Designrekommendationer FÖR INSTALLATION AV FLYGT JETLUFTARE, 50 HZ

Transkript

1 Designrekommendationer FÖR INSTALLATION AV FLYGT JETLUFTARE, 50 HZ

2 Innehåll Inledning... 3 Applikationsområden... 3 Produktbeskrivning Funktionsprincip Installationstyper och rekommendationer Val av produkt... 6 Positionering av jetluftare och omrörare i runda och rektangulära tankar... 8 Jetluftare och/eller omrörare placerade i serie. Frekvensstyrning. Förkortningar. Applikationsstöd

3 Inledning Syre måste tillföras i reningsverk för att tillgodose en rad olika krav. Dessa inkluderar biologisk nedbrytning av organiska ämnen samt oxidering av ammoniak och andra oorganiska ämnen. Luftning är namnet på den process där syre tillförs vätskan. De främsta anledningarna är att tillföra det syre som behövs och upprätthålla en tillräcklig omrörning så att fasta partiklar förblir suspenderade. En jetluftare är en enkel utrustning bestående av en dränkbar Flygt-pump sammanbyggd med en eller flera ejektorer i syfte att uppnå olika syreöverföringsflöden. Ejektorsystemet omfattar ett luftsugrör som sticker upp över vattenytan, ett venturiliknande munstycke samt en diffusor den så kallade ejektorn. De främsta applikationsområdena för jetluftare är syreöverföring, omrörning och luktreducering. Jetluftare är lämpliga för luftning på 3-7 meters vattendjup samt för små till medelstora reningsverk. Applikationsområden Exempel på applikationer där Flygts jetluftare används: Utjämningsbassänger/-tankar Luftningsbassänger för biologisk rening: - Satsvis biologisk rening (SBR) - Ringkanaler - Konventionell aktivslamprocess Syresättningsbassänger Avvattningsbassänger Restaurering av sjöar Lakvattenbehandling vid deponier Ytterligare applikationsområden för Flygts jetluftare som inte ingår i denna designrekommendation: Aeroba rötkammare Slamlager Slamluftning efter anaerob rötkammare (avlägsnande av metangas) Denna designrekommendation gäller för applikationer med en total halt av fast material på under 2 %. Flygts jetluftare kan även användas i slamapplikationer, men de applikationerna behandlas inte i detta dokument. Denna designrekommendation gäller endast för Flygts jetluftare. Xylem ansvarar endast för Flygtprodukter. För rekommendationer som går utanför omfattningen av detta dokument hänvisar vi till din lokala Xylem-representant. 3

4 Produktbeskrivning Funktionsprincip En vanlig Flygt N-pump genererar det primära vattenflödet (se figur). När flödet passerar genom ett munstycke ökas vätskehastigheten så att trycket sänks och en zon med undertryck skapas. Undertrycket gör att luft dras ned genom luftsugröret till ejektorn. I blandningszonen blandas vätske- och luftflödena till en vätskestråle med små luftbubblor som strömmar ut genom ejektorn. Pumpen väljs så att den ger optimala prestanda. Flygts jetluftare är självsugande ned till 3,5-7 m nedsänkningsdjup beroende på typ av ejektor och pump. Se de tekniska specifikationerna för exakta nedsänkningsdjup. För avloppsrening rekommenderar vi pumphjul av hårdjärn till följd av avloppsvattnets eroderande och korrosiva natur. Luftflöde Flygt dränkbar pump Det strömmande vattnet suger in luft som blandas in i ejektorn och överförs till avloppsvattnet i tanken. Ejektor Munstycke Små bubblor Blandningszon Sugzon Vätskeflöde 4 Vätskeflöde

5 Installationstyper och rekommendationer Det finns två installationstyper, S (fristående) och P (semipermanent installation på gejdrör). I S-installationen, som visas till vänster, är pumpen monterad på ett stativ. I P-installationen, till höger, riktas pumpen in med en rak kopplingsfot. S P Det krökta luftintaget hindrar främmande föremål från att tränga in i sugröret. S-installationen är enkel och underlättar underhåll av ejektorn samt möjliggör ändring av luftarens placering och riktning i tanken. P-installationen rekommenderas för applikationer med höga strömningshastigheter där det finns risk för att jetluftaren flyttar på sig. Den lilla ejektorn 112, med ett genomlopp på 55 mm, rekommenderas inte när vätskan innehåller större fasta partiklar till exempel primärslam eftersom risken för igensättning ökar. Dränkta installationer är vanligast för Flygts jetluftare. Torra installationer är inte möjliga för följande modeller eftersom pumpen saknar intern kylning: Flygt JA Flygt JA Flygt JA Torra installationer anpassas när tanken är mycket liten eller dess botten inte medger någon standardinstallation. Vidare lämpar sig torra installationer för pumpar i befintliga pumprum eller när det till exempel inte går att komma åt tanken från ovansidan. Vid installation i en övertäckt tank eller inne i en byggnad kan luftsugröret behöva anpassas. Installation av vibrationsdämpare före och efter pumpen rekommenderas för att undvika att vibrationer överförs mellan pumpen och ejektorn. För att underlätta underhåll av pumpen bör en avstängningsventil installeras före och efter pumpen. Inloppsröret bör ha en rak längd på 10 diametrar före pumpens inloppskrök. Luftsugröret kan installeras utanför tanken, men måste mynna ovanför vattenytan. För att undvika att avloppsvatten sprutar ut ur luftsugröret när ejektorn startas eller stoppas, bör luftsugrörets ände sluta minst två meter över tankens vattennivå. 5

6 Val av produkt Följande tabeller kan användas för val av jetluftare samt för att avgöra om det behövs en extra omrörare för att täcka omrörningsbehovet. När mer data och information finns tillgängliga än bara applikation, inflöde och tankstorlek, kan även andra urvalsverktyg som tekniska specifikationer eller programvara från Flygt användas. Kontakta Xylem för mer information. Börja urvalsprocessen med att välja den jetluftare som motsvarar luftningsbehovet enligt nedanstående tabeller. Använd urvalsdiagrammet för omrörning för att fastställa om den valda luftaren ger tillräcklig omrörning. Om inte, välj en omrörare så att dragkraften från båda enheterna täcker omrörningsbehovet. För större tankar är den optimala lösningen ofta en kombination av en omrörare och en jetluftare. Urvalstabeller för syrebehov Följande tabeller är endast avsedda för att tillgodose syrebehovet. Det innebär att valet av jetluftare beror på det inkommande flödet och dess biologiska syrebehov (BOD), men inte på tankens dimensioner. Tänk på att andra produkter kan behöva väljas om applikationens indata avviker kraftigt från de fördefinierade parametrarna nedan. De antagna parametrarna i alla de angivna applikationerna är: a 0,75, b 0,95, q 1,024, DO 2 mg/l Vattentemperatur 20 C, Installationshöjd 0 möh, djup 3-5 m. För vattentemperaturer under 20 C och/eller vattendjup över 5 m kan följande val av jetluftare vara i underkant. Applikation inflöde [l/s] Luftning i kommunalt avloppsvatten 1 JA JA JA JA JA enheter JA Antaget BOD är 300 mg/l. Nitrifiering antas vara TK-N 40 mg/l. Applikation inflöde [l/s] Luftning i mejeriavlopp 1 JA JA JA JA enheter JA Antaget BOD är 700 mg/l. Ingen nitrifiering antagen. Applikation inflöde [l/s] Luftning i gödsel 1 JA JA enheter JA Antaget BOD är 2700 mg/l. Ingen nitrifiering antagen. Applikation Luftning i lakvatten inflöde [l/s] 4 JA JA JA JA JA Antaget BOD är 150 mg/l. Ingen nitrifiering antagen. 6

7 Urvalsdiagram för omrörning Mängden tillförd luft anpassas till processens syrebehov. Om det krävs ett luftöverskott för att hålla fasta partiklar suspenderade är det mer energieffektivt att göra detta med en mekanisk omrörare. En mekanisk omrörare: Ger god direktkontakt mellan avloppsvattnet och returslammet Håller fasta partiklar suspenderade Bibehåller önskad flödesriktning i hela tanken En effektiv process kräver fullständig omrörning där hela tankvolymen utnyttjas. Följande diagram kan användas för val av omrörare där målet är att hålla fasta partiklar suspenderade. Exempel En luftningstank i ett reningsverk behöver utrustas med en Flygt jetluftare. Tankens dimensioner är 10 x 7 x 4 m. Vattentemperaturen är C. Inflödet till tanken är 5 l/s. Det finns ingen annan information om biologisk belastning. Från syretabellen Luftning i kommunala ARVapplikationer, vid 6 l/s, väljs en JA Tankens yta är 10 x 7 m = 70 m 2. Från omrörartabellen väljs för 70 m 2 på 4 m vätskedjup en JA som dock inte uppfyller omrörningskravet (ok för 60 m 2 på 4 m djup), utan en (liten) omrörare måste läggas till. Omröraren 4620 väljs som komplement till jetluftaren för att nå det erforderliga omrörningskravet. Diagram för val av jetluftare i rektangulära tankar, 50 Hz 6 5 Djup [m] Diagrammet visar den maximala tankvolym där en omrörare och/ eller en Flygt jetluftare kan behålla fasta partiklar suspenderade. För genomsnittliga uppehållstider (tankvolym/inflöde) på under en timme, ber vi dig kontakta Xylem Yta [m 2 ] för optimalt val och planering av jetuftare. För tankar där förhållandet mellan längd och bredd eller mellan längd och djup överstiger 2,5 behövs flera jetluftare. A JA B JA eller 4620 C JA eller 4630 D JA E 4640 F JA OCH 4640 G JA

8 Positionering av jetluftare och omrörare i runda och rektangulära tankar Jetluftare bör positioneras i enlighet med de riktlinjer som gäller för placering av omrörare. För att utnyttja jetstrålen optimalt och uppnå maximalt bulkflöde i hela volymen bör strålen riktas längs den längsta möjliga fria strömningsvägen. Bulkflödet följer tankens form och flödesmönstret bildar en obruten slinga. En fri jetstråle breddas i en vinkel på omkring 20 grader. Innan strålen når tankväggen måste den vända tillbaka för att säkerställa returflödet. Principer för positionering av en eller två jetluftare för maximalt bulkflöde. Jetluftarna bör positioneras i 30 vinkel från tankmitten i en rund tank. I en rektangulär tank bör jetuftaren riktas mot en punkt som befinner sig 1/4 av tankens bredd från mittlinjen (L/2) För att uppnå en god omrörning måste ett tillräckligt kraftigt bulkflöde åstadkommas i tanken. Baserat på jetstrålens breddning är det möjligt att definiera några generella regler för en optimal positionering. Med hjälp av nedanstående punkter är det möjligt att positionera jetluftare och dränkbara omrörare i alla typer av tankar. 30 R/2 1. Identifiera bulkflödets slinga. Bulkflödets slinga bestäms i de flesta fallen av tankens form och geometriska mått. 2. Positionera jetluftaren i slingan. 3. Stora bulkflöden kräver lång strömningsväg. Det innebär ofta positionering i ett hörn. 4. Liten avböjning för små förluster. 5. Rikta inte jetluftaren mot hinder. L/2 Lång strömningsväg och liten avböjning står normalt i motsatsförhållande till varandra och kräver en kompromiss. I en rund tank uppnås optimalt flöde när strålen riktas en 1/2 radie åt sidan (30 vinkel från mittlinjen). Samma princip kan användas i rektangulära tankar. Rikta jetluftaren mot 1/4 av bredden från mittlinjen (L/2). 1/4 8

9 Följande positioneringsrekommendation gäller för större tankar där en omrörare används som komplement till luftaren för att uppfylla kravet på omrörning. Jetluftare kan användas i tankar av alla former. Det enda minsta fria avstånd som måste beaktas är avståndet till sidoväggen. Avståndet från ejektorns utlopp till sidoväggen bör vara minst 0,6 m. För ringkanaler gäller samma fria avstånd som för omrörare. Det får inte installeras någon utrustning som hindrar jetluftarens stråle I en rund tank bör omröraren positioneras i 40 vinkel från tankens mitt och jetluftaren i 20 vinkel för att maximera bulkflödet. För att maximera bulkflödet i en rektangulär tank bör omröraren riktas mot 3/8 av den vinkelräta mittlinjens bredd och jetluftaren mot 1/8 av samma bredd. Positionering av jetluftare och omrörare i en rund tank. 3/8 1/8 Positionering av jetluftare och omrörare i en rektangulär tank. I en ringkanal måste det fria avståndet mellan en jetluftare och en omrörare som är positionerade bredvid varandra vara större än omrörarens propellerdiameter. W >D >W >2W Positionering av jetluftare och omrörare i en ringkanal. 9

10 Jetluftare och/eller omrörare positionerade i serie För att förebygga undermåliga hydrauliska förhållanden, som skulle kunna orsaka vibrationer vid installation i serie, bör avståndet mellan enheterna vara minst en luftstrålelängd eller 10 propellerdiametrar. Det ungefärliga avståndet från jetluftarna till den plats där jetstrålen träffar ytan framgår av tabellen intill. Räckvidd för Flygts 50 Hz jetluftare på 3-7 m djup Djup 3 m 4 m 5 m 6 m 7 m JA JA ,6 2,9 JA ,2 6,9 7,6 JA ,0 7,7 8,4 9,0 9,6 JA ,8 8,6 9,4 10,0 10,6 JA ,0 7,8 8,4 9,0 9,6 JA ,6 8,4 9,1 9,8 10,4 Variabel frekvensdrift Överföringen av syre, SOTR, kan kontrolleras genom att frekvensstyra pumpen. Den maximala kapaciteten beror på djupet och exemplifieras för JA i tabellen nedan. Vid lägre frekvens genererar pumpen inte tillräckligt flöde (hastighet) för att åstadkomma nödvändigt undertryck på det aktuella djupet. Ett exempel på förändrade prestanda till följd av ändrad frekvens visas i diagrammet nedan. Detta gäller för JA på 4 meters djup. På detta djup krävs en minsta frekvens på 33 Hz, vilket innebär att data under detta värde är meningslösa. 90 Minsta frekvens vid ett givet djup Djup 3 m 4 m 5 m 6 m 7 m Min. frekvens [Hz] JA Q1 (l/s) Primärflöde = vatten Q2 (l/s) Sekundärflöde = luft P1 (kw) Total effektförbrukning F (N) Dragkraft Q1 & Q2 (l/s) Q1 (l/s) F/10 (N) Q2 (l/s) P1 (kw) F/10 (N)P1 (kw) Frekvens (Hz)

11 Förkortningar SOTE... SOTR (kg O 2 /h)... SOR (kg O 2 /h)... AOR (kg O 2 /h)... SAE (kg O 2 /kwh)... Nm 3... F (N)... BOD (mg/l)... TK-N (mg/l)... F/M (kg O 2 /kg MLSS day)... SRT (dagar)... MLSS (mg/l)... Q 1 (l/s)... Q 2 (l/s)... P1 (kw) (elektriskt)... Standard syreöverföringseffektivitet Standard syreöverföringshastighet Standard syrebehov Verkligt syrebehov Standard luftningseffektivitet (= SOTR/P1) Normalkubikmeter (0º C, 1 atm) Dragkraft Biokemiskt syrebehov Totalt Kjeldahlkväve Slambelastning Slamuppehållstid Blandade suspenderade fasta partiklar Primärflöde = vatten Sekundärflöde = luft Total effektförbrukning Applikationsstöd Xylem kan erbjuda djupgående expertis i fråga om design och installation av heltäckande lösningar för transport och behandling av vatten och avlopp. I kombination med ett brett urval av lämpliga produkter säkerställer våra kunskaper och erfarenheter skräddarsydda lösningar för en problemfri drift. För att åstadkomma detta använder sig våra ingenjörer av såväl våra egna internt utvecklade datorprogram som kommersiellt tillgängliga program för design- och utvecklingsprojekt. Tjänsterna omfattar en djupgående analys av situationen och förslag till lösningar tillsammans med ett urval av produkter och tillbehör. Vi kan även erbjuda hydrauliska riktlinjer och hjälp med flödesrelaterade och reologiska frågor. Vänd er till oss för analys av komplexa system för pumpning i ledningsnät, inklusive beräkning av hydrauliska transienter, pumpstart och flödesvariationer. Ytterligare tjänster: Optimering av pumpsumpar för våra produkter och specifika installationer. Hjälp med framtagning av specifikationer för omrörning och luftning samt design av lämpliga system. Datorstödd strömningssimulering för en given applikation. Vägledning för modelltestning och uppsättande av dessa. Vägledning för att uppnå lägsta kostnader för drift, service och installation. Speciellt utvecklad konstruktionsprogramvara för design. Vårt tjänsteutbud är omfattande, men vår affärsidé är mycket enkel: Det finns inget som kan ersätta marknadsledande teknik. 11

12 1) Den vävnad i växter som transporterar vatten upp från rötterna 2) Ett ledande globalt företag på området vattenteknologi Vi är personer som gemensamt arbetar för att utveckla innovativa lösningar för att hantera vatten i världen. Vi fokuserar på att ta fram ny teknik för att underlätta användning, hushållning och återanvändning av vatten i framtiden. Vi flyttar, renar, analyserar och återför vatten till miljön. Vi hjälper människor använda vatten effektivt, i hem, byggnader, fabriker och jordbruk. I över 150 länder har vi sedan länge nära relationer med kunder som uppskattar vår starka kombination av ledande produkter och gediget kunnande, baserade på en rad innovationer Designrekommendation. 1. Swedish För mer information om hur Xylem kan hjälpa just dig, besök xyleminc.com Flygt är ett varumärke som tillhör Xylem. Den senaste versionen av denna broschyr och mer information om Flygts produkter finns på