כיצד טכנולוגיות חמצן VPSA ו-PSA שונות ביישומי טיפול בשפכים

בטיפול בשפכים,PSAוVPSAשתיהן מערכות חמצן משתמשות בספיחת מסננת מולקולרית כדי להפריד בין חמצן לאוויר, אך מחזורי הלחץ שלהן, ציוד אספקת האוויר, שיטות ההתחדשות והשילוב במורד הזרם שונים.

PSAמשתמש באוויר דחוס לספיחה בלחץ ובדרך כלל מסתמך על הורדת לחץ לצורך התחדשות.VPSAמשתמש במפוח כדי לספק אוויר בלחץ נמוך יותר ומשתמש במשאבת ואקום כדי לסייע בספיחה. הבדלים אלו משפיעים על לחץ יציאת החמצן, צריכת החשמל, תצורת הציוד, דרישות ההתקנה ותאימות למערכות אוורור.

עבור מתקני טיהור שפכים, הבחירה צריכה להתבסס על דרישת חמצן, עומק אגן אוורור, לחץ מפזר, שעות פעילות, שטח התקנה, שירותים זמינים ולחץ אספקת החמצן הנדרש.

תוֹכֶן

1. טכנולוגיית חמצן PSA בטיפול בשפכים
2. טכנולוגיית חמצן VPSA בטיפול בשפכים
3. PSA לעומת VPSA: הבדלים הנדסיים עיקריים
4. דרישת חמצן היא גורם בחירה מרכזי
5. לחץ החמצן משפיע על עיצוב מערכת האוורור
6. איכות אוויר דחוס והגנה מולקולרית
7. לצריכת חשמל יש מקורות שונים
8. שילוב עם ציוד איוורור שפכים
9. הבדלי תחזוקה
10. מה צריכים קונים לטיפול בשפכים להשוות?
11. NEWTEK ייצור חמצן לטיפול בשפכים

טכנולוגיית חמצן PSA בטיפול בשפכים

A PSAמחולל חמצן משלב בדרך כלל מדחס אוויר, ציוד לטיהור אוויר, כלי ספיחה, שסתומי מיתוג, ציוד מאגר חמצן, חיישנים ומערכת בקרה אוטומטית.

ניתן לחלק את התהליך למספר שלבים:

• אוויר אטמוספרי דחוס.
• מסננים וציוד ייבוש מסירים מזהמים ולחות.
• אוויר דחוס מטופל נכנס למצע המסננת המולקולרית.
• חנקן נספג בצורה מועדפת.
• גז מועשר בחמצן יוצא מכלי הספיחה.

המיטה הרוויה מופחתת לצורך התחדשות.

מערכת הבקרה מעבירה את נתיב הגז בין כלי ספיחה.

כלי הספיחה פועלים באופן מחזורי, כך שכלי אחד יכול לייצר חמצן בעוד כלי אחר מתחדש. סידור זה מספק זרם חמצן רציף לציוד במורד הזרם.

בטיפול בשפכים,PSAניתן לחבר חמצן לצינורות חמצן, מפזרים, מערכות חמצון או ציוד אחר להעברת גז. יש להשוות את לחץ היציאה הנדרש עם עומק שקיעת המפזר, אובדן לחץ בצנרת, שסתומים והתנגדות אחרת במורד הזרם.

מידע חמצן PSA שפורסם של NEWTEK מפרט את ייצור החמצן ממנו1 עד 300 Nm³/h, טוהר החמצן של93% ±3%, ולחץ חמצן של0.01–0.5 MPa, בהתאם לתצורת המערכת.

טכנולוגיית חמצן VPSA בטיפול בשפכים

VPSAמשתמש באותו עקרון ספיחה בסיסי אך משנה את מחזור הלחץ ואת סידור אספקת האוויר.

טיפוסיVPSAהמערכת מכילה:

• מפוח אוויר
• ציוד לסינון אוויר
• כלי ספיחה
• משאבת ואקום
• החלפת שסתומים
• ציוד למאגר חמצן
• חיישני לחץ ואקום
• מערכת בקרה אוטומטית

תהליך ההפעלה בדרך כלל עוקב אחר הרצף הזה:

המפוח מספק אוויר אטמוספרי לכלי הספיחה.

החנקן נספג על ידי המסננת המולקולרית.

גז מועשר בחמצן יוצא ממיטת הספיחה.

כלי הספיחה מוריד לחץ.

משאבת ואקום מפחיתה עוד יותר את לחץ המיטה.

חנקן נספג מוסר מהמסננת המולקולרית.

המיטה מוחזרת לשלב הספיחה.

ההבדל העיקרי מ-PSA הוא אפוא לא המסננת המולקולרית עצמה, אלא האופן שבו לחץ נוצר ומוסר במהלך מחזור הספיחה-התחדשות.

כִּיVPSAפועלת בדרך כלל עם לחץ אספקת חמצן נמוך יותר, מערכת חלוקת החמצן במורד הזרם צריכה להיות מתוכננת בהתאם.

PSA לעומת VPSA: הבדלים הנדסיים עיקריים

ההשוואה לא צריכה להתבסס רק על טוהר החמצן או קיבולת הגנרטור. יחסי הלחץ בין הגנרטור לציוד האוורור חשובים לא פחות.

דרישת חמצן היא גורם בחירה מרכזי

מכוני טיהור שפכים מחשבים בדרך כלל את דרישת החמצן מהעמסה ביולוגית, דרישות חמצון אמוניה, יעדי חמצן מומס, טמפרטורת מים, מאפייני שפכים ומצב ההפעלה של הכור הביולוגי.

לדוגמה, תהליך בוצה פעילה עשוי לדרוש העברת חמצן רציפה לאגן אוורור. לכן יש להתאים את גודל מערכת ייצור החמצן לפי זרימת מסת החמצן הנדרשת במקום פשוט לבחור גנרטור על סמך זרימת הגז הנומינלית שלו.

מתקן טיהור גדול יותר עשוי לדרוש מספר מודולים לייצור חמצן הפועלים במקביל. זה מאפשר למערכת להתאים את ייצור החמצן עם שינויים בעומס הביולוגי, בנפח מי שפכים עונתיים או שינויים בביקוש לאוורור.

עבור התקנות קטנות או בינוניות,PSAעשוי לספק תצורה פשוטה יותר כאשר נדרש גם לחץ חמצן. עבור יישומי זרימה גדולה שבהם ניתן לחבר חמצן בלחץ נמוך ישירות למערכת אוורור, VPSA הופך לחלופה חשובה להערכה הנדסית.

לחץ החמצן משפיע על עיצוב מערכת האוורור

החמצן חייב להתגבר על הלחץ שנוצר על ידי מערכת הטיפול בשפכים לפני שהוא יכול לעבור דרך המפזר ולהיכנס למים.

עבור מפזר שקוע, לחץ הגז הנדרש מושפע מ:

• עומק מים
• לחץ פעולת מפזר
• אורך צינור
• קוטר צינור
• שסתומים ואביזרים
• קצב זרימת גז

איבוד לחץ דרך המפזר

אגן אוורור עמוק יותר דורש בדרך כלל לחץ גז גבוה יותר בכניסת המפזר.

זהו הבדל חשוב כאשר משווים PSA ו- VPSA. PSA יכול לספק חמצן בלחץ המתאים להפצה בלחץ, בעוד VPSA פועל בדרך כלל עם לחץ יציאת חמצן נמוך יותר.

לדוגמה, אם מחולל החמצן ממוקם רחוק מאגן אוורור עמוק, יש לחשב אובדן לחץ בצנרת ולחץ המפזר לפני בחירת מערכת חמצן בלחץ נמוך.

איכות אוויר דחוס והגנה מולקולרית

שתי המערכות תלויות בספיחת מסננת מולקולרית, כך שטיפול באוויר הזנה משפיע ישירות על מיטות הספיחה.

שמן, מים נוזליים, זיהום חלקיקים ולחות מוגזמת עלולים לפגוע או לזהם חומר מסננת מולקולרית ולהגביר את ירידת הלחץ דרך מיטת הספיחה. לפיכך, סעיף הטיפול באוויר כולל בדרך כלל ציוד סינון, הפרדת לחות וייבוש המתאים לתצורת הגנרטור.

מערכות PSA בדרך כלל שמות דגש רב יותר על איכות האוויר הדחוס מכיוון שאוויר אטמוספרי עובר תחילה דרך המדחס לפני כניסת כלי הספיחה. יש לעקוב אחר טמפרטורת פריקת המדחס, העברת שמן, תכולת הלחות, מצב המסנן וביצועי המייבש.

מערכות VPSA משתמשות באספקת אוויר מבוססת מפוח, אך זה לא מבטל את הצורך בטיפול באוויר הזנה. סינון אבק ובקרת לחות נשארים חשובים מכיוון שמזהמים יכולים להיכנס למיטות המסננות המולקולריות ולהשפיע על יכולת הספיחה.

עבור שתי הטכנולוגיות, החלפת מסננת מולקולרית צריכה להיחשב כפריט תחזוקה ולא כרכיב ללא אורך חיים.

לצריכת חשמל יש מקורות שונים

העומס החשמלי של PSA וVPSAמגיע בעיקר מחלקי ציוד שונים.

PSA

העומס החשמלי העיקרי מגיע בדרך כלל ממדחס האוויר. דרישת החשמל שלו תלויה ב:

• לחץ אוויר דחוס נדרש
• זרימת אוויר
• יעילות מדחס
• שעות פעילות
• מייבש וציוד עזר

VPSA

VPSA מחלק בדרך כלל את העומס החשמלי העיקרי שלו בין מפוח האוויר ומשאבת הוואקום. הדרישות שלהם תלויות ב:

• זרימת אוויר
• לחץ ספיחה
• רמת ואקום
• קיבולת משאבת ואקום
• זמן מחזור
• הפסדי לחץ בצנרת וציוד

עבור רכש, ההשוואה השימושית היאצריכת חשמל ספציפית ליחידת חמצן המיוצרת, במקום להשוות את כוח המדחס והמפוח בלבד.

ההשוואה צריכה גם להשתמש באותם זרימת חמצן, טוהר, שעות פעילות ותנאי לחץ יציאה.

שילוב עם ציוד איוורור שפכים

מחולל החמצן הוא רק חלק אחד ממערכת העברת החמצן.

התקנה מלאה עשויה לכלול:

• מחולל חמצן
• מיכל חיץ חמצן
• צינור הפצה
• שסתומי בקרת זרימה
• חיישני לחץ
• חיישני ריכוז חמצן
• חיישני חמצן מומס
• ציוד עם בועות עדינות או אחר להעברת חמצן
• ממשק PLC/SCADA

עבור PSA, מאגר החמצן יכול להפחית את ההשפעה של רכיבה על אופניים של הגנרטור על אספקת החמצן במורד הזרם. חיישני לחץ יכולים לנטר את קו החלוקה, בעוד שחיישני חמצן יכולים לנטר את ריכוז גז המוצר.

VPSA יכול להיות משולב גם עם אחסון חמצן ובקרה אוטומטית, אך צינור החמצן וציוד בקרת הלחץ במורד הזרם חייבים להיות מתוכננים סביב לחץ האספקה ​​הנמוך שלו.

כאשר חיישני חמצן מומס מחוברים למערכת בקרת המפעל, ניתן להתאים את ייצור החמצן בהתאם לתנאי הכור בפועל במקום לפעול ברציפות בתפוקה קבועה.

הבדלי תחזוקה

תחזוקת PSA קשורה מאוד לצד האוויר הדחוס. נקודות בדיקה אופייניות כוללות מצב שמן מדחס, מסנני אוויר, מייבשים, שסתומים, חיישני לחץ, חיישני חמצן וביצועי מסננות מולקולריות.

תחזוקת VPSA מעבירה חלק ממיקוד הציוד לכיוון המפוח ומערכת הוואקום. מצב משאבת ואקום, אטמים, מסננים, שסתומים, לחץ ואקום והתנהגות לחץ מצע ספיחה מצריכים בדיקה קבועה.

עבור שתי המערכות, ירידת לחץ חריגה, זמן מחזור ארוך יותר, טהרת חמצן מופחתת, זרימת חמצן לא יציבה וצריכת חשמל מוגברת יכולים להצביע על בעיות במערכת הטיפול באוויר, בשסתומי החלפה, במסננת מולקולרית, בחיישנים או ברצף בקרה.

לכן תוכנית תחזוקה צריכה לנטר את נתוני ההפעלה במקום להסתמך רק על החלפת רכיבים מתוכננת.

מה צריכים קונים לטיפול בשפכים להשוות?

השוואה טכנית צריכה לכלול יותר מקיבולת גנרטור.

השוואת הרכישה השימושית ביותר מבוססת אפוא על מערכת ייצור חמצן והעברת חמצן המלאה.

NEWTEK ייצור חמצן לטיפול בשפכים

NEWTEKמתמקדת במערכות לייצור חמצן וחנקן PSA באתר. תצורת החמצן שלו PSA משלבת טיהור אוויר, ספיחה של מסננת מולקולרית זאוליט, כלי ספיחה, חיישני לחץ וחמצן, בקרה אוטומטית, צנרת גז ורכיבי אחסון/בקרת חמצן.

עבור יישומים לטיפול בשפכים, פרמטרי הציוד הרלוונטיים כוללים זרימת חמצן, טוהר, לחץ יציאה, נקודת טל, צריכת אוויר, גודל צינור ותצורת בקרה. נתוני החמצן של NEWTEK שפורסמו על ידי NEWTEK מכסים יכולות ייצור מ-1 עד 300 Nm³/h, עם טוהר חמצן של 93% ±3%, לחץ חמצן של 0.01-0.5 MPa וטווח נקודת טל חמצן אטמוספרי של -40 מעלות עד -75 מעלות.

יש לקבוע את תצורת המערכת הנכונה על פי דרישת החמצן בפועל ותנאי האוורור של מפעל השפכים, ולאחר מכן להתאים לקיבולת הגנרטור, לחץ החמצן, מערכת הבקרה וסביבת ההתקנה.