یکی از اجزای بسیار مهم در تصفیه انواع فاضلاب که از منابع مختلف مثل بیمارستان، منازل مسکونی، صنایع مختلف و شهری جمع آوری می گردد، دیفیوزر هوادهی حباب ریز یا Fine Bubble Air Diffuser است چرا که در مرحله تشکیل لجن یا Sludge لازم است تا تجزیه هوازی آنها توسط میکروب ها و میکروارگانیسم ها انجام گیرد و همانطور که از نامشان مشخص است برای زنده ماندن و انجام عمل خود نیاز به اکسیژن محلول دارند. دیفیوزر هوادهی حباب ریز برخلاف دیفیوزرهای مکانیکی هم مصرف برق کمتری دارند، هم راندمان عملکرد آنها بسیار بالاتر است و از نظر اقتصادی نیز هزینه کمتری برای شرکت یا صنایع مختلف در پی خواهد داشت ضمن اینکه نحوه عملکرد این دو نیز متفاوت است. دیفیوزر هوادهی از کف به تولید حباب های ریز می پردازد و از ترکیب آنها با آب به شکل محلول در می آیند که آماده مصرف میکروارگانیسم ها برای تجزیه هوازی لجن می گردد اما دیفیوزر مکانیکی از سطح به کف حباب می فرستد.
در برخی از صنایع که از تکنیک های بی هوازی استفاده می شود طبیعتا نیازی به استفاده از چنین دیفیوزرهایی نیست و برای این میکروارگانیسم ها باید مواد آلی و معدنی سولفیدی و غیره استفاده گردد چرا که منبع مورد نیاز آنها غیر اکسیژنی هستند. لذا به طور شاخص در مورد صنایعی صحبت می کنیم که از باکتری های تجزیه کننده هوازی یا به عبارت دقیق تر از تکنولوژی هوازی برای تجزیه لجن ها استفاده می کنند و برای افزایش کارایی و سرعت کار باید از دیفیوزر هوادهی حباب ریز استفاده گردد. توجه داشته باشید که دیفیوزر هوادهی حباب ریز از لحاظ ساختاری به سه بخش تقسیم می گردد که در نهایت حباب های ریز تولید می کند و به درون مخازن ذخیره کننده لجن می فرستند؛ بلوئر، لوله انتقال و سپس صفحات انتهایی که کار خروج حباب ها را انجام می دهند.
در ادامه قصد داریم به بررسی انواع دیفیوزر هوادهی حباب ریز بپردازیم که قطعا نبود آنها در صنایع برای تجزیه بیولوژیک و هوازی لجن ها غیر ممکن بوده و غیر قابل جایگزین هستند که باید بسته به نوع صنعت، راندمانی که مورد نظر هست، حجم لجن و میزان نیاز به تعمیرات و غیره بهترین نوع را انتخاب کرد. حباب ریز تنها نوع دیفیوزر مورد استفاده نیست که در مطالب بعدی به نوع حباب درشت آن نیز به طور کامل اشاره خواهیم داشت که مزایا و معایب و کاربردهای خاص خود را دارد.
انواع دیفیوزر هوادهی حباب ریز
دیفیوزر حباب ریز که در در تصفیه فاضلاب استفاده می گردند انواع مختلفی دارند که در ادامه به بررسی هر یک می پردازیم:
دیفیوزرهای دیسکی حباب ریز یا بشقابی (Disk Diffuser)
این نوع از دیفیوزر هوادهی حباب ریز که به دلیل شکل ظاهری دیسکی یا بشقابی محل خروج حباب به این نام خوانده شده از یک ممبران پلاستیکی از جنس EPDM تشکیل شده که در برخی مواقع برای افزایش بسیار زیاد راندمان و کارایی، روکش PTFE هم قرار می دهند و همین امر از رسوب میکروارگانیسم ها جلوگیری می کند. نحوه عملکرد دیفیوزر دیسکی بدین صورت است که بلوئر هوادهی، هوا را از طریق لوله های انتقالی با سرعت زیاد پمپ می کند تا به بخش دیسکی شکل می رسد، فشار وارد شده سبب برآمده شدن این بخش شده و سوراخ های ریزی که در حالت عادی بسته هستند باز می شوند و همین امر سبب تولید حباب های ریز می گردد. این نوع دیفیوزر هوادهی حباب ریز راندمان بسیار بالا و نصب بسیار سخت تری نسبت به دو نوع دیگر دارد.
دیفیوزرهای لوله ای یا تیوپی (Tube Diffuser)
نوع دیگری از دیفیوزرها، دیفیوزر لوله حباب ریز است که از لوله های استوانه ای شکل باریک و بلند پلاستیکی یا سرامیکی همراه با ممبرانی از جنس EPDM ساخته شده که نحوه عملکرد آن دقیقا مشابه با نوع دیسکی است. بدین صورت که بلوئر در این فرم از دیفیوزر هوادهی حباب ریز به تولید پرفشار حباب پرداخته و سپس از طریق لوله های انتقالی به دیفیوزر لوله ای حباب ریز منتقل می گردد و با متسع شدن بخش EPDM از طریق سوراخ های ریز آن حباب های بسیار ریز تولید می گردد. فرق این نوع از دیفیوزر هوادهی در این است که چون نسبت سطح به حجم بیشتری دارد تعداد حباب هایی که تولید می گردد نیز بیشتر خواهد شد و در نتیجه راندمان و سرعت تأمین اکسیژن بیشتر است اما چون نصب راحت تری دارد هزینه آن کمتر خواهد شد ضمن اینکه تعمیرات و نگهداری پرخرجی دارد.
دیفیوزرهای پلیتی یا Plate Diffuser
نوع سوم به نوع پلیتی معروف است که دقیقا مکانیسم عملکرد مشابه دو مورد قبلی است با این تفاوت که وقتی جریان فشار هوای قوی به بخش پلیتی شکل می رسد، آن را متسع نمی کند بلکه از طریق سوراخ های تعبیه شده به بیرون می روند. صفحه این نوع دیفیوزرها از آلیاژ آلومینیوم تشکیل شده که لایه ممبران به صورت افقی قرار گرفته است. نصب راحت، مقرون به صرفه و کم حجم و موادی بسیار محکم در ساخت آن از جمله ویژگی های این نوع از دیفیوزر هوادهی حباب ریز است.
کاربرد دیفیوزر هوادهی حباب ریز
دیفیوزر هوادهی حباب ریز در موارد مختلفی بکار میرود که بخاطر تنوع در فرم و راندمان بالای کاری نسبت به انواع مکانیکی است. از جمله کاربردهای دیفیوزر هوادهی حباب ریز می توان به مواردی همچون:
- هوادهی برای مخازن فاضلاب در تجزیه لجن فعال
- هوادهی آب آشامیدنی برای انتشار کربن دی اکسید
- نشر ازن
- تانک یا مخازن آبی
- تزریق دی اکسید کربن
- مرحله تخمیر در صنایع دارویی
- صنایع آبکاری یا Plating
- گودال های اکسیداسیونی
- سیستم معلق سازی ذرات
دیفیوزر در چه صنایعی کاربرد دارد؟
همانطور که می دانید از دیفیوزر هوادهی حباب ریز در فرایندهای مختلف استفاده های مختلفی می گردد که بیشترین مورد استفاده این نوع تجهیزات کمک به میکروارگانیسم ها در مرحله تجزیه بیولوژیکی است چرا که عملکرد این باکتری ها هوازی بوده و برای انجام کار تجزیه لجن نیاز به اکسیژن دارند.
در این بین با توجه به نوع کاربرد و مصرف دیفیوزرها هر کدام از صنایع از نوع خاصی از آنها استفاده می کند که طبیعتا در برخی صنایع که پساب به شدت آلوده ای دارند نیاز به تجهیزات قوی تر و با راندمان بالاتر و حتی تعداد بیشتری دارند. صنایعی که با توجه به پساب تولیدی خود نیاز به دیفیوزر هوادهی حباب ریز دارند عبارتند از:
- صنایع غذایی
- صنایع تولید نوشیدنی
- صنایع پنیر و لبنیات
- صنایع تولید برق و انرژی
- صنایع دارویی
- صنایع تولید کاغذ و خمیر
در کشورهای در حال توسعه صنایع زیادی از این سیستم های تصفیه فاضلاب استفاده نمی کنند و پساب تمامی صنایع تحت عنوان فاضلاب شهری جمع آوری می گردد و یک مرحله کلی تصفیه فاضلاب روی آن انجام می گیرد. گروه مهندسی اوژن اطلس سپهر توصیه می کند که صنایع مختلف برای افزایش راندمان پساب های تولیدی اقدام به نصب سیستم تصفیه و دیفیوزر هوادهی حباب ریز کنند تا کمک زیادی به تصفیه صحیح و حذف مواد مضر شده باشد چرا که به هر میزان پساب تصفیه نشده وارد محیط زیست شود، میزان انتشار آلودگی و بیماری نیز افزایش پیدا خواهد کرد.
مزایای دیفیوزر هوادهی حباب ریز
مزایای دیفیوزر هوادهی حباب ریز در صنایع مختلف برای تصفیه فاضلاب به شرح زیر هستند که سبب شده کاربرد بسیار وسیعی داشته باشد:
هوادهی مقرون به صرفه
براساس استاندارد SAE یا Standard Aeration Efficiency هر دیفیوزر هوادهی براساس تعداد اکسیژن های منتشر شده توسط بلوئرها و ترکیب آنها با پساب یا فاضلاب به ازای هر اسب بخار – ساعت مصرف انرژی، راندمان و کارایی هوادهی سنجیده می شود که دیفیوزر هوادهی حباب ریز در سطح قابل قبولی قرار دارد. طبق اندازه گیری استاندارد EPA مشخص شده که به راحتی در مرحله تجزیه لجن فعال، بیش از ۸۵% مواد آلی حذف شده و به خوبی تجزیه شدند که بخاطر عملکرد عالی دیفیوزرهای هوادهی است.
انتقال کارآمد اکسیژن
راندمان انتقال اکسیژن استاندارد یا SOTE مربوط به میزان اختلاط مؤثر اکسیژن پخش شده با آب است تا با حلال سازی اکسیژن فرایند هوادهی به خوبی صورت بگیرد. حباب های ریزی که تولید می گردد چون نسبت به سطح به حجم بیشتری دارند در نتیجه می توانند اکسیژن بیشتری منتقل کنند و از این نظر نیز راندمان SOTE بسیار بالاست. ضمنا یکی دیگر از دلایل راندمان بالای SOTE در دیفیوزر حباب ریز، سرعت کمتر حرکت حباب هاست که در نتیجه آن فرصت ترکیب شدن با هوا در آنها بیشتر بوده و در نتیجه امکان حل شدن بیشتری از اکسیژن قبل از خروج از سطح را می دهد و همین عامل مؤثری است بر انتقال اکسیژن به فرم حل شده برای میکروارگانیسم ها تا تجزیه لجن صورت گیرد.
مصرف انرژی کمتر
مصرف کمتر انرژی در دیفیوزر هوادهی حباب ریز یکی دیگر از عواملی است که سبب شده کاربرد این نوع دیفیوزرها بسیار بالا باشد. به طور میانگین نیمی از مصرف برق سیستم تصفیه فاضلاب مربوط به دیفیوزرهای هوادهی است که با وجود این نوع از دیفیوزرها می توانید مصرف برق را به شدت کاهش دهید. دلیل مصرف کمتر انرژی برق توسط دیفیوزر هوادهی حباب ریز این است که حباب ها به دلیل کوچک بودن نیازی به فشار هوای زیاد برای پخش کردن حباب ها ندارند و همین کاهش فشار کاری سبب کاهش مصرف برق شده است.
نصب راحت، تعمیرات کمتر
یکی دیگر از مواردی که باعث محبوبیت دیفیوزر هوادهی حباب ریز شده این است که برخی از آنها نصب بسیار راحت و در نتیجه کم هزینه ای دارند و با توجه به مواد اولیه ساخت محکم نیاز به تمیز کاری و تعمیرات زیاد ندارند. همین عامل باعث شده تا هزینه های جانبی استفاده از این دیفیوزرهای هوادهی کاهش پیدا کند.
تنوع سیستمی
تنوع دیفیوزرهای تولید کننده حباب ریز که در بالا به آنها اشاره کردیم سبب شده تا بتوانید طبق بودجه و انتظارات خود، نوع مناسب را خریداری کنید و یا چنانچه از سیستم های قبلی رضایت ندارید آنها را به طور تعویض کنید.
محدودیت های دیفیوزر هوادهی حباب ریز
سیستم تولید حباب ریز با وجود مزایای خود، محدودیت ها و معایبی نیز دارد که عبارتند از:
آلفا فاکتور پایین
آلفا فاکتور در سیستم های دیفیوزر به معنای مقاومت آنها نسبت به گرفتگی در اثر نشست باکتری و میکروارگانیسم هاست و طبیعتا به دلیل داشتن سوراخ های ریزتر، زودتر هم دچار گرفتگی می شوند.
آلفا فاکتور پایین سبب می شود که:
- تشکیل لجن باعث مختل شدن عملکرد دیفیوزر و کاهش راندمان آن در هوادهی و انتقال اکسیژن می شود
- فشار داخل سیستم را به سمت عقب یعنی بلوئرها می فرستد و همین احتمال پارگی و از بین رفتن آنها را بالا می برد
- نیاز به تمیز کاری و تعویض دیفیوزر را افزایش می دهد و همین عامل مهمی در افزایش هزینه جانبی و صرف وقت است.
- اختلاط ضعیف تر
حباب ریزی که از این دیفیوزرها تولید می گردد قدرت مخلوط کنندگی چندان بالایی ندارند و یکی از عواملی که باعث می شود تجزیه لجن راندمان بالایی در تصفیه فاضلاب داشته باشد، میزان مخلوط شدگی مواد جامد با فاز مایع به صورت پیوسته است تا فرصت رسوب مجدد پیدا نکنند که این کار در دیفیوزر هوادهی حباب ریز به خوبی انجام نمی گیرد و این تقریبا عیب بزرگی است.
نصب پیچیده در برخی موارد و تمیزکاری
نصب این نوع دیفیوزرها همیشه هم راحت نیست و شاید بسته به شرایط شما نصب بسیار سختی داشته باشند ضمن اینکه تمیزکاری آنها بخاطر گرفتگی سوراخ ها نیز کار بسیار سخت و زمانبری است که در کنار آن نیاز به هزینه های جانبی نیز هست.
گروه مهندسی اوژن اطلس سپهر به عنوان بزرگ ترین تأمین کننده و عرضه کننده دیفیوزرهای هوادهی در کشور و همچنین ارائه کننده بهترین خدمات با بهترین قیمت گذاری، توانسته رضایت حداکثری مشتریان را کسب کند که از جمله افتخارات این گروه مهندسی است.
چنانچه از سیستم های پیشرفته تصفیه فاضلاب بهره مند هستید و به منظور افزایش کارایی و راندمان مرحله تجزیه لجن نیاز به جایگزینی سیستم هوادهی مکانیکی با سیستم های جدید دیفیوزر دارید می توانید با کارشناسان بخش فروش و ثبت سفارش گروه مهندسی اوژن اطلس سپهر تماس گرفته و پس از دریافت مشاوره و تعیین قیمت به خرید بپردازید.
