De ce este necesar oxigenul în tratarea apei de mină
Procesele de tratare a apei de mină se bazează adesea pe reacții de oxidare înainte ca contaminanții să poată fi îndepărtați din apă.
De exemplu, fierul feros dizolvat (Fe²⁺) rămâne solubil în apă și nu poate fi îndepărtat eficient prin sedimentare. Când este introdus oxigen, fierul feros se oxidează în fier feric (Fe³⁺), care formează precipitate de hidroxid feric care se depun în interiorul clarificatoarelor și sistemelor de îngroșare a nămolului.
Un proces similar are loc în timpul eliminării manganului, oxidării sulfurilor și sistemelor biologice de nitrificare.
Aplicațiile tipice de tratare a apei de mină care necesită oxigen includ:
-
Tratament de drenaj acid minelor
-
Sisteme de îndepărtare a fierului
-
Sisteme de îndepărtare a manganului
-
Procese de oxidare a sulfurilor
-
Tratarea biologică a apelor uzate
-
Sisteme de nitrificare
-
Procese de sprijinire a distrugerii cianurilor
-
Sisteme de reutilizare a apei de proces
Fără o concentrație suficientă de oxigen dizolvat, ratele de oxidare scad și capacitatea de tratament poate scădea.
Principiul de lucru
Admisia aerului si filtrarea
Procesul începe prin aspirarea aerului atmosferic printr-un sistem industrial de filtrare.
Mediile miniere conțin adesea praf în aer generat de:
Filtrele de admisie cu mai multe-etape captează particulele contaminante înainte ca aerul să intre în sistemul de compresie.
Carcasele filtrului sunt de obicei construite din oțel carbon acoperit cu pulbere-sau aliaj de aluminiu și folosesc cartușe de filtrare înlocuibile.
Compresia aerului
Aerul filtrat intră într-un compresor cu șurub rotativ unde presiunea crește la aproximativ 7–10 bar(g).
Pachetul compresorului constă în general din:
Compresorul transferă aer comprimat în secțiunea de purificare prin conducte de proces din oțel carbon sau oțel inoxidabil.
Senzorii de presiune monitorizează continuu condițiile de descărcare a compresorului și transmit date către sistemul de control PLC.
Purificarea aerului
Aerul comprimat conține umiditate, aerosoli de ulei și particule fine care pot deteriora mediile de adsorbție. Secțiunea de purificare elimină contaminanții utilizând mai multe etape de tratament:
Procesul de tratare reduce conținutul de umiditate înainte ca aerul să intre în sistemul PSA.
În funcție de configurație, punctele de rouă la ieșire variază de obicei între -40 grade și -70 grade.
Menținerea nivelurilor scăzute de umiditate protejează materialul sită moleculară și stabilizează performanța producției de oxigen.
Separarea oxigenului
Sistemul PSA separă oxigenul de aerul comprimat folosind material de sită moleculară zeolită. Aerul comprimat intră în vasele de adsorbție umplute cu medii de sită moleculară.
Moleculele de azot se atașează de suprafața internă a adsorbantului, în timp ce moleculele de oxigen trec prin pat și intră în sistemul de colectare a oxigenului.
Unitatea PSA alternează între ciclurile de adsorbție și regenerare.
În timpul funcționării:
Supapele de comutare automată inversează funcțiile vasului în funcție de sincronizarea ciclului programat.
Acest proces permite generarea continuă de oxigen fără a întrerupe operațiunile de tratare din aval.
Puritatea tipică a oxigenului variază de la 90% la 95%.
Componentele sistemului
Unitate de generare a oxigenului PSA
Skid-ul de generare a oxigenului conține echipamentul de separare a miezului. Componentele majore includ:
Vasele de adsorbție sunt fabricate din oțel carbon{0}}evaluat la presiune și sunt montate pe cadre suport din oțel structural.
Capacitățile sistemului variază de obicei de la 10 Nm³/h la 5.000 Nm³/h, în funcție de cerințele stației de tratare.
Rezervor de stocare a oxigenului
Oxigenul generat intră într-un vas tampon înainte de distribuire. Rezervorul de stocare îndeplinește mai multe funcții:
Presiunile tipice de stocare variază între 8 și 16 bar(g).
Pentru instalațiile de tratare mai mari, în sistemul de distribuție pot fi integrate vase suplimentare de stocare a oxigenului.
Rețeaua de distribuție a oxigenului
Sistemul de distribuție a oxigenului transferă oxigenul de la generator la echipamentul de tratare. Rețeaua include în general:
Capturile de distribuție pot furniza oxigen în mai multe etape de tratament simultan.
Debitele pot fi ajustate independent pentru fiecare zonă de tratament.
Tehnologii de transfer de oxigen
Sisteme de difuzie cu bule fine
Difuzoarele cu bule fine transferă oxigenul în apă prin dispozitive de aerare cu membrană. Un ansamblu difuzor tipic constă din:
• Membrana EPDM • Teava suport PVC • Feronerie de montare din oțel inoxidabilMembrana eliberează mici bule de oxigen care măresc aria de contact gaz-lichidul. Pe măsură ce bulele se ridică prin coloana de apă, oxigenul se transferă în soluție și crește concentrația de oxigen dizolvat.
Sistemele cu bule fine sunt instalate în mod obișnuit în bazinele de tratare biologică și rezervoarele de oxidare.
Injecție de oxigen Venturi
Sistemele Venturi injectează oxigen direct în conductele de apă de proces sub presiune. Duza Venturi creează o zonă de presiune joasă-care atrage oxigenul în fluxul de apă.
Amestecul de oxigen-apă intră apoi în rezervoarele de reacție, vasele de oxidare sau sistemele de distribuție.
Sistemele de injecție Venturi elimină necesitatea bazinelor mari de aerare în unele configurații de tratament.
Reactoare cu con de oxigen
Reactoarele cu con de oxigen dizolvă oxigenul sub presiune ridicată. Reactorul este format din:
• Vas sub presiune • Cameră internă de amestecare • Ansamblu injectie oxigen • Conducte de recirculareApa intră în con sub presiune în timp ce oxigenul este injectat în zona de circulație internă. Mediul presurizat crește dizolvarea oxigenului și minimizează pierderile de gaze.
Sistemele de conuri de oxigen sunt utilizate în mod obișnuit atunci când sunt necesare niveluri de oxigen dizolvat semnificativ peste saturația atmosferică.
Tratament de drenaj acid al minelor
Drenajul acid de mină (AMD) se formează atunci când mineralele purtătoare de sulfuri{0}}reacţionează cu oxigenul şi apa, generând scurgeri acide care conţin metale dizolvate. Sistemele de tratament AMD folosesc frecvent oxigenul pentru a accelera reacțiile de oxidare înainte de clarificare.
Procesul de tratament urmează, în general, acești pași:
Generatorul de oxigen furnizează continuu oxigen reactoarelor de oxidare unde fierul feros dizolvat se transformă în fier feric.
Fierul feric precipită ulterior și se depune în echipamentele de limpezire din aval.
Aplicații de tratament biologic
Taberele miniere, atelierele de întreținere și instalațiile de procesare generează ape uzate care pot necesita tratare biologică.
Microorganismele aerobe consumă contaminanți prin activitatea metabolică și necesită oxigen dizolvat pentru a funcționa.
Generatorul de oxigen furnizează oxigen reactoarelor biologice prin grile difuzoare sau sisteme de injecție de oxigen.
Țintele tipice de oxigen dizolvat variază între 2-6 mg/L, în funcție de designul tratamentului.
Sistemul de transfer de oxigen distribuie oxigenul în volumul reactorului și susține procesele biologice de oxidare.
Cerințe de întreținere
Monitorizare zilnică
Operatorii inspectează:
- Puritatea oxigenului
- Presiunea oxigenului
- Debitul
- Temperatura compresorului
- Starea alarmei
Datele de operare sunt afișate prin interfața HMI și stocate de sistemul PLC.
Întreținere preventivă
Activitățile de întreținere programate includ:
- Înlocuirea elementelor de filtrare
- Verificarea supapelor pneumatice
- Service compresoare
- Calibrarea analizoarelor de oxigen
- Verificarea transmitatoarelor de presiune
Intervalele de întreținere depind de orele de funcționare și de condițiile locului.
Durata de viață a sitei moleculare
Sita moleculară realizează procesul de separare a oxigenului.
Factorii care pot reduce durata de viață a adsorbantului includ:
- Contaminarea apei
- Report de ulei
- Temperaturi de funcționare excesive
- Ciclul necorespunzător al presiunii
În condiții de funcționare menținute corespunzător, intervalele de înlocuire a site-ului molecular variază de obicei între 8 și 12 ani.
Specificatii tehnice
| Parametru | Gama tipică |
|---|---|
| Puritatea oxigenului | 90–95% |
| Capacitatea de oxigen | 10–5.000 Nm³/h |
| Presiunea oxigenului | 4–10 bar(g) |
| Presiunea aerului | 7–10 bar(g) |
| Punct de rouă | -40 grade până la -70 grade |
| Temperatura ambiantă | -20 de grade până la +50 grade |
| Sistem de control | PLC + HMI |
| Alimentare electrică | 380V–690V |
| Tip de instalare | Derapaj-Montat sau containerizat |
FAQ
Î: Cum selectez capacitatea corectă a generatorului de oxigen?
R: Capacitatea este determinată de debitul de apă, concentrația de contaminanți și nivelurile țintă de oxigen dizolvat (DO). NEWTEK poate calcula necesarul de oxigen necesar pe baza analizei apei și a datelor procesului de tratare.
Î: Ce procese de tratare a apei de mină poate suporta acest sistem?
R: Sistemul poate furniza oxigen pentru:
- Tratament de drenaj acid al minelor (AMD).
- Îndepărtarea fierului și a manganului
- Oxidarea sulfurilor
- Tratarea biologică a apelor uzate
- Sisteme de nitrificare
- Aplicații de reutilizare a apei de proces
Î: Sistemul poate fi integrat cu instalațiile de tratare existente?
A: Da. Generatorul de oxigen se poate conecta la rezervoare de oxidare, injectoare Venturi, reactoare cu con de oxigen, sisteme difuzoare și conducte de tratare existente.
Î: Ce informații sunt necesare pentru dimensionarea sistemului?
R: Pentru a dimensiona sistemul cu precizie, NEWTEK necesită de obicei:
- Debitul de apă (m³/h)
- Raport de calitate a apei
- Descrierea procesului de tratament
- Altitudinea de instalare
- Sursa de alimentare disponibila
Î: Sistemul este potrivit pentru site-urile de minerit la distanță?
A: Da. Sistemul generează oxigen la fața locului-din aerul atmosferic, eliminând nevoia de livrări de oxigen lichid și rezervoare de stocare criogenică.
Tag-uri populare: generator de oxigen pentru tratarea apei de mină, China generator de oxigen pentru tratarea apei de mină producători, furnizori
