Veepuhastustehnikas nõuavad ühikprotsessid, nagu koagulatsioonipaagid, flokulatsioonipaagid ja pehmendusreaktsioonipaagid, vee segamise äärmiselt ühtlast. Traditsiooniliselt saavutatakse segamine mehaaniliste segistite paigaldamisega. Energiakulude suurenemise ja "kahekordse -süsiniku" poliitika rakendamisega hakatakse aga üha enam projekte proovima mehaanilist segamist suruõhuga asendada, et saavutada energiasäästu ja heitkoguste vähendamise eesmärgid. See artikkel jagab veetöötluse spetsialistide jaoks pneumaatilise segamistehnoloogia põhimõtteid, arvutusmeetodeid ja rakendusväärtust.
I. Traditsioonilise mehaanilise segamise valupunktid
Tavalistes veetöötlusprotsessides paigaldatakse laba- või raamisegajad tavaliselt segamispaakidesse, flokulatsioonipaakidesse ja pehmendusreaktsioonipaakidesse. Mootor paneb labad pöörlema, tekitades vees keeriseid ja nihkeid, soodustades seeläbi kemikaalide ja toorvee põhjalikku segunemist. Mehaanilisel segamisel on aga järgmised probleemid:
1. Suur energiatarbimine
Suuremahulistes-reoveepuhastites on mehhaaniliste segistite võimsus tavaliselt vahemikus 2–15 kW, millel on pikk tööaeg ja suur aastane energiatarve.
2. Kõrged hoolduskulud
Segistid hõlmavad mitut kergesti kahjustatavat komponenti, nagu mootorid, reduktorid, haakeseadised ja tiivikud. Igapäevane hooldus ja osade vahetamine on aega-ja töömahukas-.
3. Ebaühtlane vooluväli paagis
Mõnes ebakorrapärase kujuga paagis või suures -mahus reaktsioonipaagis tekitab mehaaniline segamine kergesti "surnud tsoone", mille tulemuseks on ebarahuldavad segunemisefektid.
Seetõttu on tõhusamate ja{0}}energiasäästlikumate segamistehnoloogiate leidmine muutunud trendiks.
II. Suruõhu segamise põhimõte
Suruõhu segamine on tehnoloogia, mis tekitab mullid suruõhu juhtimisega paagi põhja või seintesse. Kui õhumullid vees tõusevad, tekitavad nad ülespoole suunatud õhuvoolu, juhtides samal ajal ümbritsevat vett, moodustades ringleva voolu. Võrreldes mehaanilise segamisega on pneumaatilisel segamisel mitmeid olulisi eeliseid: (1) energiasääst ja väiksem tarbimine; pole vaja paigaldada suure-võimsusega segajat, tsentraliseeritud õhuvarustuseks on vaja ainult ühte õhukompressorit; (2) puudub mehaaniline kulumine; praktiliselt ei vaja hooldust; (3) ühtlasem vooluväli; mõistlik mullide jaotus väldib "surnud tsoone"; (4) Sellel on ka õhutusfunktsioon; mõnes protsessis võib see aidata suurendada lahustunud hapnikku. III. Õhumahu arvutamine Paljud projektid hõlmavad seda tüüpi modifikatsioone, kuid sageli ilma igasuguse teadusliku aluseta, õhuvarustustoru suvalist ühendamist basseiniga, mille tulemuseks on ebarahuldav jõudlus.
III. Õhuhulga arvutamine
Paljud projektid hõlmavad seda tüüpi modifikatsioone, kuid sageli ilma igasuguse teadusliku aluseta, õhuallika toru meelevaldset ühendamist paagiga, mille tulemuseks on ebarahuldav jõudlus.
Õhustamiseks ja segamiseks vajaliku õhuhulga saab arvutada järgmise valemi abil.
Valemis: Qa on standardtingimustes õhutamiseks ja segamiseks vajalik õhuvoolukiirus, m³/min; Pt on algse segaja võlli võimsus, kW, mida võib võtta kui 0,75–0,90 mootori võimsusest; h on vee sügavus õhujaotusava juures, m.
Õhustamiseks ja segamiseks vajaliku õhurõhu (manomeetrilise rõhu) saab arvutada järgmise valemi abil.
Valemis: pc on õhutamiseks ja segamiseks vajalik õhurõhk (manomeetriline rõhk), kPa; Δph on staatiline rõhk vee sügavusel, kPa, Δph=9.81 × h; Δpf on rõhukadu piki torujuhet ja kohalikes punktides, kPa, mida saab arvutada, viidates selle avaliku konto artiklis "Aeratsioonipuhurite võimsuse ja rõhu määramise meetodid" vastavale sisule, kasutades selle artikli lõpus oleva lingi; Δpd on õhujaotuspea rõhukadu, kPa, mida saab tootjaga konsulteerida ja mis on üldiselt 3–15 kPa.
IV. Pneumaatilise segamise disainilahendused
1. Mulli läbimõõt ja tõusukiirus
Kirjanduse andmetel on mulli läbimõõt tavaliselt umbes 5 mm ja õhu maht moodustab üldiselt 10% vedeliku voolukiirusest. Mida väiksem on mulli läbimõõt, seda aeglasem on tõusukiirus ja seda parem on vedeliku segamise efekt, kuid suruõhu energiatarve on veidi suurem; kui mulli läbimõõt on liiga suur, väheneb segamise efektiivsus.
2. Torustik ja õhujaotusseade
Õhujaotuspead peaksid olema ühtlaselt jaotunud ning tavaliselt kasutatakse poorseid torusid või mikropoorseid õhutuspäid. Disain peab tagama mullide ühtlase jaotumise paagis, et vältida kohalikke "lühiseid".
3. Basseini hüdraulilised omadused
Sügavate basseinide puhul kaotavad õhumullid tõusu ajal suuremaid kadusid, mistõttu on vaja kõrgemat{0}}surveõhku.
Kokkuvõte
Kahekordse süsiniku (süsinikdioksiid, süsiniku sidumine ja süsinikuheide) kontekstis pakub suruõhu segamistehnoloogia veepuhastusjaamadele ülitõhusat, energiasäästlikku ja vähest hooldust vajavat-segamismeetodit. Õhukulu ja rõhu ratsionaalse arvutamise, õhujaotuse konstruktsiooni optimeerimise ja mullide suuruse reguleerimise abil on võimalik saavutada ühtlasem segamine kui mehaaniline segamine, vähendades samal ajal oluliselt tegevuskulusid. Tulevikus koos intelligentsete juhtimissüsteemide väljatöötamisega seotakse pneumaatiline segamine eeldatavasti veekvaliteedi veebiseirega, mis võimaldab -nõudmisel õhuvarustust ja dünaamilist energiasäästu, mis näitab suurt kasutuspotentsiaali kommunaalveepuhastuses, tööstuslikus ringlevas vees ja keemilistes reaktsioonides.