하이폴림네틱 애이버레이션
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심층수 aeration이나 저압수 aeration을 통해, 심층수의 산소요구량은 호수의 자연적 층화를 파괴하지 않고 대기중의 산소에 의해 공급된다. 따라서 깊은 물은 에어로빅이 되고, 인산염 해산은 현저하게 감소하며 퇴적물의 광물화가 개선된다. 과학적인 증거는 기술적 환기 조치를 통해 심층수 에어로빅을 일년 내내 유지함으로써 호수의 자연 균형을 효과적으로 회복할 수 있다는 것을 보여준다.[1]
에우트로피케이션
성층화된 영양 호수에서 깊은 물의 산소 부족은 여름 침체기에 발생한다. 영양소 투입이 증가함에 따라, 많은 호수의 영양 수준은 지속적으로 증가한다. 인 농도가 높아지면 조류의 성장이 더 강해지고 심층부의 산소 소비량이 증가하게 될 수 있다. 혐기성 환경에서는 깊은 물 슬러지가 쌓이는 반면, 수체 내 암모늄, 철, 망간, 독성 황화수소 농도는 증가한다. 저혈당은 이제 적대적일 뿐만 아니라 혐기성 조건도 퇴적물에서 깊은 물로 인산염 용해 증가의 원인이 된다. 이러한 추가적인 영양소 부하는 다음 번 완전 순환 후에 더 많은 문제를 일으킨다. 특히 기존 먹는물 조례의 규정과 관련하여 저수지와 댐에서의 먹는물 생산 측면에서 이러한 수질 악화는 심각한 문제다.[2] 심층수 aeration은 이 과정을 막을 수 있다.
저소음 양극화에 대한 기술적 조치
TIVEANS 또는 TWBA는 "심층수 Aeration System"을 의미하는 독일 Tiefenwasserbelüftungsanlage를 의미한다.
TIVEANS 시리즈는 부유식 또는 잠수식 식물이다. 그것들은 하나 이상의 상류 파이프와 하나 이상의 물이 상승하는 동안 공기를 쐬고 있는 탈기실, 그리고 배출되고 탈기된 물이 다시 하이폴림온으로 펌프되는 하나 이상의 하류 파이프로 구성된다. 탈기실에서는 추가적인 영양소 흡수제 및/또는 영양소 침전 장치를 구현할 수 있다.
기술
식물의 아래쪽 끝에서 대기 중 공기는 이젝터에 의해 물 속에 삽입된다. 물과 산소의 혼합물이 상류 파이프에서 위로 밀려 올라간다. 업스트림 파이프의 끝에서 혼합물이 탈기실로 흐른다. 잔류 가스는 산소를 함유한 물에서 분리된다. 가스가 대기 중으로 빠져나가고, 산소화된 물이 하류 파이프를 통해 역류한다. 콘센트는 층류 흐름을 제공하고 수평으로 저온으로 유출된다.[3][4] 기술 구성의 맥락에서 수행되는 흐름과 질량 전달 계산 덕분에 최적의 설정을 결정할 수 있다.
개별 부품
- 플로팅 탱크
- 업스트림 파이프(텔레스코프)
- 디가싱 챔버
- 믹싱 장치
- 석션펜스
- 덮개 울타리
- 다운스트림 파이프
- 산소 입력
- 이젝터가 있는 잠수식 펌프
- 메인 밸러스트 탱크
재료
TIBEANS는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 스테인리스강 및 알루미늄망간 합금으로 만들 수 있다.
적용들
TIBEANS 시스템은 매우 가변적이며 1.5 ~ 60 kg/h의 산소 입력, 5 ~ 50 m의 적용 깊이, 600 ~ 7500 m3/h의 유량으로 매우 광범위한 적용 범위를 커버한다.
수체복원이나 수생치료의 목표는 우선순위에 따라 달라질 수 있다. 따라서 TIVEANS와 같은 심층수 Aeration 시스템의 가능성은 다양하다.
- 물고기와 다른 상위 유기체의 유산소 서식지로서 깊은 구역의 보존.[5][6]
- 지표수에서의 영양소 농도 감소.[1]
- 슬러지 형성 방지, 암모늄 생산량 증가 및 황화 독성 수소 형성.[1]
- 식수 생산을 위한 비용 절감.[1]
- 응고제를 사용한 깊은 물의 표적 처리.
저수조 댐의 식수 생산량
특히 음용수 생산과 관련하여 심층수 Aeration은 생산원가를 크게 낮추고 저층수의 추가적인 기술적 처리를 용이하게 한다.[1] 대부분의 저수지에서 식수 생산용 물은 열선 아래에서 끌어오기 때문에, 향상된 저온수질은 식수 생산에 직접적인 영향을 미친다. 음용수 규제의 해당 제한 값에 관하여, 심층수 Aeration을 통해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
pH 및 부식
음용수의 pH의 경우, 임계값은 6.5–9.5. 중성 범위(pH 6.5–7.5)를 벗어나는 pH 값은 물의 부식 거동을 나타내기 때문에 주로 중요하다. 약간 산성화된 물(pH 4–6.5)은 보통 아연도금 철관을 부식시키지만 구리 및 석면 시멘트 파이프도 부식시킨다.[7] 이 과정은 산성 부식이라고 알려져 있다. 실제 경험에 따르면 보호되지 않은 강철 파이프는 중립 pH 값에서만 사용할 수 있다. pH 값을 낮추면 순수 아연층 제거를 촉진한다.[8] 용해된 소금과 기체의 결과, 자연적인 차가운 물은 보통 약간 알칼리성 반응을 보인다. 이러한 성질은 용해된 이산화탄소의 평형 농도를 중탄산염 이온과 탄산염 이온의 형태로 설정함으로써 생성된다. 산화제로서의 산소가 존재하는 경우 높은 알칼리성 pH 값(pH 9–14)은 이른바 산소 부식을 초래한다. 설명된 산성 또는 산소 부식을 방지하기 위해 식수 생산을 위해 생수에 완충 용액을 첨가한다. 저혈압 aeration의 pH안정화 효과에 의해 이러한 완충솔루션의 적용이 감소되어 운영비가 절감될 수 있다.[1]
철과 망간
음용수에 함유된 철과 망간 농도의 경우 임계치는 각각 200µg/l과 50µg/l이다. 비록 그것들이 식수에서 필수적인 미량 원소 역할을 하지만, 철과 망간 농도가 약간 높아진 것은 기술적이고 위생적인 관점에서 바람직하지 않다.[7] 낮은 산소 농도에서는 철과 망간이 이온으로 용해된다. 자연적으로 발생하는 철과 망간은 주로 이분, 가용성 제철 또는 망간 화합물로 존재한다. 매우 높은 농도에서는 노란색 물색이 눈에 띈다. 이 물을 에어로빅하면 산화물은 철분/망간을 생성하는데, 철은 적갈색을 형성하고 망간은 흑색 침전물을 형성한다. 이 침전물은 물에 얼룩과 탁함을 유발하고 세탁물 얼룩을 유발한다. 침전물은 또한 파이프를 좁히고 마운팅에 침전시킬 수 있다. 0.3 mg/l 이상의 철분 농도와 0.5 mg/l 이상의 망간 농도는 불쾌한 금속 맛으로 눈에 띈다.[7] 에어로빅 저혈망 환경을 제공하면 식수 생산에 적합한 시설에서 물을 처리하기 전에 심층수 활성화가 용해된 철과 망간 화합물을 산화시키고 침전시킨다. 이러한 방법으로 용해 철 및 망간 화합물 제거에 대한 추가 운영비를 실현할 수 있다.
철종의 양과 이동성은 또한 redox 통제 인 가구에 영향을 미친다.[9] 혐기성 침전층에서 연속적으로 확산되는 불연성 철 화합물은 유산소수와 혐기성 침전물 사이의 경계 구역에서 산화되어 상단 침전층에 축적된다. 이 축적이 강할수록 퇴적물과 물의 에어로빅 경계가 인산염 확산 장벽으로 작용할 수 있다.[1]
영양농도 및 슬러지 형성
이미 언급했듯이, 심층수 aeration은 영양소 농도를 현저히 감소시킬 수 있다. 에어로빅 조건은 질소화 및 후속 변성화를 촉진하여 시스템의 질소 배출에 기여한다.[1] 황화수소나 메탄과 같은 감소된 물질의 화학적, 미생물적 산화는 물론 유기물질의 분해 심화가 슬러지 형성을 감소시킬 수 있다. 심층수의 에어로빅 조건도 침전물에서 인의 재독 제어 재분해를 줄이고 방출된 인의 재반입을 가능하게 하는 중요한 요인이 된다. 이러한 방식으로 심층수 방출은 변성 단계를 포기하거나 값비싼 편평체의 사용을 줄임으로써 식수 생산 비용을 추가로 절감한다.[1]
계획 및 설계
식물의 최종 설계는 다른 단계로 수행된다. 첫 번째 단계는 기술 설계에 대한 깊이 프로파일과 관련 요건을 평가하기 위해 항상 수역의 형태학적 측정이어야 하며, 나중에 발전소의 최적 위치를 결정해야 한다. 정확한 기술 설계를 위해서는 영양소 농도, 온도 성층화, pH, 산소 농도의 일시적 변화 등 다양한 파라미터의 측정과 함께 유량, 대량 수송량 및 저온 내 부유 고형분 분포의 계산이 필요하다.
예
- 호지스 호수(캘리포니아 샌디에이고)
- 마스턴 호수(콜로라도 리틀턴)
- 탈스페르 쇤브룬(크리스 힐드부르크하우젠, 튜링기아)
- 머게스펠트 호(세게베르크, 슐레스비히홀슈타인)
- 크루펀드 호수(피네베르크, 슐레스비히홀슈타인)
- 플렌스버그 항구(플렌스부르크, 슐레스비히홀슈타인)
- 보트 항구 키엘 (킬, 슐레스비히홀슈타인)
- 에이치바움제 (함부르크 함부르크)
- 소덴마트 호(브레멘, 브레멘)
- 글램벡 호수(네우스트렐리츠, 메클렌부르크-서부 포메라니아)
- 슐레세 (칼핀, 메클렌부르크-서부 포메라니아)
- 슈말러 루진 (펠드버그, 메클렌부르크-서부 포메라니아)
- 아킴 호(윈센, 로어 작센)
- 새크로 호(브란덴부르크 주 포츠담)
- 포비스트 호(와르테, 브란덴부르크)
- 아바흐 댐(파더본, 노르드딘 웨스트팔렌)
- 헤이옌벡 댐(Ennepetal, Northline-Westphalia)
- 푸를링 호(Köln, Northline-Westphalia)
- 반바흐 댐(노르트라인베스트팔렌 시그부르크)
- 수영호수 벤스하임(벤스하임, 헤세)
- 수영호수 게른스하임(헤세 게른스하임)
- 아우엔제 (라이프치히, 작센 주)
- 런스테트 호(브라운스베드라, 작센)
- 블릴로크탈스페르(사일-올라-크리스, 튜링기아)
- 하이데 호(Forst, Baden-Wüttemberg)
- 발트 호(포르스트, 바덴뷔르템베르크 주)
- 오픈 에어 풀 월도르프(발도르프, 바덴뷔르템베르크)
- 스타인브룬 호수(오스트리아 스타인브룬)
- 브렌제 (오스트리아 빌라크)
- 카흐테이치 (오스트리아 비에나)
- 틸트테이치 (오스트리아 비에나)
- 에스테르하지 호(오스트리아 아이젠슈타트)
- 와첼스도르프 호수(오스트리아 와첼스도르프)
- 라고 디 테라고(이탈리아 트리엔트)
- 라즈베르크 댐(헝가리 반호르바티)
- 라고아 다스 푸르나스 (포르투갈 푸르나스)
참조
- ^ a b c d e f g h i 스타인버그, C, 베른하르트, H.: Handbuch Angelwandte Limnologie – 14. Erg.Lfg. 4/0 Verlag: 휴틱 렘, 2002년 ISBN3-609-75820-1.
- ^ Verordnung über die Qualitet von Wasser für den menschlichen Gebrauch (Trinkwasserverordnung)는 21을 토한다. 마이 2001. Zuletzt Geendert Durch. 3, Abs. 1, 2는 5를 토한다. 2012년 9월. In: BGBl, Teil 1, Nr. 24: 959-969(2001) und BGBl. I S. 2562(2012)
- ^ Jaeger, D.: TIVEANS – 새로운 하이폴망 워터 Aeration 공장. 동사. 인터내타. 베레인. 림놀. 24: 184-187, 1990
- ^ a b 클라퍼, H.: 에우트로피에룽과 게웨서슈츠. 슈투트가르트, 제나: 구스타프 피셔, 1992년 ISBN 978-3-334-00394-7
- ^ 도크, J.L., 펑크, W.H., 줄, S.T.J., 무어, B.C.: 워싱턴 뉴먼 레이크에서 알룸 처리와 저혈당산소화에 따라 서식지 가용성과 벤틱 무척추동물 개체수가 변화한다. 인: J. 프레쉬왓. 에콜. 10: 87-100,1995.
- ^ Wehrli, B, Wüest, A: Zehn Jahre Seebelüftung: Erfahrungen und Optionen. EAWAG, 뒤베네도르프주리히, 슈바이즈,1996, ISBN 3-906484-14-9
- ^ a b c Die Bedeutung einzelnen Trinkwasserparameter, Wasserverband Großraum Ansfelden, 29.08.23, http://wasserverbandansfelden.riscompany.net/medien/download/50330502_1.pdf
- ^ Wasserqualitét: Spezialteil Korrosion, www.waterquality.de, 온라인 노하우 http://www.waterquality.de/trinkwasser/K.HTM
- ^ 린, D.R.S. 맥퀸, D.J. 스토리, V.R.: 시상하부절제술 시 인산염 운반. 아치. 하이드로바이올. 108, 269-280, 1986.
