İnce Kabarcıklı Havalandırma Oksijenasyon Test Raporu

Atık su arıtma sisteminde, havalVeırma prosesi, tüm atık su arıtma tesisinin enerji tüketiminin %45 ila %75'ini oluşturur; havalandırma prosesinin oksijen transfer verimliliğini artırmak için mevcut atık su arıtma tesisi, mikro gözenekli olarak yaygın olarak kullanılır. havalandırma sistemleri.Büyük ve orta büyüklükteki kabarcıkların havalandırma sistemiyle karşılaştırıldığında, mikro gözenekli havalandırma sistemi enerji tüketiminde yaklaşık% 50 tasarruf sağlayabilir. Bununla birlikte havalandırma prosesinin oksijen kullanım oranı da %20 ila %30 aralığındadır. Buna ek olarak, Çin'de kirli nehirlerin arıtılması için mikro gözenekli havalandırma teknolojisinin kullanıldığı daha fazla alan mevcut ancak farklı su koşulları için mikro gözenekli havalandırıcıların makul şekilde nasıl seçileceğine dair bir araştırma yok. Bu nedenle, mikro gözenekli havalandırıcı oksijenasyon performans parametrelerinin gerçek üretim ve uygulama için optimizasyonu büyük önem taşımaktadır.

Mikro gözenekli havalandırma ve oksijenleme performansını etkileyen birçok faktör vardır; bunlardan en önemlileri havalandırma hacmi, gözenek boyutu ve su derinliği tesisatıdır.

Günümüzde mikro gözenekli havalandırıcının oksijenlenme performansı ile gözenek boyutu ve montaj derinliği arasındaki ilişki üzerine yurt içi ve yurt dışında daha az sayıda çalışma bulunmaktadır. Araştırma daha çok toplam oksijen kütle transfer katsayısının ve oksijenasyon kapasitesinin iyileştirilmesine odaklanıyor ve havalandırma sürecindeki enerji tüketimi sorununu ihmal ediyor. Teorik güç verimliliğini, oksijenasyon kapasitesi ve oksijen kullanım eğilimi ile birlikte ana araştırma indeksi olarak alıyoruz, uygulama için bir referans sağlamak üzere başlangıçta havalandırma verimliliği en yüksek olduğunda havalandırma hacmini, açıklık çapını ve kurulum derinliğini optimize ediyoruz. Gerçek projede mikro gözenekli havalandırma teknolojisinin kullanımı.

1.Malzemeler ve yöntemler

1.1 Test kurulumu
Test kurulumu Plexiglas'tan yapılmıştır ve ana gövde, su yüzeyinin 0,5 m altına yerleştirilmiş çözünmüş oksijen sondasına sahip bir D 0,4 m x 2 m silindirik havalandırma tankıdır (Şekil 1'de gösterilmiştir).


Şekil 1 Havalandırma ve Oksijenasyon Test Kurulumu

1.2 Test malzemeleri
Mikro gözenekli havalandırıcı, kauçuk membrandan yapılmıştır, çapı 215 mm, gözenek boyutu 50, 100, 200, 500, 1 000 μm. sension378 tezgah üstü çözünmüş oksijen test cihazı, HACH, ABD. Gaz rotoru akış ölçer, aralık 0~3 m3/saat, doğruluk ±%0,2. HC-S üfleyici. Katalizör: CoCl2-6H2O, analitik olarak saf; Deoksidan: Na2SO3, analitik olarak saf.



1.3 Test yöntemi
Test, statik sabit olmayan yöntem kullanılarak gerçekleştirildi, yani test sırasında ilk olarak deoksijenasyon için Na2SO3 ve CoCl2-6H2O dozlandı ve sudaki çözünmüş oksijen 0'a düşürüldüğünde havalandırma başlatıldı. Çözünmüş oksijen konsantrasyonundaki değişiklikler Suda zaman içerisinde oluşan kayıplar kayıt altına alınarak KLa değeri hesaplandı. Oksijenasyon performansı farklı havalandırma hacimleri (0,5, 1, 1,5, 2, 2,5, 3 m3/saat), farklı gözenek boyutları (50, 100, 200, 500, 1.000 μm) ve farklı su derinlikleri (0,8, 1,1, 1,000 μm) altında test edildi. 1,3, 1,5, 1,8, 2,0 m) ve CJ/T'ye de atıf yapılmıştır.
3015.2 -1993 "Havalandırıcı temiz su oksijenasyon performansının belirlenmesi" ve Amerika Birleşik Devletleri temiz su oksijenasyon test standartları.

Oksijen kullanımı (SOTE, %) denklem (4) ile ifade edilir.

Burada: q - standart durumda havalandırma hacmi, m3/saat.

Teorik güç verimliliği [E, kg/(kW-h)] denklem (5) ile ifade edilir.

Nerede: P - havalandırma ekipmanının gücü, kW.

Havalandırıcı oksijenasyon performansını değerlendirmek için yaygın olarak kullanılan göstergeler, toplam oksijen kütle transfer katsayısı KLa, oksijenasyon kapasitesi OC, oksijen kullanım oranı SOTE ve teorik güç verimliliği E'dir [7]. Mevcut çalışmalar daha çok toplam oksijen kütle transfer katsayısı, oksijenasyon kapasitesi ve oksijen kullanımı eğilimlerine ve teorik güç verimliliğine daha az odaklanmıştır [8, 9]. Tek verimlilik endeksi [10] olarak teorik güç verimliliği, bu deneyin odak noktası olan havalandırma sürecindeki enerji tüketimi sorununu yansıtabilir.

2.2 Havalandırmanın oksijenasyon performansı üzerindeki etkisi

Farklı havalandırma seviyelerindeki oksijenlenme performansı, 200 μm gözenek boyutuna sahip havalandırıcının alt 2 m'sindeki havalandırma ile değerlendirildi ve sonuçlar Şekil 2'de gösterilmektedir.

Şekil 2 K ve oksijen kullanımının havalandırma hızına göre değişimi

Şekil 2'den görülebileceği gibi KLa, havalandırma hacminin artmasıyla birlikte kademeli olarak artmaktadır. Bunun temel nedeni, havalandırma hacmi ne kadar büyükse, gaz-sıvı temas alanının da o kadar büyük olması ve oksijenasyon verimliliğinin de o kadar yüksek olmasıdır. Öte yandan bazı araştırmacılar havalandırma hacminin artmasıyla oksijen kullanım oranının azaldığını tespit etmiş ve bu deneyde de benzer bir durum tespit edilmiştir. Bunun nedeni, belirli bir su derinliği altında, havalandırma hacmi küçük olduğunda kabarcıkların su içinde kalma süresinin artması ve gaz-sıvı temas süresinin uzamasıdır; Havalandırma hacmi büyük olduğunda, su kütlesinin bozulması güçlü olur ve oksijenin çoğu etkili bir şekilde kullanılmaz ve sonunda su yüzeyinden kabarcıklar şeklinde havaya salınır. Bu deneyden elde edilen oksijen kullanım oranı, muhtemelen reaktör yüksekliğinin yeterince yüksek olmaması ve büyük miktarda oksijenin su sütununa temas etmeden kaçması ve oksijen kullanım oranının azalması nedeniyle literatüre göre yüksek değildi.

Teorik güç verimliliğinin (E) havalandırmayla değişimi Şekil 3'te gösterilmektedir.

Şekil 3 Havalandırma hacmine karşı teorik güç verimliliği

Şekil 3'te görülebileceği gibi, teorik güç verimliliği artan havalandırmayla birlikte giderek azalmaktadır. Bunun nedeni, belirli su derinliği koşulları altında havalandırma hacminin artmasıyla standart oksijen transfer oranının artması, ancak üfleyici tarafından tüketilen faydalı işteki artışın standart oksijen transfer oranındaki artıştan daha önemli olmasıdır, dolayısıyla teorik güç verimliliği deneyde incelenen havalandırma hacmi aralığında havalandırma hacminin artmasıyla azalır. Şekil 2'de trendlerin birleştirilmesi. Şekil 2 ve 3'te en iyi oksijenasyon performansının 0,5 m3/saatlik havalandırma hacminde elde edildiği bulunabilir.

2.3 Gözenek boyutunun oksijenasyon performansı üzerindeki etkisi

Gözenek boyutunun kabarcık oluşumu üzerinde büyük etkisi vardır; gözenek boyutu ne kadar büyük olursa, kabarcığın boyutu da o kadar büyük olur. Kabarcıkların oksijenlenme performansı üzerindeki etkisi temel olarak iki açıdan kendini gösterir: Birincisi, bireysel kabarcıklar ne kadar küçük olursa, genel kabarcığın spesifik yüzey alanı o kadar büyük olur, gaz-sıvı kütle transfer temas alanı ne kadar büyük olursa, transfere o kadar elverişli olur. oksijen; İkincisi, kabarcıklar ne kadar büyük olursa, suyun karıştırılmasının rolü o kadar güçlü olur, gaz-sıvı karışımı o kadar hızlı olur, oksijenlenmenin etkisi o kadar iyi olur. Çoğunlukla kütle transfer sürecindeki ilk nokta önemli bir rol oynar. Test, gözenek boyutunun KLa ve oksijen kullanımı üzerindeki etkisini incelemek için havalandırma hacmi 0,5 m3/saat olarak ayarlanacaktır, bkz. Şekil 4.


Şekil 4. Gözenek boyutuna göre KLa ve oksijen kullanımının değişim eğrileri

Şekil 4'ten görülebileceği gibi gözenek boyutunun artmasıyla hem KLa hem de oksijen kullanımı azalmıştır. Aynı su derinliği ve havalandırma hacmi koşullarında, 50 μm açıklıklı havalandırıcının KLa değeri, 1000 μm açıklıklı havalandırıcının yaklaşık üç katıdır. Bu nedenle, havalandırıcı belirli bir su derinliğine monte edildiğinde, havalandırıcının açıklığı ne kadar küçük olursa oksijenlenme kapasitesi ve oksijen kullanımı o kadar fazla olur.

Teorik güç verimliliğinin gözenek boyutuna göre değişimi Şekil 2'de gösterilmektedir.

Şekil 5 Teorik güç verimliliği ve gözenek boyutu
Şekil 5'ten görülebileceği gibi, teorik güç verimliliği, açıklık boyutunun artmasıyla birlikte artan ve daha sonra azalan bir eğilim göstermektedir. Bunun nedeni bir yandan küçük açıklıklı havalandırıcının daha büyük bir KLa'ya ve oksijenasyon kapasitesine sahip olmasıdır, bu da oksijenlenmeye yardımcı olur. Öte yandan, belirli bir su derinliği altında direnç kaybı açıklık çapının azalmasıyla artmaktadır. Promosyon etkisinin direnç kaybındaki gözenek boyutundaki azalma, oksijen kütle transferinin rolünden daha büyük olduğunda, gözenek boyutunun azalmasıyla teorik güç verimliliği azalacaktır. Bu nedenle, açıklık çapı küçük olduğunda, açıklık çapının artmasıyla teorik güç verimliliği artacak ve 200 μm açıklık çapı maksimum 1,91 kg/(kW-saat) değerine ulaşacak; Açıklık çapı > 200 μm olduğunda, havalandırma işlemindeki direnç kaybı artık havalandırma işleminde baskın bir rol oynamaz, havalandırıcının açıklık çapının artmasıyla KLa ve oksijenasyon kapasitesi azalacaktır ve dolayısıyla teorik Güç verimliliği önemli bir düşüş eğilimi gösteriyor.

2.4 Tesisattaki su derinliğinin oksijenlenme performansına etkisi

Havalandırıcının takıldığı suyun derinliği, havalandırma ve oksijenlenme etkisi üzerinde çok önemli bir etkiye sahiptir. Deneysel çalışmanın hedefi 2 m'den küçük bir sığ su kanalıydı. Havalandırıcının havalandırma derinliği havuzun su derinliğine göre belirlendi. Mevcut çalışmalar esas olarak havalandırıcının batık derinliğine (yani havalandırıcı havuzun dibine monte edilir ve su miktarı arttırılarak su derinliği arttırılır) odaklanırken, test esas olarak havalandırıcının montaj derinliğine odaklanmaktadır. havalandırıcı (yani havuzdaki su miktarı sabit tutulur ve havalandırıcının montaj yüksekliği, havalandırma etkisi için en iyi su derinliğini bulacak şekilde ayarlanır) ve KLa ve oksijen kullanımının su derinliğine göre değişimi belirlenir. Şekil 6'da gösterilmiştir.


Şekil 6 K ve oksijen kullanımının su derinliğine göre değişim eğrileri
Şekil 6, su derinliğinin artmasıyla birlikte hem KLa hem de oksijen kullanımının net bir artış eğilimi gösterdiğini, KLa'nın 0,8 m su derinliğinde ve 2 m su derinliğinde dört kattan fazla farklılık gösterdiğini göstermektedir. Bunun nedeni, su ne kadar derin olursa, kabarcıkların su sütununda kalma süresi o kadar uzun olur, gaz-sıvı temas süresi ne kadar uzun olursa, oksijen transfer etkisi o kadar iyi olur. Bu nedenle, havalandırıcı ne kadar derine kurulursa, oksijenlenme kapasitesi ve oksijen kullanımı o kadar fazla olur. Ancak tesisatın su derinliği arttıkça aynı zamanda direnç kaybı da artacaktır, direnç kaybının üstesinden gelebilmek için havalandırma miktarının arttırılması gerekir, bu da kaçınılmaz olarak enerji tüketiminin ve işletme maliyetlerinin artmasına yol açacaktır. Bu nedenle optimum kurulum derinliğini elde etmek için teorik güç verimliliği ile su derinliği arasındaki ilişkinin değerlendirilmesi gerekir, bkz. Tablo 1.

Tablo 1 Su derinliğinin bir fonksiyonu olarak teorik güç verimliliği
Derinlik/m	E/(kg.kw-1.h-1)	Derinlik/m	E/(kg.kw-1.h-1)
0.8	0.50	1.1	1.10

Tablo 1, teorik güç verimliliğinin 0,8 m kurulum derinliğinde son derece düşük olduğunu, yalnızca 0,5 kg/(kW-saat) olduğunu ve bu durumun sığ su havalandırmasını uygunsuz hale getirdiğini göstermektedir. Oksijenasyon kapasitesindeki önemli artış nedeniyle 1,1 ~ 1,5 m aralığında su derinliği kurulumu, havalandırıcının direnç etkisi ile belirgin olmadığı için teorik güç verimliliği hızla artar. Su derinliği 1,8 m'ye kadar arttıkça direnç kaybının oksijenasyon performansı üzerindeki etkisi giderek daha belirgin hale gelir, bu da teorik güç verimliliğindeki artışın dengelenme eğiliminde olmasına rağmen hala artan bir eğilim göstermesine neden olur ve kurulumda 2 m su derinliğinde teorik güç verimliliği maksimum 1,97 kg/(kW-saat) değerine ulaşır. Bu nedenle, < 2 m'lik kanallarda optimum oksijenlenme için alttan havalandırma tercih edilir.

3.Sonuç

Mikro gözenekli havalandırma temiz su oksijenasyon testi için statik sabit olmayan yöntem kullanıldığında, test suyu derinliği (< 2 m) ve gözenek boyutu (50 ~ 1 000 μm) koşullarında, toplam oksijen kütle transfer katsayısı KLa ve oksijen kullanımı, artan sıcaklıkla birlikte arttı. su derinliğinin kurulumu; gözenek boyutunun artması ve azalmasıyla birlikte. Havalandırma hacminin 0,5 m3/saat'ten 3 m3/saat'e çıkarılması sürecinde toplam oksijen kütle transfer katsayısı ve oksijenasyon kapasitesi giderek artarken, oksijen kullanım oranı azaldı.

Teorik güç verimliliği, etkinliğin tek göstergesidir. Test koşullarında, havalandırma ve su derinliği kurulumuyla teorik güç verimliliği artar, açıklıktaki artışla birlikte önce artar, sonra azalır. Su derinliği ve açıklığın kurulumu, oksijenasyon performansının en iyiye ulaşması için makul bir kombinasyon olmalıdır; genel olarak, havalandırıcı açıklığının su seçimi derinliği ne kadar büyük olursa o kadar büyük olur.

Test sonuçları sığ su havalandırmasının kullanılmaması gerektiğini göstermektedir. 2 m kurulum derinliğinde, 0,5 m3/saat havalandırma hacmi ve 200 μm gözenek boyutuna sahip bir havalandırıcı, 1,97 kg/(kW-saat) maksimum teorik güç verimliliğiyle sonuçlandı.

Yukarıdakiler, havalandırma diski açıklığını, EPDM membran kaplamasının kolay yırtılmasını, tıkanmasını ve diğer sorunları çözmek için kökten ürün performansını sürekli olarak optimize etmeye yönelik verilere adanmış Ar-Ge verilerimizdir.

NIHAO, Çin'de yirmi yıldan fazla bir süredir kıdemli olarak kauçuk ve plastik ürünler geliştiren ilk şirkettir. su arıtma sektöründe lider Ürünlerin doğruluğunu ve verimliliğini artırmak için profesyonel bir araştırma ve geliştirme ekibi ve özel fabrika ekipmanlarıyla.

Üretim konusunda uzmanız tüp difüzörü and Disk dağıtıcı 10 yıldan fazla. Havalandırma diski membran kaplaması, Ar-Ge ekibinin sürekli test etmesinden ve membran kaplamanın kapsamlı performansının genel olarak iyileştirilmesinden sonra, sekiz yıla kadar mikro gözenekli tıkanmazlık kullanımıyla özel yağsız formülü kullanıyoruz. Yalnızca yüksek kaliteli EPDM %100 yeni malzeme kullanmakla kalmayıp, aynı zamanda membran kaplamanın esneklik performansını ve yırtılma direncini güçlendirmek için farklı kuvvet çapları aracılığıyla %38 oranında karbon siyahı ekledi. Disk Difüzörümüz aşağıdaki avantajlara sahiptir:

1. Anti-blokaj, iyi geri akış önleme, geniş temas alanı, güçlü korozyon direnci

2. Güçlü membran derisi yırtılma direnci, su direnci, daha iyi darbe dayanımı

3. Düzgün kabarcıklar, yüksek verimli havalandırma, yüksek oksijen kullanımı, enerji tasarrufu, işletme maliyetlerini etkili bir şekilde azaltma

Havalandırma Tüpünün Avantajları:

Montajı kolaydır, havuz borusunun ve havalandırma borusunun alt kısmı bir arada, ek boru ekipmanına ihtiyaç duymaz, fiyatı diğer mikro gözenekli havalandırıcılardan daha düşüktür. Aynı asit ve alkali direnci, yaşlanması kolay değil, uzun çalışma ömrü. Havalandırma çıkıntısında havalandırma düzleştirilmez, düzleştirilir, değişken mikro gözenekler kapatılır, böylece havalandırmanın uzun süre askıya alınması tıkanmaz.

NIHAO profesyonel ekibi ve Ar-Ge personeli, size gerçek sahne tasarımını, havalandırıcınıza en uygun olanı seçmek için makul özellikleri sunmak için! Daha iyi ve daha temiz bir gelecek yaratmak için sizinle iletişime geçmeyi içtenlikle bekliyoruz!