برای سالیان متمادی و در تمامی سیستم های تصفیه فاضلاب و تصفیه آب، دیفیوزر هوادهی حباب درشت مورد استفاده قرار می گرفت و مورد پسند بود ولی هزینه استفاده از آن تقریبا زیاد بود. پس از آن و در اواخر دهه ۱۹۸۰ دیفیوزر هوادهی حباب ریز نیز وارد بازار شد و به عنوان جایگزینی برای نوع حباب درشت واقع شد. ولی هنوز هم در بسیاری از صنایع استفاده از دیفیوزر هوادهی حباب درشت برای تصفیه فاضلاب و پساب های تولیدی کاربرد دارد.
کاربرد اصلی دیفیوزر هوادهی در فرایند تصفیه پساب، در مرحله تجزیه بیولوژیکی لجن فعال است که طی دو مرحله تصفیه اولیه و ثانویه انجام می شود. استفاده از هر دو نوع دیفیوزر هوادهی حباب درشت و ریز مناسب است. ولی بهتر است که برای تصفیه ثانویه از نوع حباب درشت استفاده شود، زیرا گزینه ی مناسب تری محسوب می شود و برعکس در تصفیه اولیه نوع حباب ریز ارجحیت دارد.
میزان لجن موجود در مرحله تصفیه ثانویه، زیاد است و بایستی مواد معلق موجود در آن با قدرت بیشتری ترکیب شده و از ته نشین شدن مواد و بسته شدن سوراخ های ریزی که بر روی دیفیوزرها وجود دارد، جلوگیری نماید. به همین دلیل است که برای تصفیه ثانویه، استفاده از دیفیوزر هوادهی حباب درشت ارجحیت دارد تا مانع رسوب مواد شده و عملکرد آن را افزایش دهد.
بنابراین در مواردی که حجم فاضلاب تولید شده و میزان آلاینده ها و مواد جامد آن زیاد باشد و همچنین به قدرت مخلوط کنندگی و ترکیب اکسیژن بیشتری نیاز است، از دیفیوزر هوادهی حباب درشت استفاده می شود. زیرا سایز حباب های تولید شده توسط آن بین ۳ تا ۵۰ میلیمتر است و قابلیت زیادی برای تصفیه فاضلاب هایی با حجم زیاد دارد.
انواع دیفیوزر هوادهی حباب درشت
دیفیوزر هوادهی حباب درشت دارای دو نوع دیفیوزر دیسکی و دیفیوزر لوله ای است و هر یک از آنها ویژگی و مزیت خاصی دارد و با توجه به نیاز و اهداف صنعت مورد نظر انتخاب شده و به کار گرفته می شوند.
دیفیوزر دیسکی
این نوع از دیفیوزر هوادهی حباب درشت، دارای یک صفحه و تعداد زیادی سوراخ درشت است و ظاهر آن به شکل دیسک می باشد و معمولا یک کلاهک همراه با ممبران دارد. متریال و مواد اولیه برای ساخت آن جنس بسیار خوبی دارد و متریال ممبران نیز از جنس EPDM یا PTFE می باشد.
این نوع دیفیوزر در شرایطی که باید ترکیبی هموژنوس درون مخازن نگهداری پساب های شیمیایی، تانک های متعادل سازی، مخزن جداسازی روغن از پساب و همچنین تجزیه بیولوژیک لجن فعال انجام شود، مورد استفاده ایجاد شود.
مزیت استفاده از دیفیوزر هوادهی دیسکی این است که می توان آن را بر روی لوله های فولاد ضد زنگ PVC یا HDPE نصب نمود، متریال مورد استفاده برای ساخت آن از PP یا پلی پروپیلن است که با GPR 30% ترکیب شده است و به همین دلیل مقاومت خوبی در برابر اشعه UV و آلاینده های شیمیایی دارد، انتقال اکسیژن خوبی دارد و معمولا بین ۲۰ تا ۲۵ درصد می باشد و مصرف انرژی آن به علت افت فشار پایین، بسیار کم است.
دیفیوزر لوله ای یا تیوپی
این نوع از دیفیوزر هوادهی حباب درشت به گونه ای طراحی شده اند که شکل یک لوله یا تیوب را دارند و علت نامگذاری آن همین است. سوراخ هایی بر روی آن تعبیه شده که درشت هستند و محل خروجی برای حباب های تولید شده می باشند. سوراخ های موجود در آن ممکن است همیشه باز باشند و یا با توجه به جریان هوا، باز و بسته شوند.
عملکرد نوع لوله ای همانند نوع دیسکی است و برای ایجاد ترکیب هموژنوس یا یکنواخت درون مخازن نگهداری مواد شیمیایی و تانک های متعادل سازی و همچنین ترکیب مواد شیمیایی و جداسازی روغن از تصفیه پساب و فاضلاب، استفاده می شود. جنس مواد به کار رفته برای این نوع دیفیوزر، فولاد ضد زنگ ۳۰۴ یا ۳۱۶ می باشد.
نصب دیفیوزر لوله ای به شیوه گاز بی اثر تنگستن یا TIG یا Tungsten Inert Gas و همراه با جوشکاری است که بر روی لوله های انتقال هوا که جنس آن از فولاد ضد زنگ است، قابل نصب می باشد. عملکرد ترکیب اکسیژن آن بین ۲۰ تا ۲۵ درصد است و میزان مصرف انرژی آن به دلیل اینکه افت فشار در حداقل مقدار خود قرار دارد، بسیار پایین است.
کاربرد دیفیوزر هوادهی حباب درشت
مخزن نگهداری مواد شیمیایی:
برخی از مخازن نگهداری مواد شیمیایی به صورت مداوم مورد استفاده هستند و برای اینکه مواد موجود در آن ته نشین نشده و رسوب نکنند، از دیفیوزر هوادهی حباب درشت استفاده می کنند. زیرا به دلیل سایز حباب های تولیدی آن که درشت هستند، با قدرت بیشتری می تواند مواد شیمیایی را به حرکت در آورده و تمامی آن را به صورت معلق نگه دارد.
جداسازی مواد روغنی از پساب:
در برخی مواقع برای فرایند تصفیه فاضلاب، نیاز است تا مواد روغنی و چربی از آن جدا شود و استفاده از دیفیوزر هوادهی حباب درشت به دلیل سایز بزرگتر حباب ها و امکان چرخش بیشتر ترکیبات، ذرات روغن را به سطح مخزن می آورد و سپس تخلیه انجام می شود.
تصفیه فاضلاب صنایع مختلف:
در تصفیه فاضلاب صنایع گوناگونی چون خانگی، صنعتی، کشاورزی، دامداری، بیمارستانی، شهری و برای مرحله تجزیه بیولوژیک لجن فعال ثانویه نیز به کار می رود.
تامین اکسیژن در استخرهای پرورش ماهی:
ماهی هایی که در استخرهای پرورش ماهی وجود دارند، از اکسیژن موجود در حباب های داخل آب استفاده می کنند و در استخر های بزرگ که در تعداد آنها زیاد است، نیاز به مصرف اکسیژن بیشتر وجود دارد که این امر از طریق دیفیوزرهای هوادهی حباب درشت انجام می شود.
تجزیه لجن:
در روش تجزیه لجن فعال و در مرحله تصفیه ثانویه، حجم مواد جامد زیاد است و نیاز است که با استفاده از دیفیوزر هوادهی حباب درشت آن را به صورت معلق نگه داشت. در غیر این صورت، ممکن است باعث رسوب مواد شده و راندمان تجزیه لجن و تصفیه پساب را کاهش دهد.
تثبیت نیتروژن:
در بخش های مختلف صنعتی و برای تولید آمونیاک، از فرایند نیتریفیکاسیون استفاده می شود که برای انجام عملکرد بهتر آن از دیفیوزر هوادهی حباب درشت استفاده می شود. برای موارد مختلف از دیفیوزرها و لوله های انتقال هوا با جنس متفاوتی استفاده می شود تا مقاومت و دوام بیشتری داشته باشد.
مزایای دیفیوزر هوادهی حباب درشت
آلفا فاکتور بالا:
در سیستم های دیفیوزر، آلفا فاکتور نشانگر مقاومت آن نسبت به گرفتگی و ته نشینی باکتری و میکروارگانیسم هاست و از آنجایی که دارای سوراخ های درشت هستند، دچار گرفتگی نمی شوند و نسبت به دیفیوزر حباب ریز دارای آلفا فاکتور بالاتر است. به دلیل احتمال گرفتگی کمتر، فشار عقب گرد به سمت بلوئرها و شکستگی و پاره شدن در آن رخ نخواهد داد.
ترکیب کنندگی بالا:
از آنجایی که حباب های تولیدی، سایز بزرگی دارند، می توانند حجم بیشتری از مایعات موجود را ترکیب نمایند، به عبارت دیگر قدرت ترکیب کنندگی بسیار زیادی دارند و همین عامل باعث می شود که مواد جامد موجود درون پساب رسوب نکرده و فرایند تجزیه بیولوژیک لجن و ترکیب آن با اکسیژن، بهتر و موثرتر انجام شود.
هزینه تعمیرات و نگهداری کم:
حباب های درشت عامل موثری بر عدم رسوب و گرفتگی سوراخ ها می باشد و نیاز به تمیز کاری و تعمیرات مداوم را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد و همین ویژگی باعث صرفه جویی بیشتر در وقت و هزینه می شود.
دوام و ماندگاری:
معمولا از جنس PP یا پلی پروپیلن و یا فولاد ضد زنگ ساخته می شوند و میزان گرفتگی در آن بسیار کم است. به همین دلیل تا سال های طولانی دوام می آورند. دوام و استحکام زیاد منجر به کاهش هزینه های جانبی و خرید تجهیزات جدید می شود و مقرون به صرفه تر است. البته نیاز است تا در زمان هایی مشخص تمیز کاری و تعمیرات لازم انجام شود.
معایب دیفیوزر هوادهی حباب درشت
راندمان پایین انتقال اکسیژن:
این نوع دیفیوزرها تعداد حباب های کمتر ولی با اندازه ای بزرگتر را تولید می کنند و سرعت حرکت آنها زیاد است که منجر به انتقال اکسیژن کمتر به آب می شوند. از آنجایی که دارای حجم زیاد و سطح کم هستند، باعث می شوند مقدار اکسیژن انتقال یافته کمتر از ۱ درصد باشد و نیاز است که تا حدود ۲ برابر تقویت شود.
هوادهی کمتر:
اگر چه که دیفیوزر هوادهی حباب درشت قدرت ترکیب کنندگی بالایی دارد ولی میزان اکسیژن کمتری را پخش می کند و باعث می شود که نسبت به نوع حباب ریز راندمان کمتری در هوادهی داشته باشد.
مصرف انرژی بیشتر:
میزان فشار زیادی که بلوئر وارد می کند تا بتواند حجم بیشتری را منتقل نماید، بسیار بیشتر از حباب هایی با اندازه ریزتر است که در نهایت باعث افزایش مصرف انرژی می شود.
استفاده از دیفیوزر ها در صنایع مختلف، برای کسب حداکثر بهره وری می باشد و با در نظر داشتن نیاز مصرفی آن بخش مربوطه ممکن است به صورت ترکیبی و از هر دو نوع دیفیوزر هوادهی حباب درشت و حباب ریز استفاده شود که به تناوب و یا ردیفی هر یک از آنها را در کف مخازن مورد نظر قرار می دهند.
