I. دیسک دیفیوزر: بالاترین راندمان انتقال اکسیژن و کاملترین گاز-انتقال جرم مایع
هوادهی میکرو متخلخل در حال حاضر کارآمدترین روش برای انتقال اکسیژن در تصفیه فاضلاب است. انواع جریان اصلی هواده های میکرو متخلخل لوله ای یا دیسکی هستند که به طور گسترده در فرآیندهای حذف نیتروژن و فسفر معمولی مانند AAO، خندق اکسیداسیون و SBR استفاده می شود.
ارزش های اصلی کارایی:دیفیوزرهای معمولی دیسکی (قطر حباب 1 تا 5 میلی متر) در عمق هوادهی 4 تا 6 متر به SOTE 25% -45% دست می یابند که آنها را تنها نوع سیستم هوادهی با SOTE بیش از 40% می کند. در شرایط واقعی فاضلاب (MLSS 2000-4000 میلی گرم در لیتر)، OTE تقریباً 60٪ - 80٪ SOTE است.
اصل اصلی کارایی:هوا از طریق منافذ ریز (قطر 0.5 تا 2 میلی متر) روی غشاء به میکرو حباب ها تبدیل می شود. این میکروحبابها سطح ویژهای بسیار بزرگتر از حبابهای متوسط یا بزرگ دارند و سرعت بالا رفتن آنها در آب بسیار آهسته است (۰.۰۳-۰.۱ متر بر ثانیه). زمان ماندن این حبابها در مخزن هوادهی میتواند به 3 تا 5 دقیقه برسد و از تماس کافی گاز{8}}مایع اطمینان حاصل کند. به طور همزمان، نیروی محرکه انتقال جرم در سطح{10}مایع{10}گاز در هنگام صعود میکروحبابها قوی است و به اکسیژن اجازه میدهد به طور کامل از فاز گاز به فاز مایع پخش شود. این یک روش هوادهی مبتنی بر{12}}انتقال جرم معمولی است.
عوامل کلیدی موثر بر کارایی:عمق آب به طور قابل توجهی راندمان را بهبود می بخشد. به ازای هر 1 متر افزایش در عمق آب، SOTE تقریباً 5٪ تا 8٪ افزایش می یابد. با این حال، بهره وری تا حد زیادی تحت تاثیر کیفیت آب است. هنگامی که MLSS در مخزن هوادهی بیش از 4000 میلی گرم در لیتر باشد، لخته های لجن به راحتی باعث تجمع حباب می شوند و سطح ویژه را کاهش می دهند و راندمان را 10 تا 30 درصد کاهش می دهند. علاوه بر این، پوسته پوسته شدن ریز منافذ و چسبندگی لجن به طور مستقیم ظرفیت جریان منافذ را کاهش می دهد، که منجر به حباب های بزرگتر و کاهش کارایی قابل توجهی می شود که نیاز به تمیز کردن و نگهداری منظم دارد.
II. سیستم هوادهی جت: راندمان انتقال اکسیژن متوسط، متعادل کننده انتقال جرم و هم زدن
هوادهی جت انتقال جرم متلاطم گاز{0}مایع را با انتقال جرم سطحی ترکیب میکند. ساختارهای ریز متخلخل به راحتی مسدود نمی شود و هوادهی را با هم زدن ادغام می کند. راندمان آن بین سیستمهای هوادهی ریز متخلخل و چرخشی قرار میگیرد و آن را برای فاضلابهای آلی با غلظت بالا، فاضلابهای صنعتی یا کاربردهایی که نیاز به اختلاط قوی دارند، مناسب میسازد.
ارزش های اصلی کارایی:در عمق آب 4-8 متر، SOTE هواده های جت 15٪ تا 30٪ است. در شرایط واقعی فاضلاب (مواد جامد معلق بالا و MLSS بالا)، OTE تقریباً 70٪ تا 90٪ SOTE است، با کاهش بازده بسیار کمتری در مقایسه با سیستم های ریز متخلخل.
اصل اصلی کارایی:آب با فشار بالا با سرعت بالا از طریق یک نازل خارج می شود و فشار منفی در محفظه جت ایجاد می کند. این کار هوا را جذب می کند و آن را به حباب های کوچک تا متوسط- (قطر 5 تا 20 میلی متر) می شکند. حباب ها همراه با جریان متلاطم ایجاد شده توسط جت پر سرعت در آب پخش می شوند. برد جت می تواند به 5 تا 10 متر برسد و زمان تماس گاز{10}}مایع را به میزان قابل توجهی افزایش دهد. به طور همزمان، تلاطم با سرعت بالا، لایه راکد در رابط مایع- گاز را می شکند و انتقال جرم اکسیژن را افزایش می دهد. اگرچه راندمان انتقال جرم آن کمتر از ریز منافذ است، اما اثر هم زدن سطح ویژه ناکافی حباب ها را جبران می کند.
عوامل کلیدی موثر بر کارایی:فشار جت و نسبت هوا به آب{0}}عوامل اصلی تأثیرگذار هستند. نسبت مطلوب هوا به آب تقریباً 1:3 تا 1:5 است. فشار ناکافی منجر به جذب هوای کمتر و شکستن ناکافی حباب می شود و در نتیجه کارایی قابل توجهی کاهش می یابد. عمق آب نیز بهره وری را بهبود می بخشد. هر متر اضافی از عمق جت زمان ماندن حباب را افزایش می دهد و SOTE را تقریباً 3 تا 5 درصد افزایش می دهد. سیستمهای جت حداقل تحت تأثیر کیفیت آب قرار میگیرند و مشکلی برای مسدود شدن منافذ ندارند. اثرات غلظت لجن و مواد جامد معلق بر تجمع حباب را می توان با هم زدن متلاطم جبران کرد.
III. هواکش سیکلون: کمترین راندمان انتقال اکسیژن، قوی ترین قابلیت ضد تداخل-
هوادهی سیکلون از انتقال جرم واسط حباب متوسط-به-بزرگ استفاده میکند. ساختار ساده و توانایی ضد گرفتگی قوی آن، آن را به نوع هوادهی با کمترین نیازهای تعمیر و نگهداری، مناسب برای تصفیه خانه های کوچک فاضلاب، عملیات هوادهی متناوب، یا سناریوهایی با کیفیت آب ضعیف تبدیل کرده است.
ارزش های اصلی کارایی:در عمق آب 3-5 متر، SOTE هواده های سیکلون تنها 8٪ -15٪ است. اثر افزایش عمق آب بر بهبود بهره وری محدود است. بیش از 5 متر، SOTE کمتر از 2٪ افزایش می یابد. در شرایط واقعی فاضلاب، OTE تقریباً 80٪ تا 95٪ SOTE است، که نشان دهنده کوچکترین کاهش راندمان در بین سه نوع هوادهی است و تقریباً مصونیت نسبت به نوسانات کیفیت آب را نشان می دهد.
اصل اصلی کارایی:پس از ورود هوا به محفظه چرخش هواکش، با برش چرخشی به حبابهای متوسط{0}}تا{{1} بزرگ (قطر 20 تا 50 میلیمتر) تبدیل میشود. این حباب ها پس از رها شدن در یک حرکت چرخشی با سرعت صعود سریع (0.2-0.5 متر بر ثانیه) و زمان ماندن تنها 1-2 دقیقه بالا می روند. سطح ویژه آنها بسیار کوچکتر از ریز منافذ و جت ها است. انتقال اکسیژن عمدتاً به انتقال جرم سطحی در سطح حباب بستگی دارد. چرخش اندکی زمان تماس گاز{12}}مایع را افزایش میدهد اما نمیتواند لایه راکد گاز{13}}مایع را مختل کند و در نتیجه نیروی محرکه انتقال جرم ضعیف و راندمان پایین ایجاد میکند.
عوامل کلیدی موثر بر کارایی:راندمان هواده سیکلون در درجه اول تحت تأثیر شرایط هیدرولیکی مخزن هوادهی است. اگر مناطق مرده هیدرولیکی زیادی وجود داشته باشد، حبابها به سرعت بالا میآیند و فرار میکنند و کارایی را بیشتر کاهش میدهند. روش رهاسازی حباب (مثلاً زاویه محفظه چرخش و تعداد خروجی ها) اندکی بر راندمان تأثیر می گذارد، اما به طور کلی قابل کنترل است. غلظت لجن، مواد جامد معلق و pH آب تقریباً هیچ تأثیری بر کارایی ندارند. هیچ مؤلفه گرفتگی وجود ندارد و اندازه حباب پایدار است و تا حد زیادی تحت تأثیر عوامل خارجی قرار نمی گیرد.
|
سیستم هوادهی |
اندازه حباب |
SOTE (معمولی) |
OTE (فاضلاب واقعی) |
نقاط قوت کلیدی |
محدودیت های کلیدی / ملاحظات |
|
دیسک دیفیوزر (ریز متخلخل) |
0.5-5 میلی متر (ریزحباب) |
25٪ - 45٪ (می تواند بیش از 40٪ باشد) |
60 تا 80 درصد SOTE |
بالاترین راندمان انتقال اکسیژن؛ کاملترین گاز{0}}انتقال جرم مایع؛ مناسب برای حذف معمولی نیتروژن/فسفر |
Highly affected by water quality and MLSS >4000 میلی گرم در لیتر؛ مسدود شدن منافذ؛ نیاز به تمیز کردن منظم دارد؛ راندمان به شدت با عمق آب افزایش می یابد (5-8٪ در متر) |
|
سیستم هوادهی جت |
5-20 میلی متر (کوچک تا متوسط) |
15%–30% |
70٪ - 90٪ از SOTE |
انتقال جرم و تحریک را متعادل می کند. مناسب برای فاضلاب آلی یا صنعتی با غلظت بالا. کمتر تحت تأثیر کیفیت آب قرار می گیرد. حداقل تعمیر و نگهداری |
راندمان کمتر از میکرو متخلخل. وابسته به فشار جت و نسبت هوا به آب (بهینه 1:3-1:5)؛ عمق آب به طور متوسط بر راندمان تأثیر می گذارد (3-5٪ در متر) |
|
هواکش سیکلون (چرخش) |
20-50 میلی متر (متوسط تا بزرگ) |
8%–15% |
80٪ - 95٪ از SOTE |
ساختار ساده؛ قوی ترین ضد-تداخل؛ حداقل تعمیر و نگهداری؛ تقریباً تحت تأثیر کیفیت آب قرار نگرفته است |
کمترین راندمان انتقال اکسیژن؛ صعود سریع حباب زمان تماس را کاهش می دهد. راندمان کمی تحت تأثیر مناطق مرده هیدرولیکی است. بهبود محدود با افزایش عمق آب |