# دیفیوزرپخش هوا(حباب درشت و حباب ریز)

دیفیوزرها

در گذشته، دیفیوزر های مختلف با این فرض که حباب های ریز در انتقال اکسیژن بازده بیشتری دارند به دو دسته حبابهای ریز یا درشت تقسیم بندی می شدند. دسته بندی سیستم های هوادهی دیفیوزری با استفاده از ویژگی های فیزیکی تجهیزات است و به سه گروه تعریف شده اند: (1)دیفیوزرهای متخلخل و یا ریز منفذ(2)دیفیوزرهای غیر متخلخل(3)دیگر وسایل دیفیوزری همچون هواده های فواره ای، هواده های مکشی و هواده های لوله ای. 

دیفیوزرهای متخلخل

دیفیوزرهای متخلخل به شکل های مختلفی ساخته می شوند و معمولی ترین اشکال موجود آن گنبدی، دیسکی و غشائی هستند. از لوله ها نیز استفاده می شود. صفحه ها زمانی متداول ترین بودند اما نصب آنها پر هزینه و نگهداری از آنها دشوار است. دیفیوزر های گنبدی شکل، دیسک ها و غشاها در تاسیسات جدیدتر به طور گسترده ای جایگزین صفحه ها شده اند. دیفیوزر های گنبدی، دیسکی و یا لوله ها بر روی لوله های هوای چند راهه نصب و یا پیچ می شوند، که ممکن است در طول مخزن و تا نزدیکی کف و در یک یا دو طرف امتداد داشته باشند. همچنین ممکن است روی لوله های چند راهه کلاهک های کوتاه در جهت رو به پایین و قابل جابجایی در یک طرف مخزن نصب شوند. ممکن است دیفیوزرهای گنبدی و دیسکی در کف مخزن هوادهی و بصورت مدل شطرنجی برای تامین هوادهی یکنواخت در سراسر مخزن قرار گیرند

مواد بیشماری برای ساخت دیفیوزر های متخلخل به کار رفته است. این مواد ممکن است سرامیکی، پلاستیکی سخت، پلاستیک های انعطاف پذیر، لاستیک و یا پوشش های پارچه ای باشند. مواد سرامیکی با اشکال منظم یا نامنظم از ذرات معدنی تشکیل شده که برای ایجاد شبکه ای از راه های تو در تو و عبور جریان هوای فشرده ساخته میشوند. با وارد شدن هوا از منافذ واقع بر روی سطح این دیفیوزرها، اندازه مافذ، کشش سطحی و دبی هوا روی اندازه حباب ها تاثیر می گذارند. مواد متخلخل پلاستیکی نوآوری جدیدی هستند. پلاستیک ها نیز همچون مواد سرامیکی، از تعدادی کانال تو در تو و یا منافذی که در آن هوای فشرده امکان عبور دارد، تشکیل شده اند. پوشش های نازک و انعطاف پذیر از پلاستیک نرم و یا لاستیک مصنوعی نیز برای دیسک ها و لوله ها ابداع شده اند.مسیر های عبور هوا از طریق ایجاد سوراخ های ریزدر مواد پوششی ایجاد می شود. وقتی هوا وارد می شود، پوششش منبسط شده و هر منفذ به عنوان یک روزنه با قطر متغیر رفتار می کند. هرچه دبی هوا بیشتر باشد روزنه ها هم بزرگتر خواهند بود.

قاب های مستطیلی که در آنها از ورقه پلی اورتان انعطاف پذیر استفاده می شود. نیز در هوادهی لجن فعال به کار می روند. قاب ها با چهارچوبی از جنس فولاد ضد زنگ ساخته شده و در کف و یا نزدیک به کف مخزن ثابت هستند. مزایایی که برای قاب های هوادهی عنوان می شود عبارتند از(1)حباب های بسیار ریز تولید شده که به طرز چشمگیری انتقال اکسیژن و بازده انرژی سیستم را افزایش می دهند(2) سطح زیادی از کف مخزن را می توان پوشش داد و به این طریق می تواند اختلاط و انتقال اکسیژن را تسریع کرد(3)گرفتگی ها را می تواند با "ضربه زدن" بیرون راند که این به معنای افزایش جریان هوا برای انقباض غشاء است. معایب عبارتند از: (1) قاب یک طراحی انحصاری است و بنا بر این امکان رقابت مزایده ای در مورد آن وجود ندارد(2)غشاء افت فشار بالاتری داردکه ممکن است در موارد استفاده مجدد، عملکرد دستگاه پخش را تحت تاثیر قرار دهد(3) برای پیشگیری از گرفتگی جدار داخلی بایستی صاف سازی بیشتری در هوای دمنده انجام شود.در تمامی دیفیوزرهای متخلخل، تمیز و عاری بودن از ذرات گرد و خاکی که ممکن است باعث انسداد دیفیوزرها گردد، ضروری است. معمولا فیلترهای هوایی که دارای خاصیت برخورد-چسبندگی و دیواره های-خشک هستند، استفاده می شوند.صافی باید در ورودی دستگاه دیفیوزر نصب شود.

دیفیوزر های غیر متخلخل

انواع مختلفی از دیفیوزرهای غیر متخلخل موجود هستند. دیفیوزرهای غیر متخلخل در مقایسه با دیفیوزرهای متخلخل حباب های درشت تری تولید می کنند و در نتیجه بازدهی هوادهی کمتری دارند اما مزایای آنها قیمت کمتر، نگهداری ساده تر و عدم نیاز به الزامات دقیق مربوط به خلوص هوا که ممکن است بازده پایین انتقال اکسیژن و هزینه انرژی را جبران کند. نمونه طرح سیستم دیفیوزرهای اریفیسیکاملا مشابه طرح دیفیوزرهای دیسکی و گنبدی متخلخل است، هرچند مدل های حلزونی تک لوله ای و دو لوله ای که از دیفیوزرهای نوار باریک و یا نوار پهن استفاده می کنند،متداول تر هستند. دیفیوزرهای اریفیسی و لوله ای در حوضچه های دانه گیری با هوادهی،کانال هوادهی، حوضچه های اختلاط لخته سازی، هضم هوازی و تصفیه پسماند های صنعتی کاربرد دارند. در هواده با لوله ثابت، هوا در کف لوله ای دایره ای با ارتفاعی در حدود 5/0 تا25/1متر(5/1تا4فوت)وارد می شود. از سمت داخل،درون لوله ها صفحاتیک در میان خمیده ای تعبیه شده که به افزایش تماس هوا با فاضلاب کمک می کند هواده لوله ای به صورت یک پمپ حبابی عمل کرده و در نتیجه اختلاط صورت می گیرد. لوله های ثابت به صورت طبیعی در کف و به شکل شطرنجی نصب می شوند.

عملکرد دیفیوزر

بازده انتقال اکسیژن به عوامل بسیاری، منجمله نوع، اندازه و شکل دیفیوزرها بستگی دارد. عوامل دیگر عبارتند از دبی هوا، عمق شناورسازی، شکل هندسی حوضچه، محل قرارگیری کلاهک ها و دیفیوزرهاو همچنین ویژگی های فاضلاب. وسایل هوادهی به طور سنتی در تمیز ارزیابی می شوند و نتایج آنها با شرایط بهره برداری فرایند و ضرایب تبدیل واحد تطبیق داده می شود. نمونه هایی از بازده های متداول انتقال اکسیژن در آب تمیز و جریان های هوا برای وسایل هوای دیفیوزری در جدول 5-27 شرح داده شده است. به طور معمول، بازده استاندارد انتقال اکسیژن (SOTE) با افزایش عمق، افزایش می یابد. بازده های انتقال مندرج در جدول 5-27 که برای عمق 5/4 متر(15فوت) نشان داده شده است، معمولی ترین عمق شناورسازی محسوب می شود. داده های مربوط به تغییرات SOTE با عمق درانواع مختلف دیفیوزر را می توان در WPCF جستجو کرد. تغییرات بازده انتقال اکسیژن بسته به نوع دیفیوزر و ترتیب استقرار دیفیوزرها نیز در جدول 5-27 نشان داده شده است. اطلاعات تکمیلی در خصوص تاثیر نحوه استقرار دیفیوزرها بر بازده انتقال در US.EPA شرح داده شده است.



بازده انتقال اکسیژن دیفیوزرهای متخلخل با توجه به انسداد داخلی و یا گرفتگی خارجی، پس از بهرهبرداری کاهش می یابد. انسداد داخلی ممکن است به دلیل ناخالصی های موجود در هوای فشرده که صافی های هوا قادر به حذف آن نبوده اند، ایجاد شود. گرفتگی های خارجی نیز ممکن است به دلیل تشکیل لایه های بیولوژیکی و یا رسوبات غیر آلی باشد. تاثیر گرفتگی بر OTE با عبارتFبیان می شود. میزانی که Fدر آن با زمان کاهش می یابدf_Fنامیده می شود، که بصورت بخش اعشاری از OTEتلف شده در هر واحد زمانی بیان می گردد. میزان گرفتگی به شرایط بهره برداری، تغییر در ویژگی های فاضلابو عمر کارکرد سیستم بستگی دارد. میزان گرفتگی ها در تعیین میزان اتلافOTE و تعداد دفعات مورد نیاز برای پاکسازی دیفیوزر با اهمیت هستند. گرفتگی و میزان آن را می توان با روش های زیر براورد کرد: (1)انجام آزمون های OTE در تاسیسات در حال بهره برداری در دوره های زمانی خاص(2)پایش بازدهی سیستم هوادهی(3انجام آمایش های OTE برای دیفیوزرهای مسدود شده و جدید.

ضرایبی که معمولا برای تبدیل انتقال اکسیژن مورد نیاز از آب تمیز به فاضلاب مورد نیازند به صورتی که در بخش 5-11 توصیف شد، عبارتند از : ضرایب آلفا ، بتا و تتا. ضریب الفا، نسبتK_Laفاضلاب بهK_Laآب تمیز است. با توجه به این که ضریب آلفا با ویژگی های فیزیکی سیستم دیفیوزر، شکل هندسی رآکتور و ویژگی های فاضلاب تغییر می کند، از اهمیا به سزائی برخوردار است. اجزاء فاضلاب نیز می توانند بر بازده انتقال اکسیژن دیفیوزر بیش از سایر وسایل هوادهی تاثیر داشته باشند که نتیجه آن ضرایب آلفای پایین تر است.وجود اجزائی همچون مواد جامد محلول و مواد جامد معلق میتواند بر شکل و اندازه حباب ها تاثیر گذار بوده و به کاهش قابلیت انتقال اکسیژن بیانجامد. مقدار آلفا در سیستم های دیفیوزری حباب ریز از 4/0تا9/0 گزارش شده اند، بنا بر این  باید به انتخاب ضرایب آلفای مناسب توجه خاصی مبذول گردد.

روش دیگر ارزیابی عملکرد دیفیوزرهای متخلخل عبارت است از ترکیبی از ضرایب الفا و ضریب گرفتگی که αFنامیده می شود. در تعد کمیت های αF بسیار متغر و از 11/0 تا 79/0 و میانگین کمتر از 5/0 داشته و به طرز چشمگیری از آنچه تصور می شد کمتر بودند. همچنین مشخص شد که تغییر پذیری αF به محل وابسته است و این امر را محرز کرد که طراح باید در انتخاب ضریبα و یا αFمناسب، آن دسته از عوامل محیطی که احتمالا بر عملکرد دیفیوزرهای متخلخل تاثیر می گذارن را به دقت بررسی و ارزیابی کند.

مقدار هوای مورد استفاده به ازای هر کیلوگرم (پوند) از BOD حذف شده از تصفیه خانه ای به تصفیه خانه دیگر بسیار متغیر است و مقایسه مقدار هوای مورد استفاده در تصفیه خانه های مختلف عملی مخاطره آمیز محسوب می شود و این نتنها به عواملی که در بالا ذکر شد بستگی دارد، بلکه بارهای مختلف، معیارهای کنترل و روش های بهره برداری نیز در آن دخیل هستند. استفاده از مقادیر بسیار بالای هوا در یک طرف مخزن، به واسطه افزایش سرعت حرکت چرخشی، منجر به تقلیل بازده انتقال اکسیژن شده و حتی ممکن است انتقال نهایی اکسیژن را کاهش دهند. زمان های ماند کوتاه، حباب هاب بزرگ هوا، سطح انتقال اکسیژن کمتری را به دنبال خواهند داشت.

روش های پاکسازی دیفیوزرهای متخلخل ممکن است شامل احیای صفحات سرامیکی، استفاده از افشانه ا با آب پر فشار، برس زدن و تصفیه شیمیایی با اسید و یا شناور سازی در سود سوزآور می باشد.

ثبت سفارش