Βελτιστοποιημένος αερισμός για ακριβή ρύθμιση και ελαχιστοποίηση της κατανάλωσης ενέργειας

Η επεξεργασία των λυμάτων είναι υπεύθυνη για ένα μεγάλο μέρος των συνολικών ενεργειακών δαπανών στον κόσμο, και καθώς η ενέργεια αποτελεί πολύτιμο πόρο, είναι ένας τομέας για βελτιστοποίηση στον οποίο μπορούμε να εστιάσουμε. Υπάρχουν πολλοί τρόποι για να το κάνετε αυτό - από την απλή αντικατάσταση παλαιότερου εξοπλισμού με νέες και πιο ενεργειακά αποδοτικές λύσεις έως την αξιοποίηση των λυμάτων ως πολύτιμου πόρου ενέργειας. Οι οργανικές ενώσεις που αφαιρούνται κατά τη διάρκεια της βιολογικής επεξεργασίας περιέχουν σημαντικές ποσότητες χημικής ενέργειας που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη βελτιστοποίηση των διεργασιών επεξεργασίας. Και με τη γνώση και την τεχνολογία που διαθέτουμε σήμερα, μπορείτε πραγματικά να δημιουργήσετε ενεργειακά ουδέτερες ή ακόμα και μονάδες που παράγουν ενέργεια.

Ο αερισμός είναι ένα σημαντικό μέρος της επεξεργασίας λυμάτων και η πιο ενεργοβόρα διεργασία στη μονάδα επεξεργασίας. Η βελτιστοποίηση αυτής της διεργασίας είναι συνεπώς ένα σημαντικό βήμα για την μονάδα που παράγει ενέργεια.

Τι είναι ο αερισμός?

Ο αερισμός είναι η διεργασία προσθήκης αέρα σε ένα υγρό ή μια ουσία. Ο αερισμός του νερού σημαίνει συνεπώς την προσθήκη οξυγόνου στο νερό ή την αύξηση του κορεσμού του οξυγόνου, και υπάρχουν διάφοροι τρόποι για να γίνει αυτό.

Οι πιο συνηθισμένες μέθοδοι αερισμού του νερού είναι οι μέθοδοι πτώσης του νερού και διάχυσης αέρα. Οι αεριστήρες πτώσης νερού διαλύουν το νερό χρησιμοποιώντας ακροφύσια ψεκασμού για να αυξήσουν την επαφή του και έτσι να βελτιώσουν την ικανότητά του να απορροφά το οξυγόνο.Οι αεριστήρες διάχυσης αέρα από την άλλη πλευρά, αντλούν αέρα στο νερό. Αυτό δημιουργεί μικροσκοπικές φυσαλίδες αέρα που ταξιδεύουν μέσα στο νερό και με αυτόν τον τρόπο αυξάνεται η επιφάνεια του νερού που εκτίθεται στον αέρα [1].

Βιοαποικοδόμηση

Η διαδικασία απομάκρυνσης των ρύπων όπως φωσφόρου, αζώτου και οργανικών ενώσεων σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων συνήθως περιέχει τα στάδια της μηχανικής, βιολογικής και χημικής επεξεργασίας.

Τα περισσότερα συστήματα βιολογικής επεξεργασίας λυμάτων περιλαμβάνουν τον αερισμό ως μέρος της διαδικασίας. Η βιολογική επεξεργασία χρησιμοποιεί φυσικά απαντώμενους μικροοργανισμούς για την αποικοδόμηση ρύπων στα λύματα, και με την προσθήκη αέρα στο νερό παρέχεται οξυγόνο για αερόβια βιοαποικοδόμηση οργανικών υλικών. Η βιοαποικοδόμηση θα είναι μια εξαιρετικά αργή διαδικασία σε περίπτωση που το επίπεδο οξυγόνου δεν είναι επαρκές. Από την άλλη πλευρά, ένα υπερβολικά υψηλό επίπεδο οξυγόνου μπορεί να οδηγήσει σε εκπομπή N2O - ένα αέριο πολύ πιο δυνατό και πιο απειλητικό για το περιβάλλον από το CO2. Ως εκ τούτου, είναι σημαντική η ακριβής ρύθμιση του αερισμού [2].

Απομάκρυνση ανόργανων ενώσεων

Επιπλέον, ο αερισμός στην επεξεργασία λυμάτων χρησιμοποιείται συνήθως για τη μείωση του επιπέδου διοξειδίου του άνθρακα, αμμωνίας και υδρόθειου και για την απομάκρυνση π.χ. σιδήρου και μαγγανίου με οξείδωση. Παρόλο που οι ενώσεις θείου δεν είναι απαραίτητα επιβλαβείς, η δυνητικά πολύ κακή μυρωδιά και γεύση μπορεί να ενθαρρύνει την απομάκρυνση αυτών των ενώσεων από το νερό. Ο κορεσμός του νερού με άζωτο και οξυγόνο που πλησιάζει σε ισορροπία με τη γύρω ατμόσφαιρα αφαιρεί σχεδόν πλήρως το CO2, το υδρόθειο και την αμμωνία. Και ως εναλλακτική λύση για το χλώριο ως χημικό απολυμαντικό, ο αερισμός μπορεί να απομακρύνει αποτελεσματικά μικρότερες ποσότητες ενώσεων θείου, και τόσο ο σίδηρος όσο και το υδρόθειο μπορούν να οξειδωθούν αποτελεσματικά για τη μετατροπή υποσιδηρούχου σιδήρου σε σιδηρούχο σίδηρο και για τη μείωση του υδρόθειου σε ατομικό θείο. Αυτές οι ενώσεις μπορούν στη συνέχεια να διηθηθούν φυσικά από το νερό [1].

Η ακριβής ρύθμιση είναι σημαντική

Ο αερισμός είναι η πιο ενεργοβόρα δραστηριότητα σε μια μονάδα επεξεργασίας λυμάτων και συνήθως φθάνει έως και το 50% της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας [3].

Λόγω της υψηλής κατανάλωσης ενέργειας, ο αερισμός θεωρείται ένα από τα πιο κρίσιμα στάδια της επεξεργασίας λυμάτων και ένα καλά σχεδιασμένο σύστημα αερισμού επηρεάζει άμεσα τόσο την αποτελεσματικότητα όσο και την οικονομία. Ο έλεγχος της διαδικασίας αερισμού δεν μειώνει μόνο την ενέργεια που χρησιμοποιείται για την επεξεργασία των λυμάτων, αλλά μπορεί επίσης να μειώσει την εκπομπή CO2. Ωστόσο, όπως ήδη αναφέρθηκε, οι κινήσεις εξοικονόμησης ενέργειας ενδέχεται να προκαλέσουν εκπομπές N2O εάν η διαδικασία δεν ελέγχεται σωστά. Επομένως, μια ακριβής ρύθμιση είναι σημαντική - όχι μόνο για την οικονομία αλλά και για το περιβάλλον.