گزارش تست اکسیژن رسانی هوادهی حباب ریز

در سیستم تصفیه فاضلاب، فرآیند هوادهی 45٪ تا 75٪ از انرژی مصرفی کل تصفیه خانه فاضلاب را به خود اختصاص می دهد، به منظور بهبود راندمان انتقال اکسیژن در فرآیند هوادهی، تصفیه خانه فاضلاب فعلی معمولاً به صورت میکرو متخلخل استفاده می شود. سیستم های هوادهی. در مقایسه با سیستم هوادهی حباب های بزرگ و متوسط، سیستم هوادهی ریز متخلخل می تواند حدود 50 درصد در مصرف انرژی صرفه جویی کند. با این وجود، میزان استفاده از اکسیژن در فرآیند هوادهی آن نیز در محدوده 20٪ تا 30٪ است. علاوه بر این، مناطق بیشتری در چین برای استفاده از فناوری هوادهی ریز متخلخل برای تصفیه رودخانه های آلوده وجود داشته است، اما هیچ تحقیقی در مورد چگونگی انتخاب معقول هواده های ریز متخلخل برای شرایط مختلف آب وجود ندارد. بنابراین، بهینه سازی پارامترهای عملکرد اکسیژن هوادهی میکرو متخلخل برای تولید و کاربرد واقعی از اهمیت زیادی برخوردار است.

عوامل زیادی بر عملکرد هوادهی میکرو متخلخل و اکسیژن‌رسانی تأثیر می‌گذارند که مهم‌ترین آنها حجم هوادهی، اندازه منافذ و عمق نصب آب است.

در حال حاضر، مطالعات کمتری در مورد رابطه بین عملکرد اکسیژن‌رسانی هواکش میکرو متخلخل و اندازه منافذ و عمق نصب در داخل و خارج از کشور وجود دارد. این تحقیق بیشتر بر بهبود ضریب انتقال جرم اکسیژن کل و ظرفیت اکسیژن‌رسانی متمرکز است و مشکل مصرف انرژی در فرآیند هوادهی را نادیده می‌گیرد. ما بازده تئوری توان را به عنوان شاخص اصلی تحقیق، همراه با ظرفیت اکسیژن رسانی و روند استفاده از اکسیژن در نظر می گیریم، در ابتدا حجم هوادهی، قطر دیافراگم و عمق نصب را زمانی که راندمان هوادهی بالاترین است، بهینه می کنیم تا مرجعی برای کاربرد ارائه کنیم. فناوری هوادهی میکرو متخلخل در پروژه واقعی

1.مواد و روش ها

1.1 تنظیم تست
مجموعه آزمایشی از پلکسی گلاس ساخته شده بود و بدنه اصلی یک مخزن هوادهی استوانه ای D 0.4 متر × 2 متر با یک پروب اکسیژن محلول واقع در 0.5 متر زیر سطح آب بود (نشان داده شده در شکل 1).


شکل 1 تنظیم تست هوادهی و اکسیژن رسانی

1.2 مواد تست
هواکش میکرو متخلخل، ساخته شده از غشای لاستیکی، قطر 215 میلی متر، اندازه منافذ 50، 100، 200، 500، 1000 میکرومتر. تست اکسیژن محلول رومیزی Sension378، HACH، ایالات متحده آمریکا. دبی سنج روتور گاز، محدوده 0~3 m3/h، دقت ±0.2%. دمنده HC-S. کاتالیزور: CoCl2-6H2O، تجزیه تحلیلی خالص. دی اکسیدان: Na2SO3، از نظر تحلیلی خالص.



1.3 روش تست
آزمایش با استفاده از روش استاتیک غیر ثابت انجام شد، یعنی ابتدا در طول آزمایش، Na2SO3 و CoCl2-6H2O برای اکسیژن‌زدایی دوز داده شدند و زمانی که اکسیژن محلول در آب به 0 کاهش یافت، هوادهی شروع شد. تغییرات در غلظت اکسیژن محلول. در آب در طول زمان ثبت شد و مقدار KLa محاسبه شد. عملکرد اکسیژن تحت حجم های مختلف هوادهی (0.5، 1، 1.5، 2، 2.5، 3 m3/h)، اندازه های مختلف منافذ (50، 100، 200، 500، 1000 میکرومتر) و عمق های مختلف آب (0.8، 1.1، 1.3، 1.5، 1.8، 2.0 متر)، و همچنین به CJ/T اشاره شد
3015.2 -1993 "تعیین عملکرد اکسیژن آب شفاف هواکش" و استانداردهای تست اکسیژن رسانی آب شفاف ایالات متحده.

استفاده از اکسیژن (SOTE، %) با رابطه (4) بیان می شود.

جایی که: q - حجم هوادهی در شرایط استاندارد، m3/h.

بازده تئوری توان [E, kg/(kW-h)] با رابطه (5) بیان می شود.

کجا: P - قدرت تجهیزات هوادهی، کیلو وات.

شاخص‌های رایج مورد استفاده برای ارزیابی عملکرد اکسیژن‌رسانی هواده ضریب انتقال جرم اکسیژن کل KLa، ظرفیت اکسیژن‌رسانی OC، میزان مصرف اکسیژن SOTE و بازده تئوری توان E [7] است. مطالعات موجود بیشتر بر روند ضریب انتقال جرم اکسیژن کل، ظرفیت اکسیژن‌رسانی و استفاده از اکسیژن و کمتر بر بازده نظری توان تمرکز کرده‌اند [8، 9]. بازده نظری توان به عنوان تنها شاخص کارایی [10] می تواند منعکس کننده مشکل مصرف انرژی در فرآیند هوادهی باشد که تمرکز این آزمایش است.

2.2 تأثیر هوادهی بر عملکرد اکسیژن

عملکرد اکسیژن رسانی در سطوح مختلف هوادهی با هوادهی در 2 متر پایین هواکش با اندازه منافذ 200 میکرومتر ارزیابی شد و نتایج در شکل 2 نشان داده شده است.

شکل 2 تغییر K و استفاده از اکسیژن با سرعت هوادهی

همانطور که از شکل 2 مشاهده می شود، KLa به تدریج با افزایش حجم هوادهی افزایش می یابد. این عمدتاً به این دلیل است که هرچه حجم هوادهی بیشتر باشد، منطقه تماس گاز و مایع بزرگتر و بازده اکسیژن بالاتر است. از سوی دیگر، برخی از محققان دریافتند که با افزایش حجم هوادهی میزان مصرف اکسیژن کاهش می یابد و وضعیت مشابهی در این آزمایش مشاهده شد. این به این دلیل است که در عمق معینی آب، زمانی که حجم هوادهی کم است، زمان ماندن حباب ها در آب افزایش می یابد و زمان تماس گاز و مایع طولانی می شود. هنگامی که حجم هوادهی زیاد باشد، اختلال در بدنه آبی شدید است و بیشتر اکسیژن به طور موثر استفاده نمی شود و در نهایت از سطح آب به شکل حباب در هوا آزاد می شود. سرعت استفاده از اکسیژن حاصل از این آزمایش در مقایسه با متون بالا نبود، احتمالاً به این دلیل که ارتفاع راکتور به اندازه کافی بالا نبود و مقدار زیادی از اکسیژن بدون تماس با ستون آب خارج شد و نرخ استفاده از اکسیژن را کاهش داد.

تغییر بازده تئوری توان (E) با هوادهی در شکل 3 نشان داده شده است.

شکل 3 راندمان توان نظری در مقابل حجم هوادهی

همانطور که در شکل 3 مشاهده می شود، بازده تئوری توان به تدریج با افزایش هوادهی کاهش می یابد. زیرا نرخ انتقال استاندارد اکسیژن با افزایش حجم هوادهی در شرایط خاص عمق آب افزایش می‌یابد، اما افزایش کار مفید مصرف شده توسط دمنده از افزایش نرخ انتقال استاندارد اکسیژن قابل توجه‌تر است، بنابراین بازده تئوری توان با افزایش حجم هوادهی در محدوده حجم هوادهی مورد بررسی در آزمایش کاهش می یابد. ترکیب روندها در شکل. 2 و 3، می توان دریافت که بهترین عملکرد اکسیژن رسانی در حجم هوادهی 0.5 متر مکعب در ساعت به دست می آید.

2.3 اثر اندازه منافذ بر عملکرد اکسیژن

اندازه منافذ تأثیر زیادی در تشکیل حباب دارد، هر چه اندازه منافذ بزرگتر باشد، اندازه حباب بزرگتر است. حباب‌ها در عملکرد اکسیژن‌رسانی ضربه عمدتاً در دو جنبه ظاهر می‌شوند: اول، هرچه حباب‌های فردی کوچک‌تر باشند، سطح کلی حباب بزرگ‌تر باشد، منطقه تماس انتقال جرم گاز-مایع بزرگ‌تر باشد، برای انتقال مساعدتر است. اکسیژن؛ ثانیاً، هرچه حباب‌ها بزرگ‌تر باشند، نقش همزدن آب قوی‌تر است، مخلوط شدن گاز و مایع بین سریع‌تر، اثر اکسیژن‌سازی بهتر است. اغلب اولین نقطه در فرآیند انتقال جرم نقش اصلی را ایفا می کند. آزمایش حجم هوادهی را روی 0.5 متر مکعب در ساعت تنظیم می‌کند تا تأثیر اندازه منافذ بر KLa و استفاده از اکسیژن را بررسی کند، به شکل 4 مراجعه کنید.


شکل 4. منحنی های تغییر KLa و استفاده از اکسیژن با اندازه منافذ

همانطور که از شکل 4 مشاهده می شود، استفاده از KLa و اکسیژن با افزایش اندازه منافذ کاهش یافت. تحت شرایط عمق آب و حجم هوادهی یکسان، هوادهی هوادهی با دیافراگم 50 میکرومتر تقریباً سه برابر هواکش 1000 میکرومتری است. بنابراین، هنگامی که هواکش در عمق معینی از آب نصب می شود، دیافراگم ظرفیت اکسیژن رسانی هواده کوچکتر و مصرف اکسیژن بیشتر است.

تغییر بازده تئوری توان با اندازه منافذ در شکل 1 نشان داده شده است.

شکل 5 بازده نظری توان در مقابل اندازه منافذ
همانطور که از شکل 5 مشاهده می شود، بازده تئوری توان روند افزایشی و سپس کاهشی با افزایش اندازه دیافراگم را نشان می دهد. این به این دلیل است که از یک طرف، هواکش با دیافراگم کوچک دارای KLa و ظرفیت اکسیژن رسانی بیشتر است که برای اکسیژن رسانی مفید است. از طرفی با کاهش قطر دهانه، افت مقاومت در عمق آب معین افزایش می یابد. هنگامی که کاهش اندازه منافذ در کاهش مقاومت اثر ارتقاء بیشتر از نقش انتقال جرم اکسیژن باشد، با کاهش اندازه منافذ، بازده تئوری توان کاهش می‌یابد. بنابراین، هنگامی که قطر دیافراگم کوچک است، بازده نظری قدرت با افزایش قطر دیافراگم افزایش می‌یابد و قطر دیافراگم 200 میکرومتر برای رسیدن به حداکثر مقدار 1.91 کیلوگرم بر (کیلووات ساعت) افزایش می‌یابد. زمانی که قطر دهانه بیش از 200 میکرومتر باشد، افت مقاومت در فرآیند هوادهی دیگر نقش غالبی در فرآیند هوادهی ندارد، KLa و ظرفیت اکسیژن‌رسانی با افزایش قطر دهانه هواکش کاهش می‌یابد و بنابراین، از نظر نظری بهره وری انرژی روند نزولی قابل توجهی را نشان می دهد.

2.4 تأثیر عمق آب نصب بر عملکرد اکسیژن رسانی

عمق آبی که هواکش در آن تعبیه شده است تأثیر بسیار چشمگیری در اثر هوادهی و اکسیژن رسانی دارد. هدف مطالعه تجربی، کانال آب کم عمق کمتر از 2 متر بود. عمق هوادهی هواکش با عمق آب استخر تعیین شد. مطالعات موجود عمدتاً بر عمق فرورفتگی هواکش متمرکز است (یعنی هواکش در کف استخر نصب می شود و با افزایش مقدار آب عمق آب افزایش می یابد) و آزمایش عمدتاً بر عمق نصب هواده متمرکز است. هواکش (یعنی مقدار آب در استخر ثابت نگه داشته می شود و ارتفاع نصب هواده برای یافتن بهترین عمق آب برای اثر هوادهی تنظیم می شود) و تغییرات KLa و استفاده از اکسیژن با عمق آب در شکل 6 نشان داده شده است.


شکل 6 منحنی های تغییر K و استفاده از اکسیژن با عمق آب
شکل 6 نشان می دهد که با افزایش عمق آب، هر دو KLa و استفاده از اکسیژن روند افزایشی واضحی را نشان می دهند، با KLa بیش از چهار برابر در عمق آب 0.8 متر و عمق آب 2 متر تفاوت دارد. این به این دلیل است که هرچه آب عمیق تر باشد، زمان ماندن حباب ها در ستون آب بیشتر باشد، زمان تماس گاز و مایع بیشتر باشد، اثر انتقال اکسیژن بهتر است. بنابراین، هرچه هواکش عمیق‌تر نصب شود، ظرفیت اکسیژن‌رسانی و استفاده از اکسیژن بیشتر می‌شود. اما نصب عمق آب افزایش می‌یابد در عین حال تلفات مقاومت نیز افزایش می‌یابد، برای غلبه بر تلفات مقاومتی باید میزان هوادهی را افزایش داد که به ناچار منجر به افزایش مصرف انرژی و هزینه‌های عملیاتی می‌شود. بنابراین، برای به دست آوردن عمق نصب بهینه، لازم است رابطه بین بازده تئوری توان و عمق آب مورد ارزیابی قرار گیرد، جدول 1 را ببینید.

جدول 1 بازده نظری توان به عنوان تابعی از عمق آب
عمق / متر	E/(kg.kw-1.h-1)	عمق / متر	E/(kg.kw-1.h-1)
0.8	0.50	1.1	1.10

جدول 1 نشان می دهد که بازده تئوری توان در عمق نصب 0.8 متر بسیار کم است و تنها 0.5 کیلوگرم بر (کیلووات ساعت) است که باعث می شود هوادهی آب کم عمق نامناسب باشد. نصب عمق آب 1.1 ~ 1.5 متر محدوده، با توجه به افزایش قابل توجهی در ظرفیت اکسیژن رسانی، در حالی که هواده توسط اثر مقاومت آشکار نیست، بنابراین بهره وری قدرت نظری به سرعت افزایش می یابد. با افزایش بیشتر عمق آب تا 1.8 متر، اثر کاهش مقاومت بر عملکرد اکسیژن‌رسانی بیشتر و بیشتر می‌شود و در نتیجه رشد بازده تئوری قدرت تمایل به کاهش می‌یابد، اما همچنان روند افزایشی را نشان می‌دهد و در نصب از عمق آب 2 متر، بازده تئوری توان به حداکثر 1.97 کیلوگرم بر (کیلووات ساعت) می رسد. بنابراین، برای کانال های کمتر از 2 متر، هوادهی پایین برای اکسیژن رسانی بهینه ترجیح داده می شود.

3. نتیجه گیری

با استفاده از روش استاتیک غیر ثابت برای آزمایش اکسیژن‌رسانی آب شفاف هوادهی ریز متخلخل، در شرایط عمق آب آزمایش (< 2 متر) و اندازه منافذ (50 تا 1000 میکرومتر)، ضریب انتقال جرم اکسیژن کل KLa و استفاده از اکسیژن با نصب عمق آب؛ با افزایش اندازه منافذ و کاهش. در فرآیند افزایش حجم هوادهی از 0.5 متر مکعب بر ساعت به 3 متر مکعب در ساعت، ضریب انتقال جرم اکسیژن کل و ظرفیت اکسیژن‌رسانی به تدریج افزایش یافت و میزان مصرف اکسیژن کاهش یافت.

بهره وری قدرت نظری تنها شاخص اثربخشی است. در شرایط آزمایش، بازده تئوری توان با هوادهی و نصب عمق آب افزایش می‌یابد، با افزایش روزنه ابتدا افزایش و سپس کاهش می‌یابد. نصب عمق و دیافراگم آب باید ترکیبی معقول باشد تا عملکرد اکسیژن‌رسانی را برای دستیابی به بهترین حالت انجام دهد، به طور کلی، هر چه عمق انتخاب آب در روزنه هواکش بزرگ‌تر باشد.

نتایج آزمایش نشان می دهد که نباید از هوادهی آب کم عمق استفاده کرد. در عمق نصب 2 متر، حجم هوادهی 0.5 متر مکعب بر ساعت و هواکش با اندازه منافذ 200 میکرومتر منجر به حداکثر بازده تئوری توان 1.97 کیلوگرم بر (کیلووات در ساعت) شد.

موارد فوق داده‌های تحقیق و توسعه ما است که متعهد به داده‌ها برای بهینه‌سازی مداوم عملکرد محصول، از ریشه برای حل دیافراگم دیسک هوادهی، پارگی پوست غشای EPDM، گرفتگی و سایر مسائل است.

NIHAO اولین شرکت در چین است که محصولات لاستیکی و پلاستیکی را برای بیش از بیست سال به عنوان یک کار ارشد تولید می کند. پیشرو در صنعت تصفیه آب ، با تیم تحقیق و توسعه حرفه ای و تجهیزات تخصصی کارخانه برای افزایش دقت و بهره وری محصولات.

ما در تولید تخصص داریم دافیوز لوله ای و دافیوز دیسکی بیش از 10 سال پوست غشای دیسک هوادهی ما از فرمول انحصاری بدون روغن استفاده می کنیم، پس از آزمایش مداوم تیم تحقیق و توسعه و بهبود کلی بهبود عملکرد جامع پوست غشایی، استفاده از حداکثر هشت سال ریز متخلخل غیر گرفتگی. نه تنها استفاده از مواد با کیفیت بالا EPDM 100٪ جدید، بلکه 38٪ از نسبت کربن سیاه را از طریق قطرهای مختلف نیرو اضافه کرد تا به طور کامل عملکرد انعطاف پذیری پوست غشاء و مقاومت در برابر پارگی را تقویت کند. دیسک دیفیوزر ما دارای مزایای زیر است:

1. ضد انسداد، جلوگیری از جریان برگشت خوب، منطقه تماس بزرگ، مقاومت در برابر خوردگی قوی

2. مقاومت پارگی پوست غشاء قوی، مقاومت در برابر آب، مقاومت در برابر ضربه بهتر

3. حباب های یکنواخت، هوادهی با راندمان بالا، استفاده از اکسیژن بالا، صرفه جویی در انرژی، کاهش موثر هزینه های عملیاتی

مزایای لوله هوادهی:

آسان برای مونتاژ، در پایین لوله استخر و لوله هوادهی به یکی، نیازی به تجهیزات لوله کشی اضافی نیست، قیمت پایین تر از سایر هواکش های میکرو متخلخل است. همان مقاومت اسیدی و قلیایی، پیری آسان نیست، عمر طولانی مدت. در برآمدگی هوادهی، هوادهی مسطح نیست، مسطح، متخلخل متغیر بسته شد، بنابراین تعلیق هوادهی برای مدت زمان طولانی، مسدود نخواهد شد.

تیم حرفه ای NIHAO و کارکنان تحقیق و توسعه، تا طراحی صحنه واقعی، مشخصات معقول را به شما ارائه دهند تا بهترین مورد را برای هواکش خود انتخاب کنید! ما صمیمانه منتظر تماس شما هستیم تا آینده ای بهتر و پاک تر بسازیم!