Assesment of a mechanical aeration system for wastewater treatment

Abstract

ÖZET Havalandırma, atmosferdeki oksijenin sıvı ortama iletildiği bir gaz transfer işlemidir. Normal hava - su temas yüzeyinden srvı ortama giren oksijen miktarı aerobik antma için gerekli ihtiyacı karşılamamaktadır. Fazla miktarda oksijen transfer edebilmek için suya ( sıvı ortama ) difüzör ya da mekanik havalandırıcılar vasıtasıyla hava kabarcıkları verilir. Bunlar, çok miktarda enerji gerektiren işlemlerdir. Bir havalandırma cihazının verimi, yalnızca cihazm yapısal özelliklerine değil, aynı zamanda cihazın işletme şartlarına da bağlıdır. Optimum işletme şartlarının belirlenmesi verimli bir havalandırma sistemi için bir gerekliliktir. Havalandırıcının sıvı ortamdaki pozisyonu ve dönme hızı işletme şartlarını belirler. Sözkonusu olan bu parametrelerin havalandırma verimi üzerine etküerinin araştırılması, bu çalışmanın temel amacıdır. Deneysel çalışmalar, saha şartlarında gerçeldeştirilmiştir. Özet olarak, havalandırıcının batma derinliği ve dönme hızı değiştirilerek sıvı ortamdaki çözünmüş oksijen miktarı ve cihaz ( havalandırıcı ) tarafından kullanılan elektrik enerjisi ile ilgili ölçümler yapılmıştır. Elde edilen veriler lcullanüarak ; oksijen transfer miktarı, enerji tüketimi ve havalandırma veriminin tespitine yönelik hesaplamalar yapılmıştır. Son olarak, genel değerlendirmeler yapılmış ve hesaplar neticesinde elde edilen korelasyonlar sunulmuştur.

IV ABSTRACT Aeration is a gas transfer process by which the oxygen in the air is transferred to the liquid medium. The amount of oxygen which enters into the liquid through the normal air -water interface is not enough to satisfy the requirements of aerobic treatment. In order to transfer large quantities of oxygen, air bubbles are forced into the water by using either diffused air or mechanical aeration systems. However, these are one of the most energy intensive operations. The efficiency of an aeration device depends on not only its constructional qualifications but also its operating conditions. Determination of the optimal operating conditions is a necessity for a cost - effective aeration system. The position of the aerator in the water and its rotational speed determine the operating conditions. The investigation of the effects of these parameters upon aeration efficiency has been main purpose of this study. Experimental studies have been performed in the field conditions. Briefly, the measurements related to dissolved oxygen concentrations and electrical values have been achieved by changing the submergence level and rotational speed of the aerator. By using the obtained data, the calculations with respect to oxygen transfer rate, energy consumption, and aeration efficiency have been made. Finally, some assessments and the obtained correlations regarding the results of the calculations have been presented.