Энергопотребление обычного привода: 4,2 Втч.

Linak отличается на 93 процента меньшим уровнем энергопотребления по сравнению с обычным приводом для задвижек DN150.

Характеристики задвижки DN250 AVK на линейном приводе Linak:

• Среда: жидкостная.
• Мощность номинальная: 120 Вт.
• Время открытия/закрытия: 22 секунды.
• Энергопотребление привода Linak: 0,73 Втч.
• Энергопотребление обычного привода: 14,2 Втч.

Linak отличается на 95 процентов меньшим уровнем энергопотребления по сравнению с обычным приводом для задвижек DN250.

Согласно прогнозам, результатом замены устаревшего оборудования станет существенная экономия энергии, а также расходов на обслуживание.

Задвижки ножевого типа для точного регулирования

На 2-х сооружениях для очистки, расположенных в городе Эсбьерг, фирма-поставщик приняла решение о замене подвергшихся износу затворов дискового типа на электроприводах. Предназначением этих затворов была регулировка воздушной подачи внутри аэрационных ёмкостей. Вместо прежних поворотных дисковых затворов были установлены задвижки ножевого типа AVK, имеющие линейный привод LINAK и блок управления WCU-BUS. У ножевых задвижек более точная регулировка относительно поворотных затворов. Ножевые задвижки оптимальны для применения в аэрационной ёмкости. Есть и ряд других причин для установки ножевых задвижек AVK с приводами Linak:

• Простота и компактность.
• Простота и лёгкость монтажа.
• Низкий уровень потребления энергии, который обеспечивает экономическую эффективность работы.
• Нет необходимости привлекать сторонних специалистов для регулировки и послепродажного обслуживания.