Центральная Станция Аэрации (г. Санкт-Петербург): 44 вертикальные мешалки Flygt SY 4850

Реконструкция аэротенков Центральной станции аэрации сточных вод ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» производительностью 1,5 млн. м³ сточных вод в сутки позволит существенно сократить выбросы фосфора и азота в акваторию Финского залива.
При определении подходов к реконструкции аэротенков ЦСА были исследованы различные технологии перемешивания, в результате была выбрана технология вертикального перемешивания, где при оценке различных технологических решений были выбраны мешалки Xylem Flygt по причине их способности поддерживать во взвешенном состоянии весь объём аэротенков и обеспечивать самое низкое энергопотребление.
Балтийское море, крупнейший водоем низкой солености воды в мире и имеет общую береговую линию с девятью странами Европы. Экологическая нагрузка водосборного бассейна от деятельности 85 миллионов человек на море была значительной на протяжении многих лет. Санкт-Петербург, вторая столица России, находится на восточной стороне Балтийского моря и имеет население более пяти миллионов человек.
Для снижения экологической нагрузки на Балтийском побережье, Европейский союз и Российская федерация инициировали программу направленную на снижение уровня фосфора и азота, сбрасываемого в бассейн Балтийского моря .
Важным этапом в выполнении более строгих требований Евросоюза и Российских надзорных органов была реконструкция крупнейшей в Санкт-Петербурге Центральной станции аэрации, расположенной всего в пяти километрах от исторического центра Санкт-Петербурга. Данные очистные сооружения обслуживают около 2,2 миллиона жителей города, обрабатывая 1,5 млн. м³ сточных вод в сутки.
Станция имеет шесть пар первичных и вторичных отстойников и 12 секций аэротенков для биологической очистки. Сточные воды проходят все стадии механической, биологической очистки, а также обработку и сжигание осадка.
Главным идеологом самой эффективной технологии перемешивания в компании Xylem Flygt является господин Пер Селениус, автор целого технологического направления в Европе. Основная идея вертикального перемешивания с эффективными с точки зрения гидродинамики пропеллерами, это выполнение трёх конкретных функций: сохранение концентрации биомассы в объёме биореактора; предотвращение оседания активного ила в бассейнах аэрации и предотвращение всплывания активного ила.
Непревзойдённая гидравлика т.н. «банановых» пропеллеров Xylem Flygt , апробированная на большом количестве погружных мешалок, помогают сохранить нижнюю часть аэротенков свободной от осадка и поверхность свободную от плавающих веществ.
На аэротенках ЦСА были установлены мешалки типа: Xylem Flygt SY 4850 c электромотором установленной мощностью 2,2 кВт и потребляемой мощностью 1,4 квт.
Таким образом, установленные на двух секциях Аэротенков ЦСА мешалки типа Xylem Flygt SY 4850 потребляют только 1-2 ватт на кубический метр очищаемых сточных вод. Сорок четыре мешалки Xylem Flygt установлены в зонах денитрификации, анаэробных зонах, зонах дегазации и в маневровых зонах. Все т.н. «банановые» пропеллеры мешалок самоочищающиеся.
Центральная станция Аэрации находится в ведении ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга», которое установило ряд критериев, которые должны быть выполнен, это эффективность технологии биологической очистки, низкое потребление энергии и высокая эксплуатационная надежность.
Шведская компания Xylem Flygt как мировой лидер в технологии погружного и перемешивающего оборудования, имеет непревзойдённый 50 летний опыт производства, испытаний и установки мешалок различных типов и эффективности. Компания установила более 200 000 мешалок различного типа всему миру и всё производимое, и установленное оборудование отвечают самым высоким критериям надёжности и эффективности.
Одна из причин, по которой Xylem Flygt доказал своё преимущество в данной технологии, заключалась в том, что инженеры Российского подразделения Flygt, компании «Петроплан Инжиниринг» из Санкт-Петербурга смогли продемонстрировать и доказать Заказчику способность оборудования Xylem Flygt не только противостоять седиментации осадка на днище реконструируемых аэротенков без изменения основных конструктивных параметров сооружений, но и создать достаточный поток для предотвращения накопления плавающего ила.
Более полувековая история изучения процессов перемешивания, опыт и практические знания, выпуск различных специальных компьютерных программ для моделирования и расчётов перемешивания, позволило компании Flygt первыми в мире доказать, что главный параметр и критерий любых процессов перемешивания в резервуарах является сила тяги мешалки, а не мощность двигателя или параметры производительности.
Flygt инициировал создание новейшего стандарта ISO 21630:2007, по которому сегодня все технологические компании мира оценивают критерии перемешивания объемов технологических жидкостей, опираясь на исследования, проведенные именно компанией Flygt.
В настоящее время инженеры компании Xylem Flygt стараются добиться максимальной эффективности в гидродинамике производимого оборудования в целях сокращения эксплуатационных затрат и получения Заказчиками максимальной выгоды от использования эффективного оборудования Flygt.
Чтобы обеспечить стабильное и полное перемешивание всего объёма жидкости в резервуарах, нужна соответствующая сила тяги. С помощью таких инструментов, как вычислительная гидродинамика, специалисты компании «Петроплан Инжиниринг» совместно с центром технической поддержки компании FLYGT смогли определить правильный технологический подбор количества и мощности оборудования и свести к минимуму размеры мешалки с одним пропеллером и свели к минимуму потребление электроэнергии. Расчётное потребление энергии составили 1-2 ватт на м³ очистки.
Современное Российское законодательство жёстко требует проведения мероприятий по снижению энергетических затрат и повышению эффективности использования оборудования объектов жилищно-коммунального хозяйства и водоочистных сооружений.
Хотя данные мешалки работают 24 часа в сутки и 7 дней в неделю, общее потребление электроэнергии является крайне низким. Мешалки сами имеют рейтинг установленной мощности всего 2,2 кВт и имеют очень низкую скорость вращения 30 оборотов в минуту, или даже меньше. Самоочищающийся пропеллер бананового типа также помогает снижать энергопотребление, так как уменьшается количество волокон и отложений на крыльях пропеллера, что само по себе может влиять на энергетическую эффективность с течением времени.
Специалисты компании Xylem Flygt считают, что напряженная работа на подготовительном этапе, когда выполняется серьёзная инженерная проработка, обязательно окупится ибо цель любого исследования в области перемешивания это достижение максимально возможного потока при минимальном потреблении электроэнергии. Кроме того, Заказчик получил самую высокую эксплуатационную надежность установленного оборудования – 100000 часов операционной жизни.
Установка мешалок со сроком эксплуатации более 100000 часов само по себе экономит ресурсы Водоканалов, в т.ч. на обслуживание. Для данных мешалок, единственный требуемый сервис, это своевременная замена масла в редукторах.
Применение высококачественных материалов также снижает затраты на эксплуатацию. Валы мешалок, например, изготавливается из высоколегированные стали, но наиболее важным из всех для мешалок Xylem Flygt является применение чугунных пьедесталов под коробкой передач. Это позволяет снимать нагрузку на редукторы мешалок от горизонтальных потоков жидкости и от радиальных сил, воздействующих на пропеллеры, тем самым обеспечивая подшипникам долгий срок службы. Данный механизм эффективнее сайлент-блоковых и безпьедестальных решений, поскольку подшипники менее чувствительны к нагрузкам, чем коробки передач и, конечно, их дешевле заменить, чем редуктор.