Hyperboloidalny mieszacz/aerator HCMA
Mechaniczne napowietrzanie i mieszanie w komorach osadu czynnego. Korpus z TWS, napęd na sucho, montaż przy napełnionym zbiorniku, brak zatykania.
Wprowadzenie
Firma INVENT z siedzibą w Erlangen (Niemcy) opracowuje, wytwarza i globalnie wdraża innowacyjne urządzenia oraz instalacje w zakresie obróbki wody i oczyszczania ścieków. Etap biologiczny jest sercem każdej oczyszczalni - tu związki węgla i azotu podlegają biologicznemu rozkładowi. Podstawą tego procesu jest skuteczne mieszanie i efektywne podawanie tlenu, dzięki czemu aktywne bakterie mogą efektywnie pracować.
System mieszania i napowietrzania HCMA został opracowany i zoptymalizowany specjalnie dla wymagających zastosowań w przemysłowych i miejskich oczyszczalniach ścieków. Sprawia, że na etapie biologicznym podawanie tlenu jest efektywne, a mieszanie - optymalne.
Reprezentujemy INVENT na rynku polskim wyłącznie - mieszadło HCMA stanowi jedno z naszych flagowych rozwiązań w obszarze mechanicznego napowietrzania reaktorów biologicznych.
Zasada działania
HCMA to zoptymalizowany system mechanicznego napowietrzania z hiperboloidalnym korpusem mieszacza, zamontowanym przy dnie zbiornika i napędem na górze, w suchej strefie. Składa się z czterech precyzyjnie połączonych podzespołów: napędu, wału, hiperboloidalnego korpusu mieszadła oraz dyfuzora powietrza.
Hiperboloidalny mieszacz/aerator obraca się, a jego 8 wbudowanych płetw wirnika wywołuje przy dnie przepływ strumienia kierowany promieniowo na zewnątrz. Strumień ten przy ścianach płynie w górę, przenosząc cząstki aż pod lustro wody i tworząc ogólną cyrkulację, która zapewnia w zbiorniku intensywne mieszanie osadu czynnego.
W trybie napowietrzania powietrze (lub gaz) jest wprowadzane oddzielną rurą pod hiperboloidalny korpus mieszadła. Spód korpusu jest wyposażony w kanały dyspersyjne i specjalne płetwy tnące - ponieważ korpus wiruje, powietrze jest intensywnie mieszane ze ściekami, a płetwy tnące wytwarzają drobne pęcherzyki o optymalnej wielkości. Główny strumień transportuje je promieniowo na zewnątrz i rozprowadza po całym zbiorniku.
Konstrukcja wykorzystuje opatentowaną technologię INVENT Double Fin Technology® - płetwy są uformowane zarówno u góry korpusu (transport cieczy, mieszanie), jak i u dołu (wytwarzanie pęcherzyków).
Konstrukcja i materiały
Napęd jest zmontowany na sucho - na pomoście lub wsporniku montażowym, łatwo dostępny. Stosowane są wyłącznie energooszczędne silniki przekładniowe ze wzmocnionym łożyskowaniem renomowanych producentów. Obliczony średni czas eksploatacji łożyskowania wynosi ponad 100 000 h. Silnik spoczywa na podstawie z gumowymi buforami, które pochłaniają szarpnięcia rozruchowe i izolują akustycznie cały zespół od pomostu.
Wał jest wykonany ze specjalnej rury ze stali nierdzewnej AISI316 lub AISI304 (zależnie od składu ścieków). Do bardzo zasolonych i agresywnych ścieków dostępna jest wersja z dodatkową powłoką. Wał łączy napęd z korpusem mieszadła i przenosi moment obrotowy.
Korpus hiperboloidalnego mieszadła wytwarzany jest z wysokiej jakości tworzyw wzmocnionych włóknem (TWS). Daje to konstrukcję lekką, bardzo wytrzymałą i całkowicie odporną na korozję. Tuleja prowadząca pod korpusem stabilizuje mieszadło i zapobiega bocznym ruchom - jest smarowana przez ścieki, lekko obciążona i prawie nie podlega zużyciu. Dla nadzwyczaj ciernych mediów istnieje wersja ze spłukiwaniem wodą łożyskowania.
Dyfuzor powietrza wykonany jest z HDPE lub stali nierdzewnej. Rura wprowadzona pod korpus mieszadła ma system perforacji zaprojektowany tak, aby zapobiegać zatykaniu i wstępnie rozprowadzać powietrze pod korpusem.
Mechaniczne napowietrzanie zoptymalizowane
- Pęcherzyki o optymalnej wielkości i długim czasie kontaktu - powietrze wprowadzane przy dnie z promieniowym rozprowadzaniem.
- Wysokie poziomy transportu tlenu i zdolności natleniania - zbliżone do wartości w czystej wodzie.
- Jednorodny rozkład stężenia tlenu w całym zbiorniku - kłaczki osadu zaopatrywane w tlen aż do rdzeni.
- Doskonała sedymentacja kłaczków w osadnikach wtórnych - ogromnie poprawiona jakość osadu.
- Pewne zapobieganie sedymentacji w zbiorniku - kłaczki rozprowadzane po całym reaktorze.
- Brak rozprzestrzeniania się aerozoli i higienicznych problemów - bez konieczności stosowania osłon.
- Niewielka emisja hałasu - osłony akustyczne zwykle zbędne.
- Brak zatykania, zużycia membran i strat ciśnienia - skuteczność napowietrzania nie spada nawet po wielu latach.
- Niskie koszty energii, montażu i eksploatacji - jeden agregat zastępuje dmuchawy + dyfuzory.
- Łatwy i szybki montaż nawet przy napełnionym zbiorniku - bez przerywania pracy oczyszczalni.
Obszary zastosowań
HCMA może być stosowany przy wszelkich zadaniach z zakresu napowietrzania - szczególnie dla różnych wariantów procesów z osadem czynnym:
- Redukcja BZT₅/ChZT i nitryfikacja w konwencjonalnych instalacjach z osadem czynnym.
- Membranowe bioreaktory (MBR).
- Instalacje z sekwencyjnymi reaktorami biologicznymi (SBR).
- Strefy zmienne z fakultatywną denitryfikacją / nitryfikacją.
- Instalacje z czystym tlenem.
- Zbiorniki karuzelowe, rowy lub stawy napowietrzane.
Rozwiązanie koszowe HYPERCAGE
HYPERCAGE to specjalnie zaprojektowane rozwiązanie koszowe dla układu HCMA. Kompletne urządzenie można zamontować i uruchomić w napełnionych zbiornikach bez usuwania wody - bez przerywania pracy oczyszczalni. Dotyczy to również demontażu lub zmiany lokalizacji urządzenia. Rozwiązanie zapewnia maksymalną elastyczność i bezpieczeństwo eksploatacyjne.
Kosz składa się z ciężkiej podstawy stalowej pokrytej żywicą epoksydową i stalowego kosza z czterema głównymi rurami doprowadzającymi powietrze. Podstawa swoim kształtem dodatkowo wspomaga przepływ pod korpusem mieszadła. Kombinacja HCMA/HYPERCAGE może być w pełni wstępnie zmontowana przed dostawą - co skraca czas montażu i uruchomienia do minimum.
Montaż i eksploatacja
Urządzenie jest dostarczane na plac budowy w stanie zdemontowanym lub - w wersji z koszem HYPERCAGE - jako kompletnie wstępnie zmontowane. Montaż jest szybki: napęd osadzony na bolcach gwintowanych pomostu, wał połączony z drążonym wałem napędu, korpus mieszadła przykręcony do dolnego kołnierza wału. Po krótkiej pracy na sucho i sprawdzeniu kierunku obrotów - urządzenie jest gotowe do pracy ciągłej.
Eksploatacja praktycznie bezobsługowa - tylko kontrola poziomu oleju i regularne sprawdzanie tulei prowadzącej. Wymiana oleju raz w roku lub co 2 lata, zależnie od gatunku. Brak nieprzyjemnych czynności wyciągania i oczyszczania (jak przy zanurzonych napędach), brak wymiany mechanicznych uszczelnień - poniżej poziomu wody nie ma drogich części narażonych na zużycie.