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圖 1:營運經理 Erland Rasmussen 找到了使用速度控制式 MINK 爪式壓縮機為沙池曝氣的理想解決方案。來源:Busch 真空解決方案。

得益於可調式爪式壓縮機,提高沙池效率

凱特明訥城市污水處理廠

自 1993 年首次啟動以來,丹麥凱特明訥鎮的城市污水處理廠一直使用曝氣式沙池。然而,在將沙子從沙池通道中轉移出來時,一直遇到問題,因為沙子會被壓實,然後無法被龐大的真空泵浦移除。在處理廠安裝了 Busch 真空解決方案的 MINK 爪式壓縮機 後,這個問題得以解決,因為壓縮機是壓力控制的,會自動增加壓力,以抬起腔體底部被壓實的沙子。

廢水淨化過程

作為廢水處理設施的第一個處理步驟,曝氣式沙池是實現最佳且經濟的廢水處理的重要過程步驟。將沙子和其他礦物質分離出來,可保護下游淨化過程,避免磨損、堵塞和最終沉積物造成的損壞。丹麥菲英島的凱特明訥鎮城市污水處理廠的除沙系統配備有兩用壓縮機。在正常運行過程中,壓縮機使用地板上安裝的噴嘴給沙池中的廢水進行曝氣。這種空氣流使廢水循環,從而使沙子與漂浮物(例如廢水中的潤滑油脂和油以及其他有機懸浮物)機械分離。同一台壓縮機也用於向龐大的真空泵浦提供壓縮空氣,真空泵浦用於將沙子從沙池通道中吸出並送入匯集池。

凱特明訥污水處理廠的容量是針對 25,000 人的人口當量(PE)設計的。於 1993 年啟動之後,該沙池由渦輪鼓風機供應壓縮空氣。該鼓風機提供最大 0.6 bar 正壓,足以循環廢水並分離沙子和潤滑油脂。然而,營運經理 Erland Rasmussen(圖 1)有另一個問題。沙池通道中收集的沙子會被壓緊,這意味著它會沉積在地上,無法被龐大的真空泵浦抽出,因為渦輪鼓風機正壓太低。這個問題在下雨時特別嚴重,這會增加廢水中的沙子含量。只能透過開關沙池並手動鬆動砂礫沉積,然後使用抽吸罐車將其抽出,才能移除砂礫。這項工作通常需要一到兩天,在此期間,沙池無法使用。此外,由外部公司執行這項工作的成本非常高,主要是因為每年必須執行多次該過程。

Busch 壓縮機解決方案及其益處

Erland Rasmussen 正在尋找更好的解決方案,並於 2014 年諮詢了 Busch 真空解決方案的真空和正壓專家。因此,現有的渦輪鼓風機,被 Busch MINK 爪式壓縮機(圖 2)取代。該爪式壓縮機採用 速度控制,可透過變更轉速來改變正壓。其操作原理允許 MINK 爪式壓縮機在 20 至 60 赫茲的範圍內運作,因此涵蓋 0.4 至 2.5 bar 的正壓範圍。使用 PLC 控制系統,壓縮機被程式設定為將沙池曝氣 40 分鐘(圖 3),從而使廢水循環。Erland Rasmussen 計算出 0.6 bar 為理想的正壓,可確保沙子與潤滑油脂的最佳分離,並將其程式設定到系統中。40 分鐘過後,閥門會自動切換,並且 MINK 爪式壓縮機將正壓增加至 2.5 bar(圖 4)。這會使沙池底部的沙子鬆動並將其攪動起來,使其能夠輕鬆安全地被龐大的真空泵浦吸走,並移轉至儲存容器。吸取沙子五分鐘後,曝氣系統控制裝置切換回標準模式,以分離沙子和潤滑油脂。
Erland Rasmussen 注意到另一個益處。MINK 爪式壓縮機比舊款渦輪鼓風機需要的電流少得多。MINK 爪式壓縮機配有 9 千瓦馬達。它僅在 2.5 bar 模式的啟動階段短暫達到此額定電流,這僅持續五分鐘。在 40 分鐘的標準模式中,正壓為 0.6 bar,馬達只需要額定功率的一小部分。對污水處理廠操作人員來說,這意味著除了消除手動清除沙子的成本外,新解決方案還能夠降低能源成本。Erland Rasmussen 解釋說,因為 MINK 爪式壓縮機轉速低得多,所以 MINK 爪式壓縮機也比舊款渦輪鼓風機安靜得多。