NITRATAX eco sc ile O2 kontrolün- den havalandırma

UYGULAMA RAPORU
PROSES ÖLÇÜM
TEKNOLOJİSİ NITRATAX ECO SC
Yazar: Dipl.-Ing. H.-G. Hauser, Niersverband, Almanya
Kläranlage Sonsbeck
NITRATAX eco sc ile O2 kontrolünden havalandırma kontrolüne
Küçük atık su arıtma tesislerinde, tesis istikrarı ve ekonomik işletme önemli
konulardır. Bu yüzden, bir biyolojik atık su tesisinin kalbine yani havalandırma
tankına yakından bakmak faydalı olacaktır. Atık su tesisinin verim ve istikrarı,
büyük ölçüde havalandırma tankının nasıl iş gördüğüne bağlıdır. Ayrıca, küçük
atık su arıtma tesislerinin enerji tüketiminin %50’den fazlası, aktif çamura
oksijen sağlamak için kullanılmaktadır. Örneğin, Sonsbeck atık su arıtma tesisi
(Niersverband, kapasite 5.250 PE), açık bir şekilde, nitrat kontrollü havalandırma
döngüsü kullanmanın yararlarını göstermektedir.
Anahtar kelimeler
➔ Havalandırma kontrolü
➔ Düşük işletme maliyeti
➔ Azot çıkış değerlerinin azalması
➔ Arıtma istikrarı
HAVALANDIRMA_NITRATAX ECO SC
Zaman kontrollü havalandırmadan nitrat
kontrollü havalandırmaya
➔ Düzensiz değişimleri dengelemek için dinamik
reaksiyon
➔ Daha istikrarlı atık su arıtma prosesi
➔ Sürekli izleme
➔ Düşük azot çıkış değerleri
➔ Enerji tasarrufu sayesinde kısa geri ödeme süresi
Şekil 1a: Şaşırtma levhalı
NITRATAX eco (daldırılmış)
Şekil 1b: NITRATAX eco (önden
görünüm)
Tesis kapasitesi: 5.250 PE
Ruhsat: 1975
Proses teknolojisi:
Aralıklı havalandırılan oksidasyon
havuzu; sirkülasyonu daimi
sağlamak için işletmede sürekli bir
rotor aeratör
Havalandırma: 2 rotor aeratör
Proses ölçüm cihazlarının bakımı:
Aylık temizlik: 20 dakika
Gerektiğinde 1-noktalı kalibrasyon,
yılda 2-3 defa: 5 dakika
Kontrol analizi: Haftada 1
Tesis
Sonsbeck atık su arıtma tesisinde
(PE 5.250), atık su, aktif çamur tankına
oksijen sağlamak üzere iki rotor aeratörü
bulunan bir oksidasyon havuzunda arıtılır. Önce, aeratörlerden biri aktif çamur
tankındaki oksijen içeriğine göre kontrol
edildi ve ikincisi, tankta sürekli işletme
esnasında yeterli karışımı sürdürmek
üzere çalıştırıldı.
Zayıf noktalar:
- Aktif çamur tankındaki azot giderimi
rastgele bir şekilde ilerledi. Arıtmanın
bu istikrarsız yönü, ikinci çöktürme
tankının yüzeyinde bazen dikkate
değer bir yüzer çamur tabakası oluşturacak şekilde kontrolsüz denitrifikasyon proseslerine sebep oldu. Ancak,
son çöktürme havuzu çıkış yönünde
çevrim nispeten hızlı bir şekilde tekrar
oluşturuldu, böylece aşırı yük alıcı
ortama karışmadı.
- Rotor aeratör sürekli çalıştığı için,
yoğun olmayan dönemlerde aktif
çamur tankında aşırı havalandırma
vuku buldu ve gereksiz yere enerji
harcandı.
Bu işletme koşulları, farklı yük durumlarına uygun bir şekilde cevap verebilecek,
arıtma işlemini istikrarlı hale getirebilecek
ve uyumlu olacak kadar düşük çıkış
değerlerine ulaşabilecek basit bir kontrol
sistemi isteğini artırdı. Nitrat ölçümlerini
kullanarak, bunun mümkün kılınmasına
karar verildi.
Nitrat esaslı havalandırma Kontrolüne doğru ilk adım
Önce nitrat probu (burada: NITRATAX
eco sc) ve bir optik oksijen probu
(burada: LDO) montajı için oksidasyon
havuzunda uygun bir yer bulundu.
Kıvrılmalarını önlemek için bir şaşırtma
levhası (Şekil 1a+b) kullanıldı.
İlk bir haftalık süre içinde zamana
karşı çizilen nitrat değerleri eğrileri
10 mg/l’yi aştı (Şekil 2) ve on-line ölçüm
yani atık su arıtma prosesinin sürekli
izlenmesi ve şeffaflığın muazzam avantajının altını çizdi.
Röle A
Hedef değer:
Geri dönüş hatası:
Maksimum havalandırma süresi:
Maksimum kapalı kalma süresi:
Minimum havalandırma süresi:
Minimum kapalı kalma süresi:
2 basamaklı, zamana göre izlemeli kontrol
6,5 mg/l (maksimum nitrat kons.)
4,0 mg/l (2,5 mg/l minimum Nitrat kons.)
1000 dakika (OnMax zaman ayarı)
480 dakika (OffMax zaman ayarı)
10 dakika (OnMin zaman ayarı)
10 dakika (OffMin zaman ayarı)
Röle B
Alarm (cihazın çalışmaması)
Tablo 1: SC 100 Kontrol Ünitesi Röle Ayarları
Nitrat-esaslı kontrol
Rotor aeratörlerden birinin nitrat kontrollü
işleme geçmesi, tüm kontrol sinyallerinin
kontrol ünitesinden (burada: SC 100)
dışarı gönderilmesini gerektirdi. Üç röle
kontağı (beş seçimli kontrol konseptli)
ve iki güç çıkışı mevcuttu. “Zaman esaslı
izlemeli 2 basamaklı kontrol” ve Tablo 1’de
gösterilen (serbestçe seçilebilir) ayarlar
seçildi.
Uygulamada, havalandırma süresi
1000 dakikayı ve kapalı kalma süresi
480 dakikayı aşmamak koşuluyla,
ikinci rotor aeratör, 6,5 mg/l NO3-N’da
kapatıldı ve 2,5 mg/l NO3-N’da tekrar
açıldı.
Şekil 3’teki testere dişi eğrisinin
düzenli ilerleyişi, oksidasyon havuzundaki istikrarlı koşulları göstermektedir. İkinci aeratörün açma kapama
noktalarına hızla ulaşıldı. Sadece hafta
sonlarında, yük (karbon girişi) alt sınıra
ulaşamayacak kadar düşük olduğunda,
yüksek seviyeye ayarlı zaman esaslı
kontrol sistemi müdahale etti ve bu
yüzden yetersiz denitrifikasyon oluştu.
Bu durumda, sürekli çalışan rotor aeratör
tarafından sisteme aşırı O2 beslendi.
Etkileyici sonuç
Havalandırma kontrol sistemi kurulduktan sonra, önceki değişken eğriler derhal
istikrarlı hale geldiler (Şekil 4). Sadece
düzensizlik aralığı daralmakla kalmadı
aynı zamanda amonyum ve nitrat
konsantrasyonları da düşük bir seviyede kaldı. Denitrifikasyon iyileştirildi ve
ikinci çöktürme tankında vuku bulmadı.
Sonuçlar, atık su zorunlu alt sınır
değerlerinin tanımlanması ve yatırımın
dengelenmesi açısından yeni olanaklar
doğurdu.
mg/l
Azot
Oksijen
2005
Şekil 2: Tamamen zaman kontrollü havalandırma için tipik bir haftalık ilerleme eğrisi
Kapalı
mg/l
Nitrat
Açık
Oksijen
Tarih
Şekil 3: 2,5 ve 6,5 mg/l NO3-N arasında klasik testere dişi eğrisi
mg/l
O2 esaslı kontrol
NO3-N esaslı kontrolün başlaması
Nitrat
Amonyum
2005
Şekil 4: NO3-N esaslı kontrol kullanılmaya başlamadan önce ve sonra çıkış değerleri
HACH LANGE – www.hach-lange.com
HAVALANDIRMA_NITRATAX ECO SC
Kısa yatırımı geri ödeme süresi
Sonsbeck atık su arıtma tesisinde açıklandığı gibi
HACH LANGE Servisleri
Euro
e
+ İşletm
Yatırım
maliyet
i
Sipariş, bilgi ve tavsiye:
TR: +90 (0)312 440 98 98
Teknik saha çalışanlarımızla saha
desteği.
HACH LANGE treyleriyle proses
optimizasyonunda masraftan
tasarruf.
Ekonomik verim
Hedeflenen ve verimli bir denitrifikasyon
için ön şart, gereksiz oksijen transferi
olmamasıdır. Bu yüzden, oksidasyon
havuzunda sirkülasyonu daimi sürdürmek için kullanılan sürekli çalışan rotor
aeratör yerine aynı işlevi gerçekleştirmek
için mekanik bir karıştırıcı getirilmelidir
(Bu önlem zaten önceden planlanmıştır).
Karıştırıcı, nitrat probu, kontrol ünitesi,
analiz ve temizliğin tüm yatırım maliyeti
ve müteakip masrafları dikkate alındığında, hesaplanan geri ödeme süresi,
hedeflenen nitrat konsantrasyonu esaslı
havalandırma kontrolünden yapılan enerji
tasarrufuna bağlı olarak, 2,2 ile 3,6 yıldır
(Şekil 5).
Kullanılan proses ölçüm cihazları
NITRATAX eco sc
Kimyasal kullanmayan ölçüm yöntemi
ile, su, atık su veya aktif çamurun nitrat
HACH LANGE SU
ANALİZ SİSTEMLERİ LTD.ŞTİ.
Hilal Mah. 75. Sokak
Arman Plaza No: 9/A
TR-06550 Çankaya/ANKARA
Tel +90 (0)312 440 98 98
Faks +90 (0)312 442 11 01
[email protected]
www.hach-lange.com.tr
ve nitrit içeriğinin gerçek zamanlı ölçümü
için, fiyatı uygun, kendini temizleyen,
paslanmaz çelikten (V4A) imal edilmiş
proses probu.
Oksijen sensörü: LDO
Lüminesan (ışıldama) yöntemiyle çözünmüş oksijeni ölçen, kalibrasyon gerektirmeyen sensör. Maddeleri indirgeyen
ve yükseltgeyen H2S girişimi yoktur;
polarizasyon süresi yoktur; akış hızına
gerek yoktur.
SC 100 kontrol ünitesi
Duvara, tırabzana veya kontrol paneline
monte edilmek üzere evrensel kontrol
ünitesi. İki dijital sensör, sıçramaya karşı
korumalı konnektörlerle bağlanabilir. İki
analog güç çıkışı, üç potansiyelsiz açma
kapama düğmesi (5 A 115/230 V AC,
5 A 30 V DC), veri taşıyıcı bağlantısı için
dijital arayüz (ModBus, ProfiBus, LonBus).
www.hach-lange.com
güncel bilgilerle ve güvenli
indirmelerle.
Servis kontratıyla uzatılmış garanti.
Posta ve epostayla sürekli müşteri
bilgisi.
Bir NITRATAX eco sc ve bir LDO sensörü,
SC 100 kontrol ünitesine bağlanmıştır.
DOC043.94.00478.Oct06
Yıllar
Şekil 5: Bir rotor aeratörün çalıştırma süresinin azalmasından dolayı yaklaşık %20-30 elektrik tasarrufu.