Rawatan air sisa moden semakin bergantung kepada bekalan oksigen terkawal. Sama ada aplikasinya ialah rawatan kumbahan perbandaran, rawatan air sisa industri, pengurusan air sisa akuakultur, rawatan efluen pemprosesan makanan, atau air sisa organik berkekuatan tinggi, rawatan biologi bergantung kepada mikroorganisma yang memerlukan oksigen untuk menukar bahan pencemar kepada sebatian yang lebih stabil.

Dalam loji rawatan konvensional, oksigen biasanya diperkenalkan melalui sistem pengudaraan mekanikal menggunakan udara ambien. Walau bagaimanapun, udara mengandungi hanya kira-kira 21% oksigen, yang mengehadkan kepekatan oksigen yang tersedia untuk proses biologi. Apabila beban air sisa meningkat dan sistem rawatan menjadi lebih padat, cekap tenaga dan automatik, pengendali rawatan memerlukan kawalan yang lebih besar ke atas pemindahan oksigen dan bukannya meningkatkan kapasiti blower.

Di sinilah penjanaan oksigen PSA menjadi penting.

A Penjana oksigen PSAmenghasilkan oksigen di tapak dengan mengasingkan oksigen daripada udara termampat melalui penjerapan ayunan tekanan. Daripada bergantung sepenuhnya pada silinder oksigen atau oksigen cecair pukal, sistem PSA boleh menyediakan aliran oksigen berterusan terus kepada proses rawatan air sisa.

Untuk kemudahan air sisa moden, nilai oksigen PSA bukan sekadar ketulenan oksigennya. Kepentingannya datang daripada gabunganbekalan berterusan, kepekatan oksigen terkawal, kestabilan proses, pengeluaran terpencar, dan keserasian dengan sistem pemindahan oksigen berkecekapan tinggi.

Mengapa Oksigen Penting dalam Rawatan Air Sisa

Banyak proses rawatan air sisa bergantung kepada mikroorganisma aerobik.

Sebatian organik, ammonia dan bahan pencemar terbiodegradasi lain tidak boleh disingkirkan dengan cekap melainkan sistem biologi menerima oksigen yang mencukupi. Dalam proses enapcemar teraktif, contohnya, mikroorganisma menggunakan oksigen terlarut semasa memetabolismekan bahan organik.

Tindak balas pengoksidaan aerobik yang dipermudahkan boleh diwakili sebagai:

Bahan organik + O₂ → CO₂ + H₂O + biojisim baharu

Untuk nitrifikasi, oksigen juga diperlukan untuk menukar ammonia kepada nitrit dan seterusnya nitrat:

NH₄⁺ → NO₂⁻ → NO₃⁻

Tindak balas ini secara langsung menghubungkan ketersediaan oksigen dengan prestasi rawatan.

Jika reaktor biologi tidak menerima oksigen yang mencukupi, beberapa masalah boleh berlaku:

Penyingkiran bahan organik berkurangan.

Pengoksidaan ammonia menjadi tidak lengkap.

Kepekatan oksigen terlarut jatuh.

Aktiviti mikrob menjadi tidak stabil.

Ciri enapcemar mungkin merosot.

Bau dan bahan pencemar yang tidak dirawat boleh meningkat.

Loji rawatan mungkin gagal mengekalkan kualiti efluen yang diperlukan.

Oleh itu, oksigen bukan sekadar utiliti tambahan dalam loji rawatan air sisa aerobik. Ia adalah ainput proses.

Cabarannya ialah permintaan oksigen tidak tetap.

Aliran air sisa, kepekatan COD, pemuatan ammonia, suhu, kepekatan biojisim, umur enapcemar, dan aktiviti biologi semuanya boleh mengubah keperluan oksigen. Oleh itu, loji rawatan memerlukan sistem bekalan oksigen yang boleh bertindak balas terhadap perubahan keadaan proses.

Had Pengudaraan Udara Atmosfera

Loji rawatan air sisa tradisional biasanya menggunakan blower untuk menghantar udara atmosfera ke dalam tangki pengudaraan.

Oleh kerana udara atmosfera mengandungi kira-kira 21% oksigen, kuantiti udara yang besar mesti dialihkan untuk memindahkan oksigen yang mencukupi ke dalam air sisa.

Sebagai contoh, jika reaktor biologi memerlukan kadar pemindahan oksigen yang tinggi, loji mungkin perlu meningkat:

kapasiti peniup;

aliran udara;

ketumpatan penyebar;

tekanan pengudaraan;

diameter saluran paip;

atau waktu operasi.

Walau bagaimanapun, hanya meningkatkan isipadu udara tidak selalu menghasilkan peningkatan berkadar dalam pemindahan oksigen.

Proses pemindahan oksigen bergantung kepada beberapa faktor, termasuk:

kepekatan oksigen dalam fasa gas;

saiz gelembung;

suhu air sisa;

kepekatan oksigen terlarut;

tekanan hidrostatik;

kecekapan penyebar;

kedalaman reaktor;

ciri air sisa;

dan keadaan pemindahan jisim.

Ini mewujudkan masalah kejuruteraan yang penting.

Loji rawatan boleh memindahkan kuantiti udara yang sangat besar sambil memindahkan hanya jumlah oksigen yang agak terhad ke dalam air.

Oksigen PSA mengubah keadaan ini dengan meningkatkan kepekatan oksigen gas yang dibekalkan kepada sistem pengudaraan.

Apakah Oksigen PSA?

PSA bermaksudAyunan Tekanan Penjerapan.

Penjana oksigen PSA mengasingkan oksigen daripada udara termampat menggunakan bahan penjerap, biasanya penapis molekul.

Udara suapan asas mengandungi beberapa komponen utama, termasuk nitrogen dan oksigen. Penapis molekul lebih disukai menyerap nitrogen di bawah tekanan sambil membenarkan gas kaya oksigen melaluinya.

Kitaran penjanaan oksigen PSA biasa mengandungi beberapa peringkat:

Udara termampat memasuki bekas penjerapan.

Nitrogen lebih disukai diserap oleh penapis molekul.

Gas diperkaya oksigen keluar dari kapal.

Kapal penjerapan adalah tertekan.

Nitrogen terjerap dibebaskan.

Ayak molekul dijana semula.

Kapal kedua mengambil alih penjerapan.

Kitaran diteruskan secara automatik.

Dua atau lebih bekas penjerapan biasanya beroperasi secara berselang-seli.

Semasa satu kapal menghasilkan oksigen, satu lagi kapal sedang menjalani penjanaan semula. Operasi kitaran ini membolehkan sistem menyediakan aliran oksigen yang agak berterusan.

Kepekatan oksigen yang tepat bergantung pada reka bentuk sistem PSA, ciri-ciri penjerap, tekanan operasi, kadar aliran, dan aplikasi yang diperlukan.

Untuk rawatan air sisa, perkara penting ialah PSA menyediakangas diperkaya oksigen atas permintaan dan bukannya bergantung secara eksklusif pada udara atmosfera.

Bagaimana Oksigen PSA Memperbaiki Rawatan Biologi

Kelebihan kejuruteraan utama pengayaan oksigen ialah gas yang memasuki reaktor biologi mengandungi kepekatan oksigen yang lebih tinggi daripada udara atmosfera biasa.

Ini boleh meningkatkan daya penggerak untuk pemindahan oksigen daripada fasa gas ke dalam air sisa.

Kadar pemindahan oksigen secara konsep boleh dinyatakan sebagai:

OTR=kLa × (C* − CL)

di mana:

OTR= kadar pemindahan oksigen;

kLa= pekali pemindahan oksigen keseluruhan;

C*= kepekatan oksigen terlarut tepu;

CL= kepekatan oksigen terlarut sebenar dalam cecair.

Meningkatkan kepekatan oksigen dalam gas yang dibekalkan boleh meningkatkan kepekatan oksigen berkesan yang tersedia untuk pemindahan.

Ini menjadi amat berguna apabila reaktor biologi mempunyai:

pemuatan organik yang tinggi;

pemuatan ammonia yang tinggi;

kepekatan minuman keras campuran yang tinggi;

isipadu reaktor terhad;

tangki pengudaraan dalam;

had pemindahan oksigen;

atau keperluan efluen yang ketat.

Daripada menyelesaikan kekurangan oksigen hanya dengan meningkatkan isipadu udara, loji rawatan boleh meningkatkankepekatan oksigen gas yang dibekalkan.

Itu adalah pendekatan asas yang berbeza untuk pengoptimuman pengudaraan.

PSA Oksigen dan Sistem Enapcemar Diaktifkan

Enap cemar teraktif kekal sebagai salah satu teknologi rawatan air sisa biologi yang paling banyak digunakan.

Proses ini biasanya terdiri daripada lembangan pengudaraan diikuti dengan pengasingan pepejal-cecair.

Di dalam lembangan pengudaraan, mikroorganisma menggunakan bahan pencemar organik manakala oksigen dibekalkan melalui peresap atau peranti pengudaraan lain.

Keperluan oksigen boleh meningkat dengan ketara apabila air sisa influen mengandungi kepekatan tinggi bahan organik terbiodegradasi.

Contohnya, air sisa daripada:

pemprosesan makanan;

pembuatan minuman;

rumah penyembelihan;

pengeluaran kertas;

pembuatan farmaseutikal;

pemprosesan tekstil;

industri kimia;

mungkin mempunyai beban organik yang jauh lebih tinggi daripada kumbahan domestik biasa.

Apabila permintaan oksigen melebihi kapasiti pemindahan berkesan sistem pengudaraan, loji mesti meningkatkan keamatan pengudaraan.

Oksigen PSA boleh menambah atau menggantikan sebahagian daripada bekalan udara atmosfera.

Gas kaya oksigen boleh diperkenalkan melalui peresap sedia ada atau khusus, bergantung pada reka bentuk sistem. Oleh kerana gas mengandungi kepekatan oksigen yang lebih tinggi, reaktor biologi berpotensi mencapai pemindahan oksigen yang diperlukan dengan isipadu gas yang lebih rendah.

Ini amat berharga apabila tangki pengudaraan sedia ada mempunyai ruang fizikal yang terhad.

Oksigen PSA untuk Penyingkiran Ammonia dan Nitrifikasi

Penyingkiran nitrogen adalah salah satu proses biologi yang paling menuntut dalam rawatan air sisa.

Bakteria nitrifikasi memerlukan oksigen untuk mengoksidakan ammonia.

Tindak balas nitrifikasi keseluruhan boleh dipermudahkan sebagai:

NH₄⁺ + O₂ → NO₃⁻ + H⁺ + H₂O

Laluan biokimia sebenar berlaku dalam pelbagai peringkat, tetapi prinsip kejuruteraan adalah mudah:nitrifikasi memerlukan persekitaran aerobik yang stabil.

Apabila oksigen terlarut menjadi tidak mencukupi, prestasi nitrifikasi boleh menurun.

Ini boleh menjadi masalah dalam air sisa yang mengandungi kepekatan ammonia yang tinggi, terutamanya apabila loji rawatan beroperasi di bawah:

pemuatan nitrogen yang tinggi;

keadaan suhu rendah;

kepekatan biojisim yang tinggi;

masa pengekalan enapcemar yang panjang;

atau had pelepasan ammonia yang ketat.

Oksigen PSA boleh menyediakan sumber oksigen yang lebih pekat untuk peringkat nitrifikasi.

Daripada meningkatkan aliran udara blower selama-lamanya, pengendali boleh menggunakan pengayaan oksigen untuk meningkatkan ketersediaan oksigen di dalam reaktor biologi.

Ini menjadikan oksigen PSA sangat relevan untuk loji air sisa di mana penyingkiran nitrogen adalah objektif rawatan utama.

Oksigen PSA dalam Rawatan Air Sisa MBR

Bioreaktor membran, biasanya dikenali sebagai sistem MBR, menggabungkan rawatan biologi dengan pemisahan membran.

Berbanding dengan sistem enapcemar teraktif konvensional, MBR boleh beroperasi dengan kepekatan biojisim yang lebih tinggi dan jejak reaktor yang lebih kecil.

Walau bagaimanapun, kepekatan biojisim yang tinggi juga mewujudkan permintaan oksigen yang lebih besar bagi setiap unit isipadu reaktor.

Reaktor biologi mesti mengekalkan oksigen yang mencukupi untuk metabolisme mikrob manakala sistem membran beroperasi dalam keadaan terkawal.

Oleh itu, bekalan oksigen menjadi parameter reka bentuk yang penting.

Oksigen PSA boleh disepadukan ke dalam sistem pengudaraan MBR untuk menyediakan gas diperkaya oksigen di mana pengudaraan udara konvensional tidak dapat memenuhi permintaan proses dengan cekap.

Permohonan mungkin melibatkan:

pengudaraan reaktor biologi;

penggosokan membran;

pengayaan oksigen;

atau zon permintaan tinggi oksigen khusus.

Konfigurasi khusus bergantung pada reka bentuk proses MBR.

Untuk kemudahan rawatan padat, pengayaan oksigen boleh sangat berguna kerana peningkatan kepekatan oksigen boleh memberikan kapasiti rawatan tambahan tanpa memerlukan peningkatan berkadar dalam infrastruktur pengendalian udara.

Oksigen PSA untuk Air Sisa Industri

Air sisa industri selalunya memberikan profil permintaan oksigen yang lebih kompleks daripada kumbahan perbandaran.

Komposisi air sisa boleh berubah dengan ketara bergantung pada jadual pengeluaran, bahan mentah, kitaran pembersihan dan proses pembuatan.

Industri yang mungkin memerlukan permintaan oksigen biologi yang banyak termasuk:

Pemprosesan Makanan

Air sisa pemprosesan makanan boleh mengandungi kepekatan tinggi sebatian organik terbiodegradasi, lemak, protein dan karbohidrat.

Oleh itu, rawatan aerobik memerlukan input oksigen yang banyak.

Pulpa dan Kertas

Air sisa pulpa dan kertas boleh mengandungi sebatian organik dan pepejal terampai yang memerlukan rawatan biologi sebelum dibuang atau digunakan semula.

Pembuatan Farmaseutikal

Air sisa farmaseutikal mungkin mengandungi sebatian organik kompleks dan kepekatan pencemar yang berubah-ubah.

Oleh itu keadaan rawatan biologi mesti dikawal dengan teliti.

Pemprosesan Tekstil

Air sisa tekstil mungkin mengandungi bahan organik, pewarna, surfaktan dan sebatian lain. Bergantung pada konfigurasi proses, rawatan biologi aerobik boleh membentuk sebahagian daripada kereta api rawatan yang lebih besar.

Pembuatan Kimia

Air sisa kimia mungkin mempunyai komposisi yang sangat berubah-ubah dan mungkin memerlukan prarawatan sebelum rawatan biologi.

Dalam aplikasi ini, bekalan oksigen yang stabil adalah penting kerana prestasi rawatan biologi boleh berubah dengan cepat apabila ketersediaan oksigen tidak sepadan dengan pemuatan bahan pencemar.

PSA Oksigen dan Kawalan Oksigen Terlarut

Salah satu aspek terpenting dalam rawatan air sisa moden ialah kawalan proses automatik.

Sistem pengudaraan tradisional sering mengawal keluaran blower berdasarkan ukuran oksigen terlarut.

Apabila oksigen terlarut jatuh di bawah julat sasaran, keluaran blower meningkat.

Walau bagaimanapun, kaedah ini terutamanya berubahkuantiti udara.

Sistem oksigen PSA menyediakan pembolehubah kawalan lain:kepekatan oksigen.

Sistem rawatan berpotensi boleh mengawal:

aliran oksigen PSA;

nisbah pencampuran oksigen-udara;

aliran blower;

titik tetapan oksigen terlarut;

zon pengudaraan;

dan tekanan operasi.

Ini mewujudkan lebih fleksibiliti dalam kawalan proses.

Sebagai contoh, semasa tempoh pemuatan air sisa yang rendah, sistem boleh mengurangkan pengeluaran oksigen.

Apabila pemuatan organik atau ammonia meningkat, pengeluaran oksigen boleh ditingkatkan untuk mengekalkan tahap oksigen terlarut yang diperlukan.

Operasi berasaskan permintaan ini amat sesuai untuk loji rawatan air sisa automatik.

Mengapa Oksigen PSA Sesuai untuk Kemudahan Air Sisa Jauh

Tidak semua kemudahan rawatan air sisa mempunyai akses kepada infrastruktur bekalan oksigen yang boleh dipercayai.

Ini amat penting untuk:

tapak perindustrian terpencil;

operasi perlombongan;

kemudahan luar pesisir;

loji rawatan luar bandar;

kemudahan pembuatan terpencil;

sistem air sisa terdesentralisasi;

dan pemasangan rawatan sementara.

Silinder oksigen tradisional memerlukan pengangkutan dan penggantian tetap.

Oksigen cecair pukal memerlukan tangki simpanan, infrastruktur penghantaran dan sistem pengendalian yang sesuai.

Penjana oksigen PSA mengambil pendekatan yang berbeza.

Ia menggunakan:

udara ambien + sistem udara termampat + pemisahan PSA + penghantaran oksigen

Selagi sistem mempunyai bekalan kuasa yang sesuai dan infrastruktur udara termampat, oksigen boleh dijana terus di tapak rawatan.

Ini menjadikan teknologi PSA sesuai untuk kemudahan di mana logistik oksigen luaran menyusahkan atau tidak boleh dipercayai.

Oksigen PSA lwn. Silinder Oksigen

Silinder oksigen adalah praktikal untuk keperluan oksigen berskala kecil atau terputus-putus, tetapi ia kurang mudah apabila loji rawatan memerlukan oksigen berterusan.

Sistem rawatan air sisa boleh beroperasi secara berterusan selama 24 jam sehari.

Jika penggunaan oksigen adalah penting, bergantung pada silinder mewujudkan beberapa keperluan operasi:

penyimpanan silinder;

penghantaran biasa;

penggantian silinder;

pemantauan tekanan;

pengangkutan;

pengurusan keselamatan;

dan kawalan inventori.

Penjanaan oksigen PSA menghilangkan pergantungan pada penggantian silinder berterusan.

Penjana menghasilkan oksigen di tapak dan membekalkannya terus kepada proses.

Ini menjadikan PSA amat sesuai untuk aplikasi rawatan biologi berterusan.

Oksigen PSA lwn Oksigen Cecair

Oksigen cecair boleh memberikan kepekatan oksigen yang tinggi dan digunakan secara meluas dalam aplikasi industri yang besar.

Walau bagaimanapun, oksigen cecair memerlukan penyimpanan kriogenik dan rantaian bekalan yang sesuai.

Kemudahan itu memerlukan:

peralatan penyimpanan kriogenik;

peralatan pengewapan;

infrastruktur penghantaran;

peraturan tekanan;

dan sistem keselamatan yang sesuai.

Oksigen PSA beroperasi secara berbeza.

Ia menjana oksigen daripada udara termampat pada titik penggunaan.

Untuk kemudahan rawatan air sisa yang memerlukan bekalan oksigen yang berterusan tetapi sederhana, penjanaan PSA di tapak boleh menyediakan konfigurasi yang lebih terpencar.

Teknologi yang sesuai masih bergantung pada permintaan oksigen, skala loji, infrastruktur tapak, ketulenan yang diperlukan, keperluan redundansi dan keadaan operasi.

Oleh itu PSA tidak boleh dianggap sebagai pengganti universal untuk setiap sumber oksigen.

Kelebihan utamanya ialahpenjanaan di tapak dengan kapasiti pengeluaran yang boleh dikawal.

Kepentingan Ketulenan Oksigen

Salah faham yang biasa ialah rawatan air sisa sentiasa memerlukan ketulenan oksigen setinggi mungkin.

Pada hakikatnya, ketulenan oksigen harus dipilih mengikut keperluan proses.

Kepekatan oksigen yang lebih tinggi boleh meningkatkan daya penggerak pemindahan oksigen, tetapi menghasilkan oksigen ketulenan yang sangat tinggi mungkin memerlukan konfigurasi peralatan dan keadaan operasi yang berbeza.

Bagi kebanyakan aplikasi air sisa, objektif kejuruteraan bukan semata-mata:

"Dapatkan ketulenan oksigen setinggi mungkin."

Ia adalah:

"Sediakan kapasiti pemindahan oksigen yang mencukupi dengan operasi yang stabil dan boleh dikawal."

Perbezaan ini penting apabila mereka bentuk sistem oksigen PSA.

Penjana oksigen harus dipadankan dengan:

aliran oksigen yang diperlukan;

tekanan operasi;

kepekatan oksigen;

kedalaman pengudaraan;

ciri penyebar;

permintaan oksigen air sisa;

sasaran oksigen terlarut;

dan profil operasi harian.

Sistem bersaiz betul adalah lebih penting daripada memilih ketulenan oksigen nominal tertinggi.

Peralatan Pemindahan Oksigen Masih Penting

Memasang penjana oksigen PSA tidak menjamin kecekapan pemindahan oksigen yang tinggi secara automatik.

Sistem pengudaraan hiliran kekal kritikal.

Oksigen mesti bergerak dari fasa gas ke fasa cecair.

Oleh itu, sistem PSA perlu dinilai bersama-sama dengan:

penyebar gelembung halus;

sistem suntikan oksigen;

penyuntik venturi;

pengadun statik;

penyentuh lajur yang dibungkus;

sistem pengudaraan membran;

atau peralatan pemindahan gas-cecair lain.

Contohnya, peresap gelembung halus menjana buih yang lebih kecil, meningkatkan kawasan sentuhan cecair gas.

Tangki yang lebih dalam juga boleh meningkatkan masa sentuhan dan tekanan hidrostatik.

Oleh itu, sistem yang lengkap hendaklah dinilai sebagai:

Penjana oksigen PSA → saluran paip oksigen → peraturan tekanan → pengedaran gas → penyebar/penyuntik → air sisa → oksigen terlarut

Pendekatan peringkat sistem ini lebih berguna daripada menilai penjana oksigen sahaja.

PSA Oksigen untuk Rawatan Enapcemar

Enap cemar teraktif sisa juga boleh memerlukan oksigen semasa proses penstabilan aerobik.

Pencernaan enap cemar aerobik menggunakan mikroorganisma untuk menstabilkan bahan organik terbiodegradasi dalam keadaan beroksigen.

Keperluan oksigen bergantung kepada:

kepekatan enapcemar;

kandungan pepejal meruap;

suhu;

masa pengekalan;

aktiviti biologi;

dan konfigurasi proses.

Jika pemindahan oksigen menjadi tidak mencukupi, kecekapan penstabilan boleh berkurangan.

Oksigen PSA boleh menyediakan aliran gas yang diperkaya dengan oksigen untuk sistem rawatan enapcemar aerobik di mana sumber oksigen yang lebih pekat bermanfaat.

Prinsip yang sama terpakai: ketersediaan oksigen mesti sepadan dengan permintaan oksigen biologi.

Oksigen PSA dalam Rawatan Air Sisa Termaju

Rawatan air sisa moden semakin menumpukan pada lebih daripada penyingkiran bahan pencemar organik konvensional.

Loji rawatan mungkin perlu menangani:

ammonia;

jumlah nitrogen;

sebatian organik refraktori;

bahan cemar industri;

bau;

keperluan penggunaan semula air;

dan piawaian pelepasan yang semakin ketat.

Apabila keperluan rawatan menjadi lebih menuntut, proses biologi mungkin beroperasi lebih hampir kepada had pemindahan oksigen mereka.

Oksigen PSA boleh menyokong sistem ini dengan meningkatkan ketersediaan oksigen tanpa memerlukan peningkatan berkadar dalam jumlah jumlah udara.

Ini amat relevan apabila menaik taraf loji sedia ada.

Daripada membina semula lembangan pengudaraan sepenuhnya, pengendali boleh menyiasat pengayaan oksigen sebagai salah satu komponen strategi peningkatan kapasiti.

Sama ada ini boleh dilaksanakan secara teknikal bergantung pada sistem peresap sedia ada, permintaan oksigen, geometri reaktor, sistem pengagihan gas dan keadaan hidraulik.

PSA Oksigen dan Pengoptimuman Tenaga

Pengudaraan lazimnya merupakan salah satu proses utama yang memakan tenaga dalam rawatan air sisa biologi.

Blower menggunakan kuasa elektrik untuk memampatkan dan menggerakkan udara dalam kuantiti yang banyak.

Jika keperluan pemindahan oksigen yang sama boleh dicapai dengan jumlah aliran gas yang lebih kecil, keperluan pengendalian udara mungkin dikurangkan.

Walau bagaimanapun, penjanaan oksigen PSA sendiri juga menggunakan tenaga kerana udara suapan mesti dimampatkan.

Oleh itu, perbandingan kejuruteraan yang betul bukan sekadar:

"PSA menggunakan kurang udara."

Ia sepatutnya:

"Berapa jumlah tenaga yang diperlukan untuk memindahkan jumlah oksigen yang diperlukan ke dalam air sisa?"

Pengiraan ini harus mempertimbangkan:

kecekapan pemampat;

tekanan operasi PSA;

pemulihan oksigen;

ketulenan oksigen;

kecekapan penyebar;

kecekapan pemindahan oksigen;

kecekapan blower;

kehilangan tekanan saluran paip;

dan permintaan oksigen air sisa sebenar.

Oleh itu, kelebihan tenaga oksigen PSA adalah khusus aplikasi.

Sistem yang direka bentuk dengan betul harus membandingkan sistem pengudaraan yang lengkap dan bukannya satu komponen secara berasingan.

Komponen Utama Sistem Oksigen PSA untuk Rawatan Air Sisa

Sistem penjanaan oksigen PSA biasa boleh merangkumi beberapa komponen utama.

Pemampat Udara

Pemampat menyediakan udara suapan pada tekanan yang diperlukan oleh proses pemisahan PSA.

Kualiti udara termampat yang stabil adalah penting kerana pencemaran minyak, air dan zarah boleh menjejaskan prestasi penapis molekul.

Sistem Rawatan Udara

Pra-rawatan mungkin termasuk:

penapis udara;

penyingkiran minyak;

pengasingan air;

pengering udara;

dan komponen penulenan lain.

Konfigurasi yang tepat bergantung pada pemampat dan reka bentuk PSA.

Menara Penjerapan PSA

Menara penjerapan mengandungi bahan ayak molekul.

Berbilang menara beroperasi secara bergilir-gilir untuk menyediakan penjanaan oksigen berterusan.

Tangki Penampan Oksigen

Penyimpanan oksigen atau tangki penampan membantu menstabilkan tekanan dan aliran antara pengeluaran PSA dan penggunaan oksigen.

Sistem Kawalan Oksigen

Meter aliran, penderia tekanan, penganalisis oksigen, injap dan kawalan PLC boleh digunakan untuk memantau dan mengawal selia sistem.

Talian Penyampaian Oksigen

Saluran paip memindahkan oksigen dari penjana ke sistem pengudaraan atau suntikan.

Pemilihan bahan dan penarafan tekanan harus sepadan dengan keperluan perkhidmatan oksigen.

Sistem Pengudaraan atau Suntikan

Oksigen akhirnya dimasukkan ke dalam air sisa melalui peresap, penyuntik, pengadun, atau peranti pemindahan oksigen yang lain.

Apakah yang Perlu Dipertimbangkan Apabila Memilih Peralatan Oksigen PSA?

Loji rawatan air sisa tidak seharusnya memilih penjana oksigen PSA hanya berdasarkan kapasiti pengeluaran oksigen nominalnya.

Beberapa parameter perlu dinilai.

Permintaan Oksigen

Tentukan keperluan oksigen sebenar bagi proses biologi.

Reka bentuk harus mempertimbangkan puncak daripada hanya memuatkan purata.

Ketulenan Oksigen

Pilih kepekatan oksigen yang diperlukan mengikut keperluan biologi dan pemindahan jisim.

Tekanan Operasi

Tekanan penghantaran yang diperlukan bergantung pada kedalaman tangki pengudaraan, kehilangan tekanan saluran paip, ciri peresap dan teknologi suntikan.

Peraturan Aliran

Penjana oksigen harus mampu melaraskan output mengikut beban rawatan air sisa.

Kualiti Udara Suapan

Udara termampat mesti dirawat dengan sewajarnya untuk melindungi penapis molekul.

Profil Pengendalian

Loji yang beroperasi 24/7 memerlukan pertimbangan reka bentuk sistem yang berbeza daripada kemudahan air sisa terputus-putus.

Lebihan

Untuk kemudahan rawatan kritikal, berbilang modul PSA mungkin lebih baik daripada satu unit besar.

Lebihan modular boleh membenarkan loji terus beroperasi apabila satu modul memerlukan penyelenggaraan.

Sistem Oksigen PSA Modular untuk Loji Air Sisa

Modularisasi menjadi semakin penting dalam rawatan air sisa moden.

Daripada memasang satu penjana oksigen bersaiz besar, bekalan oksigen boleh dibahagikan kepada beberapa modul PSA.

Contohnya:

Modul A + Modul B + Modul C + Modul D

Bilangan modul operasi boleh dilaraskan mengikut permintaan oksigen.

Semasa tempoh beban rendah, lebih sedikit modul beroperasi.

Semasa pemuatan puncak, modul tambahan boleh diaktifkan.

Konfigurasi ini menyediakan beberapa faedah kejuruteraan:

pengeluaran oksigen yang fleksibel;

penyelenggaraan yang lebih mudah;

pengembangan kapasiti berperingkat;

lebihan yang lebih baik;

pengangkutan yang lebih mudah;

dan kawalan sistem yang lebih mudah disesuaikan.

Untuk rawatan air sisa terdesentralisasi, sistem oksigen PSA dalam bekas boleh memudahkan lagi pemasangan.

Peralatan PSA, sistem rawatan udara, kabinet kawalan, tangki penimbal oksigen, dan peralatan tambahan boleh diintegrasikan ke dalam pakej padat bergantung pada keperluan projek.

PSA Oxygen Adalah Sebahagian daripada Sistem Rawatan Lengkap

Oksigen PSA tidak boleh dianggap sebagai teknologi rawatan air sisa kendiri.

Ia tidak secara langsung mengeluarkan COD, ammonia, pepejal terampai atau bahan pencemar lain.

Sebaliknya, ia membekalkan oksigen kepada proses biologi dan pengoksidaan yang memerlukan oksigen.

Sistem rawatan biasa mungkin termasuk:

Saringan → Penyamaan → Prarawatan → Rawatan Biologi → Penjelasan Sekunder atau Pemisahan Membran → Rawatan Lanjutan → Pembasmian kuman

Oksigen PSA terutamanya menyokong bahagian yang memerlukan oksigen dalam proses ini.

Oleh itu, peranannya adalah serupa dengan utiliti kritikal yang lain: ia menyediakan keadaan proses yang diperlukan untuk sistem biologi berfungsi dengan baik.

Perbezaan ini penting semasa menilai teknologi rawatan air sisa.

Soalannya tidak sepatutnya:

"Bolehkah oksigen PSA merawat air sisa dengan sendirinya?"

Soalan yang betul ialah:

"Bolehkah penjanaan oksigen terkawal meningkatkan bekalan oksigen dan kestabilan operasi proses rawatan air sisa yang dipilih?"

Mengapa Oksigen PSA Menjadi Lebih Penting

Industri air sisa sedang menuju ke arah beberapa trend penting:

beban rawatan yang lebih tinggi;

keperluan penyingkiran nitrogen yang lebih ketat;

tapak kaki tumbuhan yang lebih kecil;

rawatan terdesentralisasi;

automasi yang lebih besar;

penggunaan semula air;

reka bentuk tumbuhan modular;

dan pengurusan tenaga yang lebih baik.

Semua trend ini meningkatkan kepentingan bekalan oksigen terkawal.

Sistem pengudaraan konvensional terutamanya melaraskan isipadu udara.

Sistem oksigen PSA menyediakan parameter kejuruteraan lain:kepekatan oksigen.

Tahap kawalan tambahan ini boleh menjadi berharga apabila proses biologi menghampiri had pemindahan oksigennya.

Untuk air sisa industri beban tinggi, reaktor biologi padat, sistem MBR, proses penyingkiran nitrogen, dan kemudahan rawatan jauh, pengayaan oksigen boleh menjadi bahagian penting dalam reka bentuk proses.

Pertimbangan Akhir: Adakah Oksigen PSA Sangat Diperlukan?

Oksigen PSA tidak wajib untuk setiap loji rawatan air sisa.

Sistem pengudaraan berasaskan udara konvensional mungkin kekal sebagai penyelesaian yang paling sesuai untuk banyak aplikasi perbandaran dan perindustrian.

Walau bagaimanapun, apabila permintaan oksigen menjadi tinggi, isipadu reaktor adalah terhad, kecekapan pemindahan oksigen menjadi halangan, atau logistik oksigen luaran sukar, penjanaan oksigen PSA menawarkan alternatif yang bernilai teknikal.

Kepentingannya datang daripada lima keupayaan teras:

Penjanaan oksigen di tapak
Oksigen dihasilkan terus di kemudahan rawatan daripada udara termampat.

Bekalan oksigen berterusan
Kitaran PSA membolehkan pengeluaran oksigen berterusan tanpa bergantung sepenuhnya pada penggantian silinder atau penghantaran oksigen cecair.

Kepekatan oksigen yang boleh dikawal
Pengayaan oksigen boleh meningkatkan daya penggerak untuk pemindahan oksigen gas-cecair.

Integrasi dengan sistem rawatan automatik
Aliran oksigen boleh diselaraskan dengan pemantauan oksigen terlarut dan pemuatan biologi.

Keserasian dengan proses rawatan beban tinggi moden
Oksigen PSA boleh menyokong enap cemar teraktif, MBR, nitrifikasi, rawatan enap cemar aerobik dan proses bergantung kepada oksigen yang lain.

Masa depan rawatan air sisa bukan sekadar menambah lebih banyak udara kepada reaktor biologi. Ia adalah kira-kiramengawal pemindahan oksigen mengikut permintaan biologi sebenar.

Penjanaan oksigen PSA menyediakan cara praktikal untuk mencapai kawalan itu. Apabila bersaiz dan disepadukan dengan betul dengan pemampat, sistem rawatan oksigen, saluran paip, peresap dan kawalan proses, oksigen PSA boleh mengubah bekalan oksigen daripada utiliti tetap kepada parameter proses yang boleh dikawal.

Itulah sebabnya oksigen PSA menjadi semakin relevan dengan rawatan air sisa moden-bukan kerana setiap loji rawatan memerlukan oksigen tulen, tetapi keranaketersediaan oksigen yang stabil dan terkawal adalah asas kepada rawatan biologi yang cekap.