Disc Diffusers vs Surface Aerators: Varför nedsänkt luftning vinner för MBR-system

Vid utformningen av moderna avloppsreningsverk – särskilt de som använder Membranbioreaktor (MBR) teknik – valet av luftningssystem är ett av de mest kritiska besluten. Medan ytluftare länge har varit en stapelvara i traditionella laguner, Fina Bubble Disc-diffusorer (undervattensluftning) har blivit guldstandarden för MBR-applikationer.

Här är en teknisk jämförelse av varför nedsänkta skivdiffusorer överträffar ytluftning i högpresterande behandlingsmiljöer.

Viktiga skillnader: nedsänkt vs. ytluftning

Där luften kommer in i vattnet

• Nedsänkt luftning (t.ex. skivdiffusorer) släpper ut luft från botten eller inifrån den blandade luten så att syre levereras genom hela vattenkolonnen.
• Ytluftare införa syre vid vattenytan genom stänk eller agitation.

Eftersom MBR-system vanligtvis arbetar i djup, tät blandad vätska, tillåter nedsänkta metoder bubblor att stiga genom hela djupet, vilket ökar syrekontakttiden och mer enhetlig luftning.

1. Syreöverföring Efficiency (OTE)

Det primära målet med luftning är att flytta syre från luften till vätskan.

• Ytluftare: Dessa maskiner fungerar genom att stänka vatten i luften. Kontakttiden mellan luft och vatten är extremt kort och sker endast vid ytan.
• Skivdiffusorer: Genom att släppa ut miljontals fina bubblor i botten av tanken utnyttjar skivdiffusorer hela vattenpelaren. När bubblorna stiger överför de syre under hela resan.
• MBR-faktorn: MBR-tankar är vanligtvis djupa (till meter) för att spara utrymme. Skivdiffusorer blir effektivare med djupet (högre SOTE per meter), medan ytluftare kämpar för att syresätta botten av djupa tankar.

2. Hantera höga MLSS-koncentrationer

MBR-system fungerar med betydligt högre MLSS-nivåer (Mixed Liquor Suspended Solids) – vanligtvis mellan och mg/L – jämfört med konventionella system ( mg/L).

• Viskositetsutmaningar: Hög MLSS gör avloppsvattnet mer trögflytande (tjockare). Ytluftare misslyckas ofta med att ge tillräckligt med lokal energi för att penetrera detta tjocka slam, vilket leder till "döda zoner" där fasta ämnen sedimenterar och blir anaerobiska.
• Nedsänkt precision: Skivspridare är anordnade i ett galler över golvet. Detta ger jämn blandning och säkerställer att varje liter högdensitetsslam får tillräckligt med löst syre (DO), oavsett viskositet.

3. Inverkan på membranhälsa och skumbildning

I ett MBR-system matar luftningssystemet inte bara bakterier; den interagerar med de känsliga membranmodulerna.

• Aerosoler och skumning: Ytluftare skapar betydande stänk och aerosoler. I industriellt eller farmaceutiskt avloppsvatten kan detta leda till överdriven skumbildning och utsläpp av flyktiga organiska föreningar (VOC) i atmosfären.
• Mild interaktion: Skivdiffusorer ger "under ytan" turbulens. De fina bubblorna stiger försiktigt och ger den nödvändiga "skureffekten" om de placeras under membranmoduler, vilket hjälper till att hålla membranen rena utan den våldsamma mekaniska verkan av ett ytimpeller.

4. Energiförbrukning och värmeförlust

Luftning står vanligtvis för 45 % till 75 % av ett reningsverks energikostnader.

• Fläkteffektivitet: Skivdiffusorer parade med högeffektiva fläktar kan strypas exakt med hjälp av VFDs (Variable Frequency Drives) baserade på DO-sensorer i realtid.
• Värmehantering: Ytluftare exponerar avloppsvattnet för den omgivande luften. På vintern orsakar detta massiv värmeförlust, vilket bromsar den biologiska aktiviteten. På sommaren kan det överhetta vattnet. Nedsänkt luftning håller processtemperaturen stabil.

Jämförelsesammanfattning: Disc Diffusers vs Ytluftare

Slutsats

För ett MBR-system är valet klart. Fina Bubble Disc-diffusorer ger den överlägsna syreöverföringen, djuptankblandningen och energieffektiviteten som krävs för att upprätthålla en biomassa med hög densitet. Även om ytluftare kan vara enklare att installera i öppna laguner, saknar de precisionen och kraften som krävs för den högintensiva miljön i en modern farmaceutisk eller kemisk MBR-anläggning.