NAPOWIETRZANIE POWIERZCHNIOWE
NAPOWIETRZANIE POWIERZCHNIOWA WSTĘP Niniejsza broszura stanowi przegląd działań Landustrie Sneek BV w dziedzinie aeracji powierzchniowej. Landustrie ma długą historię oraz szerokie doświadczenie w tejże dziedzinie. Przez przeszło pół wieku Landustrie opracowywało, produkowało, dostarczało, instalowało i konserwowało wiele rodzajów systemów napowietrzania. Od momentu skonstruowania pełnowymiarowego basenu testowego oraz pozyskania wiedzy procesowej w połowie lat 80 Landustrie stało się liderem na rynku aeracji powierzchniowej. Takie naukowe podejście zaowocowało udanym wprowadzeniem niskoobrotowego aeratora powierzchniowego czwartej generacji Landy-7, który z łatwością może konkurować z innymi dostępnymi na rynku systemami napowietrzania. Landy-7 sam w sobie jest dowodem wiodącej pozycji Landustrie na rynku. LANDY-7 Landy-7 charakteryzuje się następującymi cechami: wysoka i stała wydajność ekstremalnie niskie siły oddziaływania szeroki zakres zastosowań prosta i solidna konstrukcja niskie koszty konserwacji samooczyszczanie szeroki zakres natleniania sterowanie transferem tlenu niskie koszty zakupu trwałość Wydajność tlenowa [kgo 2 /kwh] WYSOKA I STAŁA WYDAJNOŚĆ Wydajności osiągane za pomocą niskoobrotowych aeratorów powierzchniowych zależą od wielu czynników. Warto o tym pamiętać, szczególnie podczas porównywania niskoobrotowego aeratora napowietrzającego z innymi systemami napowietrzania. Ważną zaletą aeratora powierzchniowego jest jego stała wydajność podczas całego okresu żywotności, który często wynosi nawet 30 lat. Ważnym czynnikiem jest geometria zbiornika, w którym zostanie zainstalowany aerator. Dla różnych zastosowań można wykorzystać, jako ogólną zasadę, następujące dane: rowy cyrkulacyjne: 2.2 2.5 kg O2/kWh zbiorniki prostokątne: 1.8 3.3 kg O2/kWh laguny: do 2.0 kg O2/kWh Aerator Landy-7 odróżnia od innych aeratorów jego stożkowy kształt. Taki stożkowy kształt nadaje mu funkcję pompy w zbiorniku poprzez pompowanie wody z dna zbiornika ku powierzchni. Woda docierająca do powierzchni ma duży deficyt tlenowy zatem transfer tlenu przebiega dość łatwo. Z pewnością ze znacznie większą wydajnością w porównaniu z płaskimi aeratorami płytowymi (wtórne napowietrzanie oraz wymieszanie objętości zbiornika). Drugim rozważanym elementem jest wpływ współczynnika alfa. W przypadku aeratora niskoobrotowego wynosi on zazwyczaj około 0,9. Jest to powszechnie akceptowana naukowo wartość. Szczególnie w przypadku systemów aeracji drobnopęcherzykowej często zakładane są zbyt wysokie współczynniki alfa osiągane wyłącznie w skali laboratoryjnej. Ponadto, bardzo często nie bierze się pod uwagę składu ścieków, który może mieć niekorzystny wpływ na funkcjonowanie zainstalowanego aeratora. Porównanie napowietrzania powierzchniowego / wgłębnego drobnopęcherzykowego Inwestycja w nowe elementy LANDY-7 Napowietrzanie drobnopęcherzykowe czas
Z uwagi na budowę niskoobrotowego aeratora powierzchniowego nie jest możliwe uniknięcie rozchlapywania ścieków. Siłą dobrze zaprojektowanego aeratora jest osiągnięcie właściwego transferu tlenu przy kontrolowanym układzie rozchlapywania. Jest to kolejna sfera, w której Landy-7 wyróżnia się spośród innych projektów. W przypadku istnienia dalszych ograniczeń związanych z rozchlapywaniem bądź wytwarzaniem hałasu, Landustrie może dostarczyć specjalnie zaprojektowane pokrywy aeracyjne (patrz zdjęcie Stora Enso, Szwecja). SKRAJNIE NISKIE SIŁY ODDZIAŁYWANIA Konstrukcja Landy-7 jest taka, że zarówno siły promieniowe jak i osiowe są niewielkie w porównaniu do tych występujących w tradycyjnych aeratorach powierzchniowych. Ma to wiele zalet. Mianowicie, siły oddziaływania na beton i łożyska na wale wychodzącym ze skrzyni biegów są znacznie mniejsze. W związku z tym w wielu przypadkach można dobierać skrzynię o jeden rozmiar mniejszą. Charakterystyki drgań również będą znacznie zredukowane, tak więc drgania krytyczne w skrzyni biegów nie będą występowały. SZEROKI ZAKRES ZASTOSOWAŃ Naturalnie aerator Landy-7 można zainstalować na stałe bądź na pływakach. Jeśli chodzi o geometrię zbiornika to możliwości są praktycznie nieograniczone: zbiorniki kwadratowe, prostokątne lub okrągłe; płytkie lub głębokie (w razie potrzeby stosuje się rury ssące), rowy cyrkulacyjne, systemy MBR oraz SBR, zbiorniki typu laguny, stawy, zbiorniki mieszające i buforujące. Aerator można zainstalować w dowolnym miejscu i zawsze będzie charakteryzował się wysoką wydajnością. Układ na pływakach to nowy projekt Landustrie. To bardziej zwarta konstrukcja, która nie tylko jest bardziej stabilna w warunkach działania, ale również łatwiejsza do zrównoważenia. Kolejną zaletą jest fakt, że układ pływakowy może być produkowany lokalnie co z kolei pozwala na obniżenie kosztów produkcji oraz transportu. Ze względu na znakomite właściwości pompujące Landy-7, aerator w głębszych zbiornikach może być z powodzeniem stosowany wraz z rurą ssącą. Zbiorniki lub rowy cyrkulacyjne o głębokości do 8m mogą w ten sposób zostać właściwie wyposażone przy zachowaniu wysokich efektywności. Zbiorniki prostokątne Układ na pływakach Rów cyrkulacyjny Rura ssąca
NAPOWIETRZANIE POWIERZCHNIOWA Siły zgodnie z FEA PROSTA I SOLIDNA KONSTRUKCJA Założeniem początkowym przy projektowaniu Landy-7 było nie tylko to, by dostępna moc zapewniła zwiększenie transferu tlenu, lecz również fakt, by aerator był prosty do wyprodukowania, a co za tym idzie tańszy. Dotyczy to zarówno opcji ze stali węglowej z powłoką epoksydową jak i opcji ze stali nierdzewnej w AISI 304 oraz AISI 316. Dzięki zastosowaniu Analizy Elementów Skończonych Landustrie gwarantuje solidną konstrukcję z zastosowaniem możliwie najmniejszych grubości materiałów. W ten sposób siły wywierane na łożyska skrzyni biegów są zredukowane do minimum. Również siły wytwarzane przez aerator Landy 7 są bardzo niskie ze względu na kształt wirnika. W przypadku aeratorów Landy-7 o większej średnicy można zredukować koszty transportu poprzez wykonanie dodatkowego kołnierza przejściowego. NISKIE KOSZTY KONSERWACJI Ze względu na fakt, że budowa całej jednostki aeratora powierzchniowego jest prosta i obejmuje jedynie wirnik, skrzynię biegów oraz silnik elektryczny, konserwacja ogranicza się jedynie do corocznego sprawdzania oleju oraz okresowych kontroli punktów smarowania. DOSKONAŁE WŁAŚCIWOŚCI MIESZAJĄCE W wielu zastosowaniach do jakich wykorzystywany jest niskoobrotowy aerator powierzchniowy, jego funkcja nie ogranicza się jedynie do wprowadzania tlenu do ścieków. Musi on również zapewniać częściowy przepływ oraz mieszanie. Stąd wynika charakterystyczny stożkowaty układ siedmiu łopatek. Jest to źródłem funkcji pompowania, które jest niezbędne, by stworzyć odpowiednie warunki do mieszania wewnątrz zbiornika. Pozwala to uzyskać doskonały przepływ w rowach cyrkulacyjnych. Ponadto, kiedy zainstaluje się rury ssące, na potrzeby większych głębokości od 5,5 do 8 m, owa funkcja pompowania jest bardzo ważna, gdy chodzi o zapewnienie prawidłowego przenoszenia tlenu. SZEROKI ZAKRES NATLENIANIA W zależności od specyficznych uwarunkowań technicznych, pojedyńczy aerator Landy-7 może dostarczyć do ścieków od 1 do 500 kg O2/h. W przypadku konkretnego aeratora Landy-7 zakres transferu tlenu jest bardzo duży. Wydajność aeratora powierzchniowego jest stała w szerokim zakresie zarówno prędkości jak i zanurzenia. OC(10) [kg 02/hr] Oxygen transfer LANDY-7 surface aerator diameter LANDY-7 [cm] SAMOOCZYSZCZANIE Projekt oraz kształt łopatek jest skonfigurowany w sposób, że uniemożliwia przyczepienie się szmat lub innych odpadów do wirnika. Dzieje się tak głównie dzięki utworzeniu przez siedem łopatek pozornego kształtu stożka. ŚREDNICA ZAKRES GŁĘBOKOŚCI ZANURZENIA STEROWANIE TRANSFEREM TLENU Dobór rozmiaru aeratora powierzchniowego początkowo oparty jest na ilości tlenu, która musi być dostarczona do ścieków. Wydajność tlenowa dobranego aeratora Landy-7 może być regulowana na dwa sposoby, poprzez regulację prędkości za pomocą silnika z przetwornikiem częstotliwości (VFD) lub poprzez zmianę stopnia zanurzenia aeratora zazwyczaj osiąganą przez zmianę wysokości krawędzi przelewu. Obecnie regulacja jest prawie zawsze powiązana z sondą tlenową.
PRZEMYSŁ Niskoobrotowe aeratory powierzchniowe Landy mają istotne zastosowanie w przemyśle celulozowopapierniczym. Niezależnie od tego, czy Landy-7 jest zainstalowany w klasycznym zbiorniku napowietrzanym czy też w połączeniu z beztlenowym bioreaktorem, w obydwu przypadkach Landy-7 spełnia swoje zadanie. OSZCZĘDNOŚCI BEZ INWESTYCJI Wolnoobrotowe aeratory powierzchniowe mogą być często bardziej efektywne i mogą oszczędzać znaczne ilości energii, jeśli praca aeratora jest oparta na rzeczywistym obciążeniu, a nie na parametrach projektowych oczyszczalni ścieków. Jest to bardzo ważne, gdyż nawet do 80% energii oczyszczalni ścieków jest zużywane na napowietrzanie. Stora Enso, Szwecja SERWIS POSPRZEDAŻNY Serwis posprzedażny Landustrie zapewnia klientom łączność z Landustrie nie tylko w zakresie dostawy części zamiennych ale również szkoleń i nadzorów. Warto nadmienić, że modernizacje instalacji bardzo często mają krótki okres zwrotu dzięki poważnym oszczędnościom na kosztach energii i konserwacji. aftersales@landustrie.nl +31 6 515 486 888 Serwis w Polsce ekomtk@ekomtk.pl +48 22 729 78 87 ANALIZA NAPOWIETRZANIA / MODYFIKACJA Landustrie opracowało narzędzie do sprawdzania działania aeratorów powierzchniowych w zależności od aktualnego obciążenia. Celem analizy napowietrzania jest optymalizacja co skutkuje poprawą efektywności i żywotności aeratorów. Oszczędności z tego tytułu mogą sięgać 30%. Jeżeli stwierdzone zostaną większe odchylenia konieczna może okazać się modyfikacja istniejącej instalacji. Również dla instalacji (projektów) tego typu Landustrie jest idealnym partnerem, który może zaproponować klientowi najkorzystniejsze ekonomicznie rozwiązanie w oparciu o istniejące parametry. Dostosuj się do rzeczywistości Aeratory powierzchniowe mogą być dużo efektywniejsze i sprawniejsze. Na etapie projektowania oczyszczalni ścieków obliczenia oparte są na maksymalnym obciążeniu oczyszczalni z uwzględnieniem jej rozbudowy.( Ilość aeratorów i ich rozmiar jest oparty na tych parametrach). Ale co się dzieje, kiedy obciążenie oczyszczalni jest dużo niższe, niż zakładane, a okoliczności są zupełnie inne od tych pierwotnie zakładanych? Dzięki dostosowaniu instalacji do aktualnego obciążenia można poprawić efektywność i proces, a tym samym oszczędzić znaczne ilości energii. NISKIE CAŁKOWITE KOSZTY ZAKUPU/TRWAŁOŚĆ Dzięki dostarczaniu urządzeń, których żywotność ma 25 lat lub więcej, charakteryzujących się najwyższą możliwą sprawnością Landustrie oferuje bardzo trwale rozwiązanie. Stosunkowo niskie koszty inwestycyjne, stała wysoka efektywność z niskimi kosztami konserwacji prowadzi do najniższych całkowitych kosztów zakupu.
REFERENCJE Od ponad pół wieku Landustrie bierze udział w wielu projektach napowietrzania oraz uzyskało wiele prestiżowych referencji. W niniejszej broszurze ograniczamy się do kilku ostatnich przykładów spośród ponad 7500 jednostek dostarczonych na całym świecie. Rawa Mazowiecka, Polska Białystok, Polska BASF, Niemcy Hamburg, Niemcy Wiedeń, Austria Amersfoort, Holandia
STANOWISKO BADAWCZE LANDUSTRIE Od połowy lat 80-tych Landustrie posiada pełnowymiarowy basen testowy do przeprowadzania kompletnych badań aeratorów. Zbiornik ten jest unikalny w skali europejskiej, a nawet światowej, pod względem zarówno wymiarów, jak i możliwości przeprowadzania badań. Jego wymiary wynoszą 20x20x6 m, co daje objętość efektywną 2200 m3, przy głębokości wody wynoszącej 5,5 m. W zbiorniku zainstalowany jest regulowany pomost, aby można było symulować mniejsze głębokości napełnienia. Istnieje również możliwość zmniejszenia objętości zbiornika poprzez umieszczenie dodatkowych ścian w zbiorniku. Standardową jednostką napędową instalacji testowej jest jednostka napędowa 90 kw przystosowana do współpracy z przetwornikami częstotliwości (VFD). Płyta podbudowy jest zamontowana elastycznie oraz jest wyposażona w cztery sondy pomiarowe wykorzystujące tensometry do pomiaru sił osiowych i promieniowych. Wzrost zawartości tlenu jest mierzony za pomocą 4 sond tlenowych. Zmierzona wartość sił osiowych i promieniowych, moment obrotowy i zawartość tlenu są monitorowane przez rejestratory. Krótko mówiąc, monitorowanie jest w pełni automatyczne. Oprócz tlenu można również mierzyć drgania, poziom hałasu oraz przepływy wody. Pomiary tlenu przeprowadza się w wodzie pitnej i koryguje do warunków standardowych (T = 20 0 C, Po = 1013 hpa) zgodnie z normami EN 12255-15 W zbiorniku tym testowane są w różnych warunkach prawie wszystkie aeratory Landy 7. Dzięki temu Landustrie może przewidzieć wydajność, jakiej można oczekiwać w zadanych warunkach. Oprócz testów na użytek własny Landustrie, możliwe jest przeprowadzenie pomiarów dla osób trzecich w obecności klienta. Basen testowy Landustrie
ROTORY NAPOWIETRZAJĄCE LANDY-700 Rów cyrkulacyjny WIRNIKI AERACYJNE LANDY Od ponad 50 lat Landustrie projektuje, produkuje, dostarcza oraz instaluje kilka typów rotorów napowietrzających. Początkowo rotory były instalowane w klasycznych rowach cyrkulacyjnych. Później jednak były stosowane także w kilku innych konfiguracjach. Każdy rotor napowietrzający Landy składa się z następujących komponentów: Wirnik z łopatkami Łożyska Jednostka napędowa Płyty antyrozbryzgowe Przegrody Opcjonalnie rotory napowietrzające Landy mogą być wyposażone w podgrzewane łożyska, które zapobiegają zamarzaniu w warunkach zimowych oraz osłony antyrozbryzgowe, zapobiegające powstawaniu aerozoli. RÓŻNE TYPY Landustrie opracowało dwa standardowe typy rotorów Landy-700 i Landy-1000, które charakteryzują się następującymi cechami: Wysoka wydajność Solidna i niezawodna konstrukcja Szeroki zakres wydajności natleniania Niskie koszty utrzymania Długi okres użytkowania Niskie koszty eksploatacyjne W zależności od określonych wymogów możliwe jest również dostarczenie innych rozmiarów rotorów napowietrzających. Landy-700 to ulepszona wersja znanego rotora klatkowego. Jego konstrukcja jest podobna do konstrukcji Landy-1000, jednak średnica aeratora szczotkowego jest zmniejszona do 700 mm. Standardowo rotor napowietrzający Landy jest dostarczany w komplecie składającym się z: wirnika podwieszanego pod pomostem, łożysk, zespołu napędowego, płyt antyrozbryzgowych oraz pomostu. Taka kompaktowa jednostka nie tylko pozwala na zaprojektowanie prostej konstrukcji budowlanej, ale zapewnia również prosty montaż urządzeń. W przypadkach, gdy dostawa nie obejmuje pomostu, łożyska umieszcza się bezpośrednio na konstrukcji budowlanej. Rotory Landy-700 mają średnicę 700 mm i są dostępne w wykonaniu o długości do 9 m. Zdolność natleniania rotora w warunkach standardowych przy długości wirnika wynoszącej 9m i wydajności 1,8 kg O 2 /kwh wynosi 54 kg O 2 /h. Landy 700 z pomostem REGULACJA NATLENIANIA Zdolność natleniania może być regulowana na dwa sposoby: Zmiana prędkości obrotowej powodowana przez napęd z przetwornikami częstotliwości (VFD) lub elektryczny silnik zmiennobiegunowy Zmiana głębokości zanurzenia rotora regulowana przez zastawki przelewowe.
LANDY-1000 Rotor napowietrzający Landy-1000 to rezultat najnowszych badań oraz intensywnych testów. Składa się on z wału w postaci wydrążonej bezszwowej stalowej rury. Na wale mocowane są łopatki ustawione w kształcie 12-ramiennej gwiazdy. Poszczególne łopatki sa łączone ze sobą śrubowo (nie są spawane). Szerokość łopatek wynosi 75mm. Łopatki umieszczane są na wale nieco przestawnie względem siebie. Dzięki temu podczas obracania się wału nie wszystkie łopatki uderzają o wodę jednocześnie, co pozwala zmniejszyć obciążenie łożysk. Na obu końcach rury zamontowane są płyty antyrozbryzgowe, by zmniejszyć rozpryskiwanie wody na łożyska. Landy-1000 może być również dostarczony w wersji z prefabrykowaną konstrukcją pomostową. Landy-1000 ma średnicę wynoszącą 1000 mm i jest dostępny w wersji o długości do 9m. Zdolność natleniania w warunkach standardowych wynosi 85 kg O 2 /h, przy długości wirnika wynoszącej 9m i wydajności 2,0 kg O 2 /kwh. Landy-1000 ZASTOSOWANIA Rotory napowietrzające Landy mogą być instalowane zarówno w komunalnych jak i przemysłowych oczyszczalniach ścieków. Landustrie dostarcza również rotory napowietrzające Landy do wykorzystania w instalacjach uzdatniania wody pitnej. rotor napowietrzający LANDY Landy 1000, ok. 72 obr/min Landy 700, ok. 90 obr/min 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 głębokość zanurzenia Landy-1000 bez pomostu Landy-700 z pomostem
W Y P O Ż Y C Z A N I E A E R A T O R Ó W WYPOŻYCZANIE AERATORÓW POWIERZCHNIOWYCH Aby sprostać wzrastającemu popytowi na tymczasowe instalacje napowietrzające, Landustrie oferuje możliwość wypożyczenia niskoobrotowego aeratora powierzchniowego Landy-7 na pływakach. Na życzenie Klienta jednostka może być także wypożyczana bez konstrukcji pływakowej. Takie wypożyczane aeratory mogą być używane podczas przebudowy lub modernizacji istniejącej oczyszczalni ścieków. Oczywiście jednostki te można stosować także na potrzeby dodatkowego napowietrzania w zbiornikach lub stawach, a także do testów, gdy chcemy porównać różne systemy napowietrzające. CENA Na cenę wypożyczenia składa się cena za tygodniowe wypożyczenie oraz dodatkowe koszty transportu, montażu, demontażu oraz innych opcji. Nowa konstrukcja Landy na pływakach WYPOŻYCZANIE Niskoobrotowy aerator powierzchniowy Landy-7 o wysokiej wydajności Szybka dostawa Montaż i demontaż zarówno istniejących jak i wypożyczanych jednostek Opcjonalna dostawa napędu z przetwornikami częstotliwości (VFD) Minimalny okres wypożyczenia to jeden tydzień DANE TECHNICZNE WYPOŻYCZANYCH AERATORÓW* Tradycja i nowoczesność Moc silnika 37 kw 55 kw Zdolność natleniania 80 kg O 2 /h 110 kg O 2 /h Średnica (Landy-7) 1800mm 2000 mm Prędkość obwodowa max. 5m/s max. 5m/s *Na życzenie udostępnione mogą zostać inne jednostki Dystrybucja w Polsce: Watertechnology Ul. Kępińska 62 05-840 Brwinów Skr. Poczt. 26 Tel. +48 22 729 78 87 Fax +48 22 729 78 94 e-mail ekomtk@ekomtk.pl website www.ekomtk.pl 05-2011-500 POOLS.