عوامل موثر در کارایی دیفیوزر هوا در فرایند تصفیه آب و فاضلاب

استفاده از گاز یا هوا به عنوان حامل یا واسطه شناور در فرآیندهای جداسازی بیش از یک قرن پیش کشف شده است. هوادهی فاضلاب از اوایل سال 1882 در انگلستان با استفاده از لوله های سوراخ شده آغاز شد. فرآیندهای مختلف شامل انعقاد، لخته سازی، شناورسازی، اکسیداسیون و تصفیه بیولوژیکی در پکیج های تصفیه فاضلاب وجود دارند که حباب ها در آن نقش دارند.

با این حال در فرآیندهای انعقاد و لخته سازی، افزودن عوامل شیمیایی لازم است. در روش­های تصفیه بیولوژیکی فاضلاب ها، هوادهی برای رفع نیاز اکسیژن میکروارگانیسم ‌ها در فرآیندهای لجن فعال استفاده می ‌شود، در حالی که در روش ‌های دیگر تصفیه، مانندشناورسازی، از این تکنیک برای جداسازی ذرات معلق از فاضلاب استفاده می‌ شود (جهت مشاهده تاریخچه سیستم­ های هوادهی در تصفیه فاضلاب اینجا را کلیک کنید).

در تصفیه فاضلاب، لوله­ های سوراخ­دار برای اولین بار برای هوادهی مورد استفاده قرار گرفتند و اولین وسیله پذیرفته ­شده دیفیوزرهای هوادهی صفحات متخلخل (دیفیوزر) افقی بودند. این تئوری که حباب های کوچک منجر به انتقال جرم اکسیژن محلول به مقدار لازم می­شوند، منجر به استفاده از دیفیوزر صفحه متخلخل شد. بخشی از توسعه اولیه دیفیوزرها مربوط به پیشرفت در ساخت دیفیوزر صفحات متخلخل بود که به موجب آن از دیفیوزرهای سرامیکی متخلخل به دلیل سهولت کار آن ها استفاده می ­شد.

به طور کلی، دیفیوزرهای هوا در اشکال، طرح‌ ها و مواد تشکیل ­دهنده متفاوت هستند و دارای تنوع جنسی چوب متخلخل، لوله‌ های فلزی سوراخ‌ دار تا صفحات سرامیکی متخلخل هستند. همچنین، اشکال جدیدی شامل دیفیوزر صفحه­ ای، گنبدی و اخیراً دیسکی  نیز تولید شدند. برای مطالعه بیشتر در مورد انواع دیفیوزرها می توانید مطلب دیفیوزرهای هوادهی را مطالعه فرمایید.

شواهد زیادی وجود دارد که طراحی دیفیوزرها بر عملکرد و کارایی فرآیند آنها تأثیر می­ گذارد. بیشتر تحقیقات انجام شده برای بررسی عملکرد دیفیوزرها بر اساس میزان نفوذپذیری هوا می­ باشد، که معیاری برای چگونگی عبور هوا از یک مایع است. بهبود دیفیوزرها، با افزایش کارایی آنها و سرویس ­دهی ساده که شامل تمیز کردن و سهولت جداسازی در قطعات است ارزیابی می ­شود. بطور کلی برای بهبود دیفیوزرها، باید طرح‌ های آن‌ها را درک کرد زیرا در اشکال مختلف کارایی متفاوت دارند و همچنین این طرح ‌ها می‌توانند تحت تأثیر ویژگی ‌های کیفی مایعی که در آن فعالیت می‌ کنند قرار بگیرند. عوامل موثر در طراحی دیفیوزر، فاکتورهای عملیاتی، جنبه­ های طراحی فیزیکی و تاریخچه طراحی دیفیوزر می ­باشد که موارد مهم هر عامل در جدول زیر لیست شده است.

فاکتورهای عملیاتی	جنبه های طراحی فیزیکی
تاثیر تجمع میکروبی	اندازه منافذ
نرخ انباشتگی	شکل ظاهری
نرخ بارگذاری جامد معلق، نرخ بارگیری هیدرولیک	مواد سازنده

 

 

M. R. Mukandi, M. Basitere, B. I. Okeleye, B. S. Chidi, S. K. O. Ntwampe and A. Thol, Influence of diffuser design on selected operating variables for wastewater flotation systems: a review, Water Practice & Technology, 2021, 16(4), 1049, doi: 10.2166/wpt.2021.061