Door: Kate
Email:kate@aquasust.com
Datum: 27 november 2024
De beluchtingstank is een van de kerncomponenten van de afvalwaterbehandeling en het ontwerp en de hoeveelheidsberekening zijn rechtstreeks van invloed op de behandelingsefficiëntie en operationele kosten. Dit artikel schetst de belangrijkste ontwerpprincipes en berekeningsstappen voor beluchtingstanks, inclusief een specifiek voorbeeld ter illustratie.
1. Belangrijke overwegingen bij het ontwerp van beluchtingstanks
1. Doelparameters
Bepaal de vereiste waterkwaliteit op basis van influent- en effluentparameters (bijv. BZV, CZV, TSS, ammoniakstikstof). Bijvoorbeeld:
- Influent BZV: 270 mg/L
- Effluent BZV: minder dan of gelijk aan 20 mg/l
- Influentdebiet: 10,000 m³/d
2. Selectie van het beluchtingstype
Veel voorkomende beluchtingsmethoden zijn onder meer oppervlaktebeluchting, mechanische beluchting en zuivere zuurstofbeluchting. Beluchting op basis van een ventilator met fijne bellendiffusors of buisdiffusers wordt veel gebruikt.
3. Berekening van het zuurstofverbruik
- Bepaal de hoeveelheid verontreinigende stoffen (BZV, ammoniakstikstof) die moet worden verwijderd.
- Gebruik de typische formule voor zuurstofverbruik:
Zuurstofverbruik=BZV-belasting die moet worden verwijderd (kg/dag) / zuurstofgebruikspercentage
4. Gemengde vloeistof met zwevende stoffen (MLSS)
Selecteer een geschikte MLSS-concentratie op basis van de procesvereisten, doorgaans 2,000–5,000 mg/l om microbiële activiteit te garanderen.
5. Hydraulische retentietijd (HRT) en tankvolume
- HST is doorgaans bedoeld voor een duur van 4 tot 8 uur.
- De effectieve tankdiepte bedraagt doorgaans 4–6 meter.
- Bereken tankvolume:
V=Q × HST / 24
waarbij Q het debiet is (m³/u).
2. Stappen voor het berekenen van de hoeveelheid beluchtingstank
Voorbeeld: Behandeling van een stroom van 10,000 m³/dag met influent BZV van 270 mg/L en effluent BZV van 20 mg/L.
1. Bepaal de BOD die moet worden verwijderd
BZV_verwijderd=(270 - 20) × 10,000=2,500,000 mg/dag=2,500 kg/dag
2. Bereken het zuurstofverbruik
Uitgaande van een zuurstofgebruik van 20% en 1,5 kg O₂ nodig per kg verwijderde BZV:
Zuurstofbehoefte {{0}} (2.500 × 1,5) / 0,2=18,750 kg/dag
3. Configureer beluchtingsapparatuur
- Kies diffusors: bijvoorbeeld fijne bellendiffusors met een luchtstroombereik van 1,5–8 m³/u en een zuurstofoverdrachtsrendement van 30%.
- Bereken de benodigde luchtstroom:
Luchtstroom {{0}},750 / (0,2 × 0,3)=312,500 m³/dag
Converteren naar luchtstroom per uur:
312,500 ÷ 24 = 13,020 m³/h
4. Bereken het tankvolume
Uitgaande van een HST=6 uur:
V = (10,000 × 6) ÷ 24 = 2,500 m³
5. Bepaal het aantal diffusers
Ervan uitgaande dat elk rooster een luchtstroomcapaciteit heeft van 5 m³/u:
Aantal diffusers=13.020 ÷ 5=2.604
3. Praktische aanbevelingen voor technische projecten
- Selectie van tankvorm
Rechthoekige of ronde tanks zijn gebruikelijk voor typische beluchtingssystemen, terwijl diepe tanks ideaal zijn voor grote behandelingscapaciteiten in scenario's met beperkte ruimte.
- Redundantie van apparatuur
Installeer 1,1–1,2 keer de berekende apparatuur om belastingschommelingen of apparatuuronderhoud op te vangen.
- Online-monitoring
Zorg voor een monitoringsysteem voor opgeloste zuurstof (DO) om de zuurstoftoevoer in evenwicht te brengen en overbeluchting of zuurstofgebrek te voorkomen.
Conclusie
Het ontwerpen van een beluchtingstank vereist een uitgebreid inzicht in de belasting van verontreinigende stoffen, de mogelijkheden voor zuurstoftoevoer, de hydraulische omstandigheden en de operationele kosten. Gedetailleerde berekeningen en de juiste apparatuurconfiguratie zorgen voor een effectieve behandeling en geoptimaliseerde kosten. Bij praktische toepassingen moeten aanpassingen en optimalisaties worden doorgevoerd op basis van specifieke behoeften en omstandigheden ter plaatse.