Fine Bubble Aeration hapetustestiraportti

Jätevedenkäsittelyjärjestelmässä ilmastusprosessin osuus koko jätevedenpuhdistamon energiankulutuksesta on 45–75 prosenttia, ilmastusprosessin hapensiirtotehokkuuden parantamiseksi nykyistä jätevedenpuhdistamoa käytetään yleisesti mikrohuokoisessa. ilmastusjärjestelmät. Verrattuna suurten ja keskikokoisten kuplien ilmastusjärjestelmään, mikrohuokoinen ilmastusjärjestelmä voi säästää noin 50 % energiankulutuksesta. Siitä huolimatta sen ilmastusprosessin hapen käyttöaste on myös välillä 20-30 %. Lisäksi Kiinassa on ollut enemmän alueita mikrohuokoisen ilmastustekniikan käyttämiseksi saastuneiden jokien käsittelyyn, mutta ei ole tutkittu, miten mikrohuokoisia ilmastimia voidaan järkevästi valita erilaisiin vesiolosuhteisiin. Siksi mikrohuokoisen ilmastimen hapetussuorituskykyparametrien optimointi varsinaista tuotantoa ja käyttöä varten on erittäin tärkeää.

Mikrohuokoisen ilmastuksen ja hapetuksen toimivuuteen vaikuttavat monet tekijät, joista tärkeimmät ovat ilmastuksen tilavuus, huokoskoko ja veden syvyyden asennus.

Tällä hetkellä on vähemmän tutkimuksia mikrohuokoisen ilmastimen hapetuskyvyn ja huokoskoon sekä asennussyvyyden välisestä suhteesta kotimaassa ja ulkomailla. Tutkimuksessa keskitytään enemmän kokonaishappimassan siirtokertoimen ja hapetuskapasiteetin parantamiseen ja huomioimatta ilmastusprosessin energiankulutusongelmaa. Otamme teoreettisen tehon hyötysuhteen tärkeimpänä tutkimusindeksinä yhdistettynä hapetuskapasiteetin ja hapen käyttötrendin kanssa, optimoimme aluksi ilmastusmäärän, aukon halkaisijan ja asennussyvyyden, kun ilmastusteho on korkein, jotta saadaan referenssi sovellukselle. mikrohuokoisen ilmastustekniikan varsinaisessa hankkeessa.

1. Materiaalit ja menetelmät

1.1 Testausasetukset
Testikokoonpano tehtiin pleksilasista, ja päärunko oli D 0,4 m × 2 m sylinterimäinen ilmastussäiliö, jossa oli liuenneen hapen anturi 0,5 m vedenpinnan alapuolella (näkyy kuvassa 1).


Kuva 1 Ilmastus- ja happitestin asetukset

1.2 Testimateriaalit
Mikrohuokoinen ilmastin, valmistettu kumikalvosta, halkaisija 215 mm, huokoskoko 50, 100, 200, 500, 1 000 μm. sension378 pöytäkoneen liuenneen hapen testeri, HACH, USA. Kaasuroottorivirtausmittari, alue 0~3 m3/h, tarkkuus ±0,2 %. HC-S puhallin. Katalyytti: CoCl2-6H2O, analyyttisesti puhdas; Deoksidantti: Na2SO3, analyyttisesti puhdas.



1.3 Testausmenetelmä
Testi suoritettiin staattisella ei-stationaarisella menetelmällä, eli Na2SO3:a ja CoCl2-6H2O:ta annosteltiin ensin hapenpoistoon testin aikana ja ilmastus aloitettiin, kun veteen liuennut happi oli laskenut 0:aan. Muutokset liuenneen hapen pitoisuudessa vedessä ajan mittaan kirjattiin ja KLa-arvo laskettiin. Hapetuskykyä testattiin erilaisilla ilmastustilavuuksilla (0,5, 1, 1,5, 2, 2,5, 3 m3/h), eri huokoskooilla (50, 100, 200, 500, 1 000 μm) ja eri veden syvyyksillä (0,8, 1,1, 1,3, 1,5, 1,8, 2,0 m), ja viitattiin myös CJ/T:hen
3015.2 -1993 "Aerator kirkkaan veden hapetuksen suorituskyvyn määritys" ja Yhdysvaltojen kirkkaan veden hapetustestistjaardit.

Hapen käyttö (SOTE, %) ilmaistaan ​​yhtälöllä (4).

Missä: q - ilmastustilavuus vakiotilassa, m3/h.

Teoreettinen tehohyötysuhde [E, kg/(kW-h)] ilmaistaan ​​yhtälöllä (5).

Missä: P - ilmastuslaitteiden teho, kW.

Ilmastimen hapetussuorituskyvyn arvioinnissa yleisesti käytetyt indikaattorit ovat hapen kokonaismassansiirtokerroin KLa, hapetuskapasiteetti OC, hapen käyttöaste SOTE ja teoreettinen tehon hyötysuhde E [7]. Nykyiset tutkimukset ovat keskittyneet enemmän hapen kokonaismassasiirtokertoimen, hapetuskapasiteetin ja hapen hyödyntämisen trendeihin ja vähemmän teoreettiseen tehotehokkuuteen [8, 9]. Teoreettinen tehokkuus, ainoa hyötysuhdeindeksi [10], voi heijastaa tämän kokeen painopisteen olevan ilmastusprosessin energiankulutusongelmaa.

2.2 Ilmastuksen vaikutus hapetuskykyyn

Hapetustehoa eri ilmastustasoilla arvioitiin ilmastuksen pohjalta 2 m ilmastimen huokoskooltaan 200 μm, ja tulokset on esitetty kuvassa 2.

Kuva 2 K:n ja hapen käytön vaihtelu ilmastusnopeudella

Kuten kuviosta 2 voidaan nähdä, KLa kasvaa vähitellen ilmastustilavuuden kasvaessa. Tämä johtuu pääasiassa siitä, että mitä suurempi ilmastustilavuus, sitä suurempi on kaasun ja nesteen kosketuspinta-ala ja sitä suurempi on hapetustehokkuus. Toisaalta jotkut tutkijat havaitsivat, että hapen käyttöaste laski ilmastustilavuuden kasvaessa, ja samanlainen tilanne havaittiin tässä kokeessa. Tämä johtuu siitä, että tietyssä veden syvyydessä kuplien viipymäaika vedessä kasvaa, kun ilmastustilavuus on pieni, ja kaasun ja nesteen kosketusaika pitenee; kun ilmastustilavuus on suuri, vesistön häiriö on voimakas ja suurin osa hapesta ei hyödynnetä tehokkaasti ja vapautuu lopulta veden pinnasta kuplien muodossa ilmaan. Tästä kokeesta saatu hapen käyttöaste ei ollut korkea kirjallisuuteen verrattuna, luultavasti siksi, että reaktorin korkeus ei ollut riittävän korkea ja suuri määrä happea pääsi ulos ilman kosketusta vesipatsaan, mikä pienensi hapen käyttönopeutta.

Teoreettisen tehon hyötysuhteen (E) vaihtelu ilmastuksen kanssa on esitetty kuvassa 3.

Kuva 3 Teoreettinen tehokkuus vs. ilmastustilavuus

Kuten kuviosta 3 voidaan nähdä, teoreettinen tehon hyötysuhde laskee vähitellen ilmastuksen lisääntyessä. Tämä johtuu siitä, että normaali hapen siirtonopeus kasvaa ilmastusmäärän kasvaessa tietyissä veden syvyysolosuhteissa, mutta puhaltimen kuluttaman hyödyllisen työn lisäys on suurempi kuin normaalin hapen siirtonopeuden kasvu, joten teoreettinen tehon hyötysuhde. vähenee ilmastustilavuuden kasvaessa kokeessa tutkitun ilmastustilavuuden alueella. Yhdistämällä kuvioiden 1 ja 2 trendejä. Kuvioista 2 ja 3 voidaan havaita, että paras hapetuskyky saavutetaan ilmastustilavuudella 0,5 m3/h.

2.3 Huokoskoon vaikutus hapetuskykyyn

Huokoskoolla on suuri vaikutus kuplien muodostumiseen, mitä suurempi huokoskoko, sitä suurempi kuplan koko. Iskun hapetuskykyyn vaikuttavat kuplat ilmenevät pääasiassa kahdesta näkökulmasta: Ensinnäkin, mitä pienemmät yksittäiset kuplat ovat, sitä suurempi kuplan kokonaispinta-ala, mitä suurempi kaasun ja nesteen massansiirron kosketuspinta-ala, sitä suotuisampi on happi; Toiseksi mitä suurempia kuplia on, sitä voimakkaampi on veden sekoitus, kaasun ja nesteen välinen sekoittuminen nopeammin, sitä parempi hapetusvaikutus. Usein massasiirtoprosessin ensimmäisellä pisteellä on tärkeä rooli. Testissä ilmastustilavuus asetetaan arvoon 0,5 m3/h, jotta voidaan tutkia huokoskoon vaikutusta KLa:n ja hapen käyttöön, katso kuva 4.


Kuva 4. KLa:n ja hapen käytön vaihtelukäyrät huokoskoon mukaan

Kuten kuviosta 4 voidaan nähdä, sekä KLa:n että hapen käyttö väheni huokoskoon kasvaessa. Samalla veden syvyydellä ja ilmastustilavuudella 50 μm:n aukkoilmastimen KLa on noin kolme kertaa suurempi kuin 1 000 μm:n aukkoilmastimen. Siksi, kun ilmastin asennetaan tiettyyn syvyyteen veteen, sitä pienempi ilmastimen hapetuskapasiteetin aukko ja hapen käyttö on suurempi.

Teoreettisen tehon hyötysuhteen vaihtelu huokoskoon mukaan on esitetty kuvassa.

Kuva 5 Teoreettinen tehosuhde vs. huokoskoko
Kuten kuviosta 5 voidaan nähdä, teoreettinen tehon hyötysuhde osoittaa trendin, joka kasvaa ja sitten pienenee aukon koon kasvaessa. Tämä johtuu siitä, että toisaalta pienen aukon ilmastimella on suurempi KLa ja hapetuskapasiteetti, mikä edistää hapetusta. Toisaalta vastushäviö tietyn veden syvyyden alla kasvaa aukon halkaisijan pienentyessä. Kun huokoskoon pieneneminen edistämisvaikutuksen vastushäviössä on suurempi kuin happimassan siirron rooli, teoreettinen tehon hyötysuhde pienenee huokoskoon pienentyessä. Siksi, kun aukon halkaisija on pieni, teoreettinen tehon hyötysuhde kasvaa aukon halkaisijan kasvaessa ja aukon halkaisija 200 μm saavuttaa maksimiarvon 1,91 kg/(kW-h); kun aukon halkaisija on > 200 μm, ilmastusprosessin resistanssihäviö ei enää näytä hallitsevaa roolia ilmastusprosessissa, ilmastimen aukon halkaisijan kasvaessa KLa ja hapetuskyky pienenevät, ja siksi teoreettinen tehokkuus on selvästi laskeva.

2.4 Asennusveden syvyyden vaikutus hapetuskykyyn

Veden syvyydellä, johon ilmastin on asennettu, on erittäin merkittävä vaikutus ilmastus- ja hapetusvaikutukseen. Kokeellisen tutkimuksen kohteena oli alle 2 metrin matala vesiväylä. Ilmastimen ilmastussyvyys määräytyi altaan veden syvyyden mukaan. Nykyiset tutkimukset keskittyvät pääasiassa ilmastimen upotussyvyyteen (eli ilmastin asennetaan altaan pohjalle ja veden syvyyttä lisätään lisäämällä vesimäärää), ja testi keskittyy pääasiassa ilmastimen asennussyvyyteen. ilmastin (eli altaan veden määrä pidetään vakiona ja ilmastimen asennuskorkeutta säädetään niin, että ilmastusteholle löydetään paras veden syvyys), ja KLa:n ja hapen käytön muutokset veden syvyyden mukaan näkyy kuvassa 6.


Kuva 6 K:n ja hapen käytön vaihtelukäyrät veden syvyyden mukaan
Kuvasta 6 näkyy, että veden syvyyden kasvaessa sekä KLa:ssa että hapenkäytössä on selkeä nouseva trendi, jolloin KLa eroaa yli neljä kertaa 0,8 metrin ja 2 metrin syvyydessä. Tämä johtuu siitä, että mitä syvemmällä vesi on, sitä pidempi kuplien viipymäaika vesipatsaassa, mitä pidempi kaasun ja nesteen kosketusaika, sitä parempi hapensiirtovaikutus. Siksi mitä syvemmälle ilmastin on asennettu, sitä suotuisampi on hapetuskapasiteetti ja hapen hyötykäyttö. Mutta veden syvyys kasvaa samalla kun vastushäviö kasvaa, vastushäviön voittamiseksi on tarpeen lisätä ilmastuksen määrää, mikä väistämättä johtaa energiankulutuksen ja käyttökustannusten kasvuun. Siksi optimaalisen asennussyvyyden saavuttamiseksi on tarpeen arvioida teoreettisen tehon hyötysuhteen ja veden syvyyden välinen suhde, katso taulukko 1.

Taulukko 1 Teoreettinen tehon hyötysuhde veden syvyyden funktiona
Syvyys/m	E/(kg.kw-1.t-1)	Syvyys/m	E/(kg.kw-1.t-1)
0.8	0.50	1.1	1.10

Taulukosta 1 näkyy, että teoreettinen tehohyötysuhde on erittäin alhainen 0,8 metrin asennussyvyydellä, vain 0,5 kg/(kW-h), joten matalan veden ilmastaminen ei ole tarkoituksenmukaista. Asennus veden syvyys 1,1 ~ 1,5 m alueella, koska merkittävä lisäys hapetuskapasiteettia, kun taas ilmastin jonka vastus vaikutus ei ole ilmeinen, joten teoreettinen tehokkuus kasvaa nopeasti. Veden syvyyden kasvaessa edelleen 1,8 metriin vastushäviön vaikutus hapetussuorituskykyyn tulee yhä merkittävämmäksi, jolloin teoreettisen tehon hyötysuhteen kasvu pyrkii tasoittumaan, mutta osoittaa edelleen kasvavaa trendiä, ja asennuksessa 2 m:n veden syvyydestä teoreettinen hyötysuhde on maksimissaan 1,97 kg/(kW-h). Siksi < 2 m:n kanavissa pohjailmastus on edullinen optimaalisen hapetuksen saavuttamiseksi.

3. Johtopäätös

Käytettäessä staattista ei-stationaarista menetelmää mikrohuokoisen ilmastuksen puhtaan veden hapetustestissä testiveden syvyys (< 2 m) ja huokoskoko (50 ~ 1 000 μm) olosuhteissa happimassan kokonaissiirtokerroin KLa ja hapen käyttö kasvoivat veden syvyyden asennus; huokoskoon kasvaessa ja pienentyessä. Ilmastustilavuuden nostossa 0,5 m3/h:sta 3 m3/h:iin hapen kokonaismassansiirtokerroin ja hapetuskyky kasvoivat vähitellen ja hapen käyttöaste laski.

Teoreettinen tehokkuus on ainoa tehokkuuden mittari. Testiolosuhteissa teoreettinen tehon hyötysuhde ilmastuksen ja veden syvyyden asennuksen myötä kasvaa, kun aukon kasvu ensin kasvaa ja sitten pienenee. Veden syvyyden ja aukon asennuksen tulee olla kohtuullinen yhdistelmä, jotta hapetussuorituskyky saavutetaan parhaimmillaan, yleensä mitä suurempi on ilmastimen aukon veden valinta, sitä suurempi.

Testitulokset osoittavat, että matalan veden ilmastusta ei tule käyttää. Asennussyvyydellä 2 m, ilmastustilavuus 0,5 m3/h ja ilmastin, jonka huokoskoko on 200 µm, johtivat teoreettiseksi maksimitehoksi 1,97 kg/(kW-h).

Yllä on T & K-tietomme, sitoutunut tietojen jatkuvaan optimointiin tuotteen suorituskyvyn, juuresta ratkaista ilmastuslevyn aukko, EPDM-kalvon iho on helppo repeytyä, tukkeutumista ja muita ongelmia.

NIHAO on ensimmäinen yritys Kiinassa, joka kehittää kumi- ja muovituotteita yli kahdenkymmenen vuoden ajan vanhempana vedenkäsittelyalan johtaja , jossa on ammattitaitoinen tutkimus- ja kehitystiimi ja erikoistuneet tehdaslaitteet parantamaan tuotteiden tarkkuutta ja tuottavuutta.

Olemme erikoistuneet valmistukseen putki duffusori and Levykuori yli 10 vuotta. Ilmastuslevy kalvo ihon käytämme yksinomainen öljytön kaava, kun T & K-tiimin jatkuva testaus ja parantaminen meidän yleistä parantamista kattavan suorituskyvyn kalvo ihon käyttö jopa kahdeksan vuoden mikrohuokoinen ei-tukoksia. Ei vain käyttää korkealaatuista EPDM 100% uutta materiaalia, mutta myös lisätty 38% osuus hiilimustan kautta eri voimahalkaisijat laajentaa täysin kalvon ihon kimmoisuus suorituskykyä ja repeytymiskestävyys vahvistaa. Levyhajottimellamme on seuraavat edut:

1. Tukkeutumisen esto, hyvä takaisinvirtauksen esto, suuri kosketusalue, vahva korroosionkestävyys

2. Vahva kalvon ihon repeytymiskestävyys, vedenkestävyys, parempi iskunkestävyys

3. Tasaiset kuplat, tehokas ilmastus, korkea hapen käyttö, energiansäästö, vähentää tehokkaasti käyttökustannuksia

Ilmastusputken edut:

Helppo koota, allasputken ja ilmastusputken pohjassa yhdeksi, ei tarvita lisäputkistolaitteita, hinta on alhaisempi kuin muilla mikrohuokoisilla ilmastimella. Sama hapon ja alkalin kestävyys, ei helppo vanhentua, pitkä käyttöikä. Vuonna ilmastus pullistuma, ei ilmastus on litistetty, litistetty, muuttuva mikrohuokoinen oli suljettu, joten keskeytys ilmastuksen pitkäksi ajaksi, ei tukkeudu.

NIHAO ammattitaitoinen tiimi ja T & K-henkilöstö, joka tarjoaa sinulle todellisen kohtauksen suunnittelun, kohtuulliset tekniset tiedot valitaksesi ilmastimellesi parhaiten soveltuvan! Odotamme vilpittömästi yhteydenottoamme paremman ja puhtaamman tulevaisuuden luomiseksi!