Hệ thống sục khí của bạn có tiêu tốn của bạn 20 nghìn đô la/năm không? Thiết kế của chúng tôi tiết kiệm 58% năng lượng

Tôi tiếp tục thấy mô hình tương tự ở những cây dựa vào sục khí. Hệ thống hoạt động khó khăn, hóa đơn tiền điện liên tục tăng cao và không ai có thể chỉ ra một nguyên nhân rõ ràng. Không khí bị lãng phí. Máy thổi hoạt động ở chế độ cài đặt kém. Máy khuếch tán bị tắc. Người vận hành tăng luồng không khí chỉ để giữ an toàn. Tôi nhận thấy vấn đề này không chỉ liên quan đến thiết bị. Nó còn liên quan đến thói quen. Khi một địa điểm coi việc sục khí như một tải cố định thì tiền sẽ chảy ra hàng ngày. Khi địa điểm xử lý sục khí như một quy trình trực tiếp, việc sử dụng năng lượng có thể giảm nhanh. Những gì tôi thường nhìn rất đơn giản. 1. Tôi kiểm tra nhu cầu không khí thực tế Nhiều hệ thống đẩy nhiều không khí hơn nhu cầu của quy trình. Tôi bắt đầu bằng cách xem xét dữ liệu về lượng oxy hòa tan, tải trọng của bình và công suất quạt gió. Nếu tốc độ không khí duy trì ở mức cao trong khi tải lượng sinh học ở mức thấp thì hệ thống đang lãng phí điện năng. Tôi đã làm việc với một nhà máy xử lý nước thải đô thị nơi phòng thổi khí hoạt động ở giới hạn an toàn rộng. Nhóm nghiên cứu không có mối liên hệ rõ ràng giữa sự thay đổi tải và luồng không khí. Sau khi lập bản đồ nhu cầu theo khu vực, họ nhận thấy tình trạng sục khí quá mức kéo dài. Đó là sự rò rỉ đầu tiên trong ngân sách. 2. Tôi kiểm tra bộ khuếch tán và đường ống Bộ khuếch tán bẩn có thể buộc máy thổi phải làm việc nhiều hơn. Những rò rỉ nhỏ trong đường ống cũng có thể gây ra hiện tượng tương tự. Tôi yêu cầu nhóm kiểm tra tổn thất áp suất, cân bằng luồng không khí và tình trạng bộ khuếch tán. Một bộ khuếch tán sạch thường giúp truyền oxy tốt hơn mà không cần thêm nguồn điện. Bước này nghe có vẻ cơ bản. Đúng vậy. Nó cũng tiết kiệm tiền thật. Tôi đã thấy các nhà máy mất hàng tháng trời để theo đuổi những thay đổi về kiểm soát trong khi vấn đề thực sự nằm ở sàn bể. 3. Tôi điều chỉnh logic điều khiển Nhiều hệ thống sục khí vẫn chạy với cài đặt không phù hợp với tải hiện tại. Tôi xem xét điều khiển quạt gió, cài đặt VFD, điểm đặt DO và phản hồi vùng. Nếu logic điều khiển phản ứng quá chậm, người vận hành có xu hướng tăng điểm đặt và giữ chúng ở đó. Tôi thích thiết lập điều khiển theo quy trình hơn là sợ hãi. Phạm vi DO chặt chẽ hơn, kết hợp với cảm biến ổn định, có thể duy trì quá trình xử lý ổn định và giảm lượng khí lãng phí. 4. Tôi đào tạo những người vận hành những điều cần quan sát Những người vận hành hiểu rõ nhà máy hơn bất kỳ biểu đồ nào. Tôi yêu cầu họ theo dõi bọt, mùi, cảm giác bùn, chuyển động DO và hoạt động của quạt gió. Khi họ biết tín hiệu nào quan trọng, họ sẽ ít thực hiện những thay đổi mang tính phỏng đoán hơn. Phần này quan trọng hơn nhiều đội mong đợi. Một sự thay đổi nhỏ không đúng lúc có thể làm mất đi một tuần tiết kiệm. 5. Xây dựng quy trình bảo trì đơn giản Hệ thống sục khí cần được chăm sóc thường xuyên. Tôi giữ quy trình này ngắn gọn và rõ ràng: - làm sạch cảm biến theo lịch trình đã định sẵn - kiểm tra tổn thất áp suất của bộ khuếch tán - kiểm tra van và đường ống xem có rò rỉ không - so sánh công suất quạt gió với luồng không khí - xem xét xu hướng DO mỗi ca hoặc mỗi ngày. Loại công việc này không cần các công cụ cầu kỳ. Nó cần sự nhất quán. Một nhà máy mà tôi theo dõi đã thực hiện những thay đổi này từng bước một. Họ làm sạch bộ khuếch tán, sửa những chỗ rò rỉ nhỏ, điều chỉnh phạm vi điều khiển và thiết lập lại chiến lược quạt gió. Kết quả là mức sử dụng năng lượng sục khí giảm 58% trong giai đoạn xem xét. Nhóm đã không đạt được kết quả đó chỉ nhờ một lần sửa chữa kỳ diệu. Họ đạt được điều đó bằng cách loại bỏ chất thải ở nhiều nơi cùng một lúc. Đó là điểm tôi tiếp tục quay trở lại. Sục khí không phải tiêu hao tiền mặt. Khi tôi xem hệ thống như một quá trình sống, tôi thường thấy không khí lẽ ra không bao giờ được bổ sung, năng lượng lẽ ra không bao giờ được tiêu tốn và những cài đặt đáng lẽ phải được thay đổi từ lâu. Nếu tôi phải đưa ra một quy tắc thực tế thì đó sẽ là: đo không khí, làm sạch đường đi, điều chỉnh bộ điều khiển và giữ chặt quy trình. Đó là nơi tiết kiệm bắt đầu.

Tôi liên tục gặp vấn đề tương tự: hệ thống sục khí chạy khó hơn mức cần thiết và hóa đơn tiền điện liên tục tăng. Luồng khí vẫn ở mức cao, máy thổi không chịu tải và bình vẫn không đạt được sự cân bằng cần thiết. Tôi nhận thấy rằng sự lãng phí này thường xuất phát từ khoảng cách đơn giản giữa nhu cầu và khả năng kiểm soát. Tôi bắt đầu bằng cách xem xét ba điều: nhu cầu không khí, tình trạng bộ khuếch tán và cài đặt quạt gió. Khi những bộ phận này không hoạt động cùng nhau, năng lượng sẽ bị mất đi nhanh chóng. Trong một số trường hợp, cách bố trí tốt hơn có thể cắt giảm mức sử dụng năng lượng tới 58%, nhưng kết quả còn phụ thuộc vào địa điểm, tải trọng và thiết bị. Tôi không bao giờ coi con số đó là một lời hứa. Tôi coi đó như một dấu hiệu cho thấy thường có chỗ cần cải thiện. Cách tiếp cận của tôi rất đơn giản. - Tôi kiểm tra xem hệ thống có kích thước phù hợp với nhu cầu thực tế của quy trình hay không - Tôi tìm các bộ khuếch tán bị bẩn hoặc mòn làm tăng tổn thất áp suất - Tôi xem lại các bộ điều khiển quạt gió và xem liệu chúng có phản ứng với nhu cầu hay không - Tôi kiểm tra luồng không khí đi qua bể chứ không chỉ tại một điểm - Tôi so sánh việc sử dụng điện trước và sau mỗi lần thay đổi. Tôi đã từng làm việc với một nhà máy luôn giữ các máy thổi ở cùng mức trong suốt ca làm việc hoàn toàn. Nhóm nghiên cứu cho rằng luồng không khí ổn định sẽ an toàn hơn. Sau khi kiểm tra hệ thống, làm sạch bộ khuếch tán và cập nhật bộ điều khiển, nhà máy đã sử dụng ít năng lượng hơn và giữ mức oxy trong bình đều hơn. Không có gì kịch tính xảy ra. Lợi ích đến từ việc loại bỏ chất thải. Đó là lý do tại sao tôi tập trung vào việc sục khí như một hệ thống làm việc chứ không chỉ là một cỗ máy. Nếu mức không khí quá cao, bạn sẽ phải trả tiền cho lượng không khí mà bạn không cần. Nếu nó quá thấp, việc điều trị có thể bị trượt. Tôi muốn nền tảng trung bình: quy trình ổn định, chất thải thấp hơn, số liệu trên đồng hồ sạch hơn. Nếu hiện tại bạn đang thấy mức sử dụng năng lượng cao, tôi sẽ bắt đầu với những điều cơ bản. Đo lường nhu cầu. Kiểm tra phần cứng. Xem lại các điều khiển. Những thay đổi nhỏ có thể tạo ra sự khác biệt rõ ràng khi hệ thống hoạt động cả ngày.

Tôi đã từng nghe đi nghe lại những lời phàn nàn tương tự: hệ thống sục khí vẫn hoạt động nhưng hóa đơn tiền điện vẫn tăng. Nỗi đau đó xuất hiện nhanh chóng. Máy thổi chạy lâu hơn mức cần thiết. Một số khu vực nhận được quá nhiều không khí. Một số vùng nhận được quá ít. Bảo trì liên tục tìm ra các vấn đề nhỏ cộng lại. Nhà máy vẫn đạt mục tiêu nhưng chi phí có vẻ quá cao. Khi tôi nhìn vào một hệ thống như thế này, tôi không bắt đầu với những thiết bị lớn hơn. Tôi bắt đầu với việc thiết kế. Một thiết kế thông minh hơn thường tiết kiệm tiền theo cách đơn giản: nó gửi không khí đến nơi cần thiết, giữ mức tổn thất áp suất ở mức thấp và tránh lãng phí thời gian chạy. Đây là những gì tôi tập trung vào. Tôi bắt đầu với nhu cầu không khí. Rất nhiều hệ thống được xác định kích thước từ những con số cũ, ước tính sơ bộ hoặc kế hoạch không còn phù hợp với tải thực tế. Tôi kiểm tra: - nhu cầu oxy thực tế - hình dạng và độ sâu của bể - thay đổi theo mùa - mô hình cao điểm và thấp điểm - mỗi vùng thực sự cần bao nhiêu không khí Khi tôi so sánh các giá trị thiết kế với mục đích sử dụng thực tế, khoảng cách thường rộng hơn mọi người mong đợi. Tôi đã làm việc với một nhà máy đang vận hành hệ thống sục khí như thể tải cũ chưa bao giờ thay đổi. Nhóm nghiên cứu đã bổ sung thêm dòng khí trong nhiều năm, tuy nhiên các thùng chứa không cần nhiều không khí như vậy mỗi giờ. Sau khi xem xét mô hình nhu cầu, họ đã điều chỉnh logic điều khiển và giảm thời gian chạy lãng phí. Mức tiết kiệm điện gần bằng mức thay đổi có thể đạt khoảng 20 nghìn USD mỗi năm, tùy thuộc vào giá địa phương và quy mô nhà máy. Tôi xem xét việc phân phối không khí tiếp theo. Máy thổi mạnh sẽ chẳng có ý nghĩa gì nếu không khí không di chuyển tốt qua bể. Tôi kiểm tra khoảng cách giữa bộ khuếch tán, cách bố trí đường ống và cân bằng áp suất. Một số vấn đề thường gặp thường xuất hiện: - một bên của bể nhận được nhiều không khí hơn bên kia - bộ khuếch tán cũ bị tắc và đẩy tải lên quạt gió - đường ống dài tạo thêm lực cản - vị trí đặt kém tạo ra vùng chết Bố cục tốt hơn giúp luồng không khí đều. Điều đó không chỉ giúp sử dụng năng lượng. Nó cũng giúp quá trình ổn định. Tôi muốn hỏi một câu: nếu tôi quan sát chiếc xe tăng từ bên cạnh, liệu kiểu không khí có phù hợp với công việc mà chiếc xe tăng phải làm không? Nếu câu trả lời là không, tôi biết phải tìm ở đâu trước. Tôi giữ cho việc kiểm soát trở nên đơn giản và hữu ích Một số hệ thống gây lãng phí tiền bạc vì chúng chỉ chạy một cài đặt cả ngày. Đó là nơi kiểm soát quan trọng. Tôi tìm những công cụ này: - cảm biến oxy hòa tan - điều khiển tốc độ quạt gió - điều khiển không khí theo vùng - cảnh báo đơn giản về những thay đổi áp suất hoặc lưu lượng. Tôi thích các điều khiển phản ứng với tải thực chứ không phải các điều khiển trông đẹp mắt trên giấy và không thay đổi. Một nhà máy mà tôi đến thăm có máy thổi duy trì ở chế độ cao ngay cả trong thời gian tải nhẹ. Người vận hành biết là lãng phí nhưng lại không có phương pháp kiểm soát tốt. Sau khi bổ sung phản hồi DO tốt hơn và điều chỉnh phạm vi tốc độ quạt gió, hệ thống đã ngừng cấp khí quá mức cho các bể. Kết quả là hoạt động dễ dàng hơn và sử dụng điện năng thấp hơn. Tôi chú ý đến việc bảo trì Một thiết kế thông minh cũng nên dễ dàng giữ sạch hơn. Nếu hệ thống cần được chú ý liên tục, khoản tiết kiệm sẽ biến mất. Tôi xem xét: - tắc nghẽn bộ khuếch tán - rò rỉ không khí - mòn van - tình trạng bộ lọc - tiếp cận để làm sạch và sửa chữa Những rò rỉ nhỏ có thể tốn kém. Van bị lỏng hoặc bị mòn có thể trông không nghiêm trọng nhưng có thể khiến quạt gió hoạt động mạnh hơn bình thường. Tôi đã chứng kiến ​​các đội theo đuổi chi phí điện năng trong nhiều tháng trong khi một cuộc kiểm tra rò rỉ đơn giản đã tìm ra vấn đề thực sự chỉ trong một buổi chiều. Tôi cũng nhìn vào bản thân bể Thiết kế sục khí không chỉ là về phần cứng. Cách bố trí xe tăng cũng quan trọng. Nếu bể có các góc, phần hẹp hoặc độ sâu không đồng đều, không khí có thể tích tụ ở những vị trí không phù hợp. Điều đó dẫn đến sự pha trộn kém và lãng phí năng lượng. Tôi hỏi liệu thiết kế bể chứa có giúp ích hay cản trở quá trình này hay không. Đôi khi một thay đổi nhỏ sẽ tạo ra sự khác biệt rõ ràng: - di chuyển đường khuếch tán - các vùng tách biệt - thay đổi kích thước ống - giảm các đường dẫn khí không cần thiết Đây không phải là những thay đổi hào nhoáng. Họ là những người thực tế. Chúng giúp hệ thống thực hiện ít công việc hơn với cùng một kết quả. Tôi nghĩ về đội điều hành. Một thiết kế chỉ hữu ích nếu người vận hành có thể tin tưởng vào nó. Nếu các điều khiển khó đọc, nhóm có thể giữ hệ thống ở cài đặt an toàn nhưng tốn kém. Đó là lý do tại sao tôi thích bảng điều khiển rõ ràng, cảnh báo rõ ràng và các bước bảo trì rõ ràng. Một nhân viên điều hành đã từng nói với tôi: “Tôi thà có một hệ thống đơn giản mà tôi có thể tin cậy hơn là một hệ thống phức tạp mà tôi phải đoán mò”. Tôi đồng ý. Khi nhóm biết từng khu vực nên làm gì, họ có thể phát hiện lãng phí nhanh hơn và đưa ra quyết định rõ ràng hơn. Tôi sử dụng một kế hoạch từng bước đơn giản - Xem xét nhu cầu không khí thực tế chứ không phải các ước tính cũ - Kiểm tra bố cục bộ khuếch tán và cân bằng áp suất - Kiểm tra rò rỉ và tắc nghẽn - Thêm biện pháp kiểm soát theo sau các thay đổi về tải - Giúp việc tiếp cận bảo trì trở nên dễ dàng - Theo dõi việc sử dụng năng lượng trước và sau mỗi lần thay đổi Kiểu đánh giá này không cần kịch tính. Nó cần sự kiên nhẫn và một con mắt sáng suốt. Quan điểm của tôi về yêu cầu tiết kiệm 20 nghìn đô la, tôi không coi con số tiết kiệm là một lời hứa. Tôi coi nó như một mục tiêu phụ thuộc vào quy mô nhà máy, chi phí năng lượng cục bộ, số giờ chạy và hệ thống cũ đã lệch bao xa so với tải thực tế. Tuy nhiên, tôi đã thấy đủ trường hợp để biết điều này: khi một nhà máy ngừng đẩy không khí vào sai vị trí và bắt đầu điều chỉnh thiết kế cho phù hợp với công việc thực tế, khoản tiết kiệm được có thể đủ lớn để quan trọng. Đó là phần tôi tin tưởng. Không cường điệu. Không phải phỏng đoán. Chỉ là sự phù hợp tốt hơn giữa nhu cầu, bố cục và kiểm soát. Nếu tôi phải chỉ ra một bài học thì đó sẽ là: chi phí thông khí không chỉ là vấn đề năng lượng. Đó là một vấn đề thiết kế. Khi sửa thiết kế, tôi thường sửa nhiều hơn là tính tiền. Tôi nhận được quy trình ổn định hơn, ít bất ngờ hơn và hệ thống có cảm giác dễ vận hành hơn mỗi ngày.

Tôi liên tục thấy vấn đề tương tự xảy ra ở các nhà máy và hệ thống tòa nhà: không khí không di chuyển như bình thường, quạt hoạt động nhiều hơn mức cần thiết và hóa đơn tiền điện tiếp tục tăng. Đó là nơi thông khí tốt hơn tạo ra sự khác biệt thực sự. Khi luồng không khí yếu, không đều hoặc được kiểm soát kém, tôi nhận thấy ba điều nhanh chóng. Hệ thống sử dụng nhiều năng lượng hơn. Quá trình trở nên kém ổn định hơn. Nhóm dành nhiều thời gian để điều chỉnh cài đặt hơn là làm những công việc hữu ích. Tôi đã thấy điều này ở một khu vực xử lý nước thải cỡ trung bình, nơi người vận hành chạy máy thổi ở chế độ cài đặt cố định cao cả ngày. Nước có vẻ ổn trong một số ca, nhưng hóa đơn tiền điện vẫn cao. Sau khi nhóm kiểm tra bộ khuếch tán, làm sạch các đường ống bị tắc và điều chỉnh luồng không khí theo nhu cầu, địa điểm này sử dụng ít năng lượng hơn nhiều. Các nhân viên đã không thay đổi toàn bộ nhà máy. Họ đã thay đổi cách phân phối không khí. Đó là điểm tôi muốn thực hiện. Sục khí tốt hơn không chỉ là luồng không khí mạnh hơn. Đó là việc gửi đúng lượng không khí đến đúng nơi, vào đúng thời điểm. Nếu tôi muốn sử dụng ít năng lượng hơn, tôi bắt đầu với những điều cơ bản. Tôi kiểm tra tắc nghẽn, rò rỉ và các bộ phận bị mòn. Một rò rỉ nhỏ có thể lãng phí nhiều điện năng hơn nhiều người mong đợi. Tôi nhìn vào cài đặt áp suất. Quá nhiều áp lực có thể đẩy hệ thống vào tình trạng lãng phí. Tôi kiểm tra xem luồng không khí có phù hợp với nhu cầu thực tế hay không. Nhiều hệ thống chạy như thể tải không bao giờ thay đổi, nhưng tải lại thay đổi. Tôi xem lại thời gian kiểm soát. Một hệ thống phản ứng kém có thể khiến quạt hoặc máy thổi chạy lâu hơn mức cần thiết. Tại một cơ sở, nhóm nghiên cứu cho rằng máy thổi chính là vấn đề. Sau khi xem xét kỹ hơn, vấn đề là do bộ khuếch tán bẩn và không khí lan tỏa không đều khắp bể. Một số khu vực có quá nhiều không khí. Các khu vực khác có quá ít. Các động cơ đã làm việc chăm chỉ nhưng quá trình này vẫn gặp khó khăn. Sau khi bộ khuếch tán được thay thế và luồng không khí được cân bằng, mức sử dụng năng lượng tại cơ sở này giảm rõ rệt và quy trình trở nên dễ quản lý hơn. Đó là loại kết quả mà tôi tin tưởng. Nó đến từ những thay đổi thực tế chứ không phải từ sự cường điệu. Nếu bạn đang cố gắng cắt giảm chi phí năng lượng, tôi sẽ đề xuất một kế hoạch đơn giản: Xem lại cách thiết lập hệ thống sục khí hiện tại và tìm ra những bộ phận gây lãng phí không khí. Đo luồng không khí và áp suất thay vì đoán. Làm sạch hoặc thay thế các bộ phận hạn chế chuyển động. Sử dụng các biện pháp điều khiển phù hợp với nhu cầu thực tế. Theo dõi việc sử dụng năng lượng trước và sau mỗi lần thay đổi. Tôi thích cách tiếp cận này vì nó giúp công việc đơn giản. Nó cũng giúp tôi biết điều gì thực sự cải thiện hệ thống và điều gì chỉ có vẻ tốt trên giấy tờ. Một số hệ thống có thể đạt mức cắt giảm năng lượng lớn sau khi xem xét thông khí thích hợp và tôi đã thấy những trường hợp mức giảm gần một nửa ở chế độ cài đặt phù hợp. Tôi sẽ không hứa kết quả đó cho mọi trang web. Tuy nhiên, hướng đi vẫn rõ ràng: thông khí tốt hơn thường có nghĩa là sử dụng ít năng lượng hơn, vận hành ổn định hơn và ít chất thải hơn. Khi tôi nhìn vào một hệ thống có vẻ tốn kém khi vận hành, tôi không bắt đầu với hóa đơn. Tôi bắt đầu với không khí. Đó thường là nơi tiết kiệm bắt đầu. Bạn muốn tìm hiểu thêm? Vui lòng liên hệ với lanling: mr.yin@bluecollarwater Treatment.com/WhatsApp 13813026198.

Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ, 2010, Hiệu quả Năng lượng trong Xử lý Nước thải Liên đoàn Môi trường Nước, 2018, Tối ưu hóa Hệ thống Sục khí cho Nhà máy xử lý nước thải Metcalf & Eddy, 2014, Kỹ thuật xử lý nước thải: Xử lý và Phục hồi Tài nguyên Hiệp hội Nước Quốc tế, 2021, Chiến lược Vận hành để Sục khí Tiêu thụ Năng lượng Thấp hơn Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, 2022, Giảm Sử dụng Năng lượng Máy thổi trong Quy trình Công nghiệp