аэрация сточных вод винтовым компрессором низкого давления
By Опубликовано: 22 сентября 2026 г.Просмотров: 258

На очистных сооружениях с активным илом фактическую очистку выполняет аэрация. Воздух, продуваемый через диффузоры, поддерживает жизнеспособность и перемешивание бактерий, и во многих таких установках на воздуходувки, подающие этот воздух, приходится более половины общей стоимости электроэнергии. Ключевой момент заключается в том, что для аэрации требуется очень большой объем воздуха при очень низком давлении , обычно около 0.5–1 бар на диффузоре. Низконапорный винтовой компрессор, созданный для этой задачи, перемещает тот же объем воздуха с гораздо меньшими затратами энергии, чем стандартный промышленный компрессор, вынужденный работать при давлении значительно ниже расчетного.

Винтовой компрессор низкого давления KOTECH на муниципальной очистной станции сточных вод рядом с аэрационными резервуарами.
Винтовой компрессор низкого давления KOTECH, подающий воздух в аэрационные резервуары на очистных сооружениях.

Почему воздух, прошедший аэрацию, отличается от воздуха, прошедшего аэрацию?

Большая часть сжатого воздуха на заводах производится под давлением от 7 до 10 бар для привода инструментов, баллонов и клапанов. Аэрационный воздух – это противоположность: воздуху нужно лишь преодолеть глубину резервуара, потери в диффузоре и сопротивление трубопровода, что в совокупности обычно требует давления значительно ниже 1 бар. Для этого процесса требуется огромное количество воздуха, достаточный объем и перенос кислорода для поддержания биологического процесса во всех резервуарах.

Использование стандартного компрессора на 7 бар для этой задачи неэффективно, поскольку машина и ее компрессорный блок рассчитаны на такое соотношение давлений, которое не требуется в процессе. Энергия расходуется на создание давления, которое затем снижается. Машина низкого давления создана с учетом реальных потребностей и преобразует большую часть потребляемой электроэнергии в воздух, который фактически достигает воды.

Как работает винтовое сжатие низкого давления

Винтовой компрессор низкого давления использует тот же принцип объемного вытеснения, что и промышленный винтовой компрессор, с роторами, которые захватывают и перемещают фиксированный объем воздуха за каждый оборот, но компрессорный блок, привод и корпус оптимизированы для низкого повышения давления и высокого объемного расхода. В результате получается плавная подача воздуха без пульсаций, подходящая для непрерывной работы диффузора.

Объёмное вытеснение также обеспечивает предсказуемость подачи воздуха при изменении условий, а управление машинами позволяет регулировать их работу в соответствии с потребностью в кислороде в бассейнах, а не устанавливать фиксированную мощность. Поскольку аэрационные нагрузки меняются в зависимости от притока, времени суток и сезона, именно регулирование подачи воздуха позволяет добиться наибольшей экономии энергии после выбора подходящей машины.

  • Для работы диффузоров низкого давления требуется большой объем воздуха при фактическом давлении.
  • Позволяет избежать потерь энергии, возникающих при снижении давления в машине с давлением от 7 до 10 бар.
  • Непрерывный, равномерный поток воздуха подходит для биологической обработки.
  • Выходную мощность можно регулировать в соответствии с потребностью в кислороде в режиме реального времени.

Согласование подачи воздуха с потребностью в кислороде.

Очистные сооружения редко нуждаются в одинаковом количестве воздуха в течение всего дня. Нагрузка на поступающие сточные воды, уровень растворенного кислорода и состояние смешанной жидкости постоянно меняются. Работа воздуходувок на полную мощность независимо от этих условий является давним источником потерь энергии, и многие старые предприятия работали именно так.

Современные системы управления связывают производительность воздуходувки с измерениями растворенного кислорода или аммиака, что позволяет снижать подачу воздуха, когда процессу требуется меньше. Низконапорные шнековые машины хорошо вписываются в такие системы, поскольку их подачу можно регулировать, поддерживая при этом стабильное давление на диффузорную решетку. Это защищает эффективность обработки, предотвращает чрезмерную аэрацию и напрямую преобразует снижение потребности в кислороде в снижение потребления электроэнергии.

  • Регулировка воздушного потока осуществляется на основе содержания растворенного кислорода, а не с помощью фиксированных настроек.
  • Избегайте чрезмерной аэрации, которая приводит к растрате энергии без улучшения качества очищенной воды.
  • Поддерживайте стабильное давление в коллекторе во время регулировки подачи воды в бассейны.
  • Обеспечьте эффективное последовательное управление несколькими станками при низких и высоких нагрузках.

Реальные модели шнеков низкого давления KOTECH

Технические характеристики современных шнековых насосов низкого давления KOTECH, параметры подачи воздуха, давление всасывания и мощность двигателя указаны на странице описания товара.

Источник: Технические характеристики на странице продукта KOTECH. Напряжение и частота настроены в соответствии с местной электросетью.
Модель Бесплатная доставка воздуха Давление всасывания Мощность
КЭЛ-30СА 6.25 м³ / мин 5 бар 30 кВт
КЭЛ-37СА 8.5 м³ / мин 5 бар 37 кВт
КЭЛ-55СА 12.59 м³ / мин 5 бар 55 кВт
КЭЛ-75СА 17.3 м³ / мин 5 бар 75 кВт
КЭЛ-90СА 19.4 м³ / мин 5 бар 90 кВт
КЭЛ-110СА 24 м³ / мин 5 бар 110 кВт
КЭЛ-160СА 35 м³ / мин 5 бар 160 кВт
КЭЛ-220СА / м³/мин 5 бар 220 кВт

В таблице перечислены реальные модели шнековых насосов низкого давления KOTECH с указанием параметров подачи воздуха, давления всасывания и мощности двигателя. Ассортимент охватывает как небольшие комплектные установки, так и крупные установки для аэрации муниципальных систем, что позволяет комбинировать и использовать оборудование в зависимости от потребностей водосборного бассейна.

Надежность в условиях очистных сооружений

Очистные сооружения работают во влажном и часто коррозионном режиме, поэтому компоновка оборудования, качество поступающего воздуха и защита от воздействия технологической среды имеют важное значение. Чистый поступающий воздух, адекватная вентиляция вокруг оборудования и соответствующая фильтрация защищают как компрессор, так и качество воздуха на выходе, а контроль температуры и давления на выходе позволяет заблаговременно предупредить о загрязнении фильтров или охладителей.

  • Расположите воздухозаборник вдали от влажного или загрязненного технологического воздуха.
  • Для поддержания эффективности и температурного режима необходимо содержать фильтры и охладители в чистоте.
  • Используйте мониторинг и сигнализацию для контроля давления и температуры.
  • Запланируйте резервные мощности, чтобы интервал технического обслуживания не прерывал аэрацию.
  • Защитите трубопроводы и компоненты, предназначенные для работы во влажной среде.

Энергосбережение и экономика предприятий

Поскольку аэрация является основной статьей энергопотребления предприятия, даже незначительное повышение эффективности подачи воздуха приносит значительную и долгосрочную финансовую выгоду. Экономия достигается за счет двух факторов: выбор оборудования, оптимизированного для низкого давления, устраняет потери, связанные с избыточным сжатием, а регулирование подачи воздуха в соответствии с фактической потребностью в кислороде устраняет потери, связанные с подачей воздуха в резервуары, который в нем не нуждается.

Для операторов предприятий, оценивающих возможность модернизации, наилучший подход заключается в измерении текущего профиля аэрации, контроля растворенного кислорода и энергии воздуходувки с течением времени, а затем в сравнении этих показателей с низконапорными установками, рассчитанными на реальную потребность водосборного бассейна. На предприятиях, использующих в настоящее время установки, работающие на сжатом воздухе, или работающих с фиксированной производительностью, разница часто бывает существенной и сохраняется каждый час работы предприятия.

Что следует проверить при выборе аэрационных воздуходувок

  • Рассчитайте необходимое фактическое давление для глубины резервуара, диффузоров и трубопроводов.
  • Рассчитывайте расход, исходя из максимальной потребности в кислороде, а не из параметров стандартного компрессора.
  • Планируйте контроль содержания растворенного кислорода таким образом, чтобы его уровень соответствовал биологической нагрузке.
  • Для эффективной работы при низкой нагрузке используйте последовательно несколько станков.
  • Защитите оборудование от влажной и коррозионной среды производственного цеха.
  • Обеспечьте резервирование, чтобы аэрация продолжалась во время технического обслуживания.

Часто задаваемые вопросы

Какое давление необходимо для аэрации сточных вод?
Для аэрации обычно требуется давление значительно ниже 1 бар, чего достаточно для преодоления глубины воды, потерь в диффузоре и сопротивления трубопровода. Точное значение зависит от глубины резервуара и системы диффузора, но оно намного ниже 7 бар, используемых обычными заводскими компрессорами.
Почему бы не использовать для аэрации стандартный воздушный компрессор на 7 бар?
Стандартная машина рассчитана на высокое соотношение давлений, которое технологическому процессу не требуется, поэтому большая часть энергии уходит на создание давления, которое затем снижается. Винтовой компрессор низкого давления, оптимизированный для большого объема при низком давлении, обеспечивает тот же объем аэрационного воздуха, потребляя меньше электроэнергии.
Сколько энергии потребляет аэрация на очистных сооружениях?
Аэрация, как правило, является крупнейшим потребителем энергии на очистных сооружениях с активным илом, часто потребляя более половины всей электроэнергии. Именно поэтому низконапорные установки и регулирование по потребности оказывают такое значительное влияние на эксплуатационные расходы.
Может ли производительность вентилятора измениться при снижении потребности в кислороде?
Да, и это правильно. Системы управления, связанные с измерениями растворенного кислорода или аммиака, снижают поток воздуха при низкой нагрузке, а шнековые компрессоры низкого давления могут регулировать подачу и поддерживать стабильное давление в коллекторе, избегая потерь, связанных с постоянной работой на полной мощности.
Что вызывает чрезмерную аэрацию?
Избыточная аэрация происходит, когда воздуходувки работают с фиксированной мощностью независимо от фактического содержания растворенного кислорода и нагрузки на поступающие сточные воды. Это приводит к перерасходу электроэнергии, может нарушить процесс осаждения и не приносит пользы при очистке, поэтому рекомендуется использовать методы контроля на основе содержания растворенного кислорода.
Сколько воздуходувок необходимо очистной станции?
Это зависит от потребности бассейна и необходимости резервирования. Несколько машин можно запускать последовательно, так что эффективные установки покрывают базовую нагрузку, а дополнительные запускаются в пиковые периоды, обеспечивая при этом бесперебойную работу системы аэрации.

Если вы модернизируете систему аэрации на очистных сооружениях или проектируете новое предприятие, компания KOTECH может подобрать винтовые аэраторы низкого давления и разработать стратегию управления в соответствии с потребностями вашего водосборного бассейна.

Пришлите подробную информацию о вашем проекте по аэрации.