Finboble lufting oksygenering testrapport

I avløpsvannbehoglingssystemet står lufteprosessen for 45% til 75% av energiforbruket til hele avløpsvannbehandlingsanlegget, for å forbedre oksygenoverføringseffektiviteten til lufteprosessen, brukes det nåværende avløpsvannbehandlingsanlegget ofte i mikroporøst luftesystemer.Sammenlignet med luftesystemet til store og mellomstore bobler, kan det mikroporøse luftesystemet spare rundt 50 % av energiforbruket. Ikke desto mindre er oksygenutnyttelsesgraden for lufteprosessen også i området 20 % til 30 %. I tillegg har det vært flere områder i Kina for å bruke mikroporøs lufteteknologi for behandling av forurensede elver, men det finnes ingen forskning på hvordan man med rimelighet kan velge mikroporøse luftere for forskjellige vannforhold. Derfor er optimering av mikroporøs oksygeneringsytelsesparametere for den faktiske produksjonen og anvendelsen av stor betydning.

Det er mange faktorer som påvirker ytelsen til mikroporøs lufting og oksygenering, de viktigste er luftevolum, porestørrelse og installasjon av vanndybde.

For tiden er det færre studier på forholdet mellom oksygeneringsytelsen til mikroporøs lufteapparat og porestørrelse og installasjonsdybde i inn- og utland. Forskningen fokuserer mer på forbedring av total oksygenmasseoverføringskoeffisient og oksygeneringskapasitet, og neglisjerer energiforbruksproblemet i lufteprosessen. Vi tar den teoretiske effekteffektiviteten som hovedforskningsindeksen, kombinert med oksygeneringskapasiteten og trenden med oksygenutnyttelse, optimaliserer i utgangspunktet luftevolumet, blenderdiameteren og installasjonsdybden når lufteeffektiviteten er høyest, for å gi en referanse for applikasjonen av mikroporøs lufteteknologi i selve prosjektet.

1. Materialer og metoder

1.1 Testoppsett
Testoppsettet var laget av pleksiglass, og hoveddelen var en D 0,4 m × 2 m sylindrisk luftetank med en oppløst oksygensonde plassert 0,5 m under vannoverflaten (vist i figur 1).


Figur 1 Testoppsett for lufting og oksygenering

1.2 Testmateriell
Mikroporøs lufter, laget av gummimembran, diameter 215 mm, porestørrelse 50, 100, 200, 500, 1 000 μm. sension378 benchtop tester for oppløst oksygen, HACH, USA. Gassrotorstrømningsmåler, område 0~3 m3/h, nøyaktighet ±0,2%. HC-S blåser. Katalysator: CoCl2-6H2O, analytisk ren; Deoksidant: Na2SO3, analytisk ren.



1.3 Testmetode
Testen ble utført ved bruk av den statiske ikke-stasjonære metoden, det vil si at Na2SO3 og CoCl2-6H2O først ble dosert for deoksygenering under testen, og lufting ble startet når det oppløste oksygenet i vannet ble redusert til 0. Endringer i konsentrasjonen av oppløst oksygen i vannet over tid ble registrert, og KLa-verdien ble beregnet. Oksygeneringsytelsen ble testet under forskjellige luftevolumer (0,5, 1, 1,5, 2, 2,5, 3 m3/t), forskjellige porestørrelser (50, 100, 200, 500, 1000 μm) og forskjellige vanndybder (0,8, 1,1, 1,3, 1,5, 1,8, 2,0 m), og det ble også referert til CJ/T
3015.2 -1993 "Aerator klart vann oksygenering ytelsesbestemmelse" og USA klart vann oksygenering teststandarder.

Oksygenutnyttelse (SOTE, %) uttrykkes ved ligning (4).

Hvor: q - luftevolum i standard tilstand, m3/t.

Den teoretiske effekteffektiviteten [E, kg/(kW-h)] er uttrykt ved ligning (5).

Hvor: P - effekt av lufteutstyr, kW.

Vanlig brukte indikatorer for å evaluere lufterens oksygeneringsytelse er total oksygenmasseoverføringskoeffisient KLa, oksygeneringskapasitet OC, oksygenutnyttelsesgrad SOTE og teoretisk effekteffektivitet E [7]. De eksisterende studiene har fokusert mer på trendene for total oksygenmasseoverføringskoeffisient, oksygeneringskapasitet og oksygenutnyttelse, og mindre på den teoretiske effekteffektiviteten [8, 9]. Teoretisk effekteffektivitet, som eneste effektivitetsindeks [10], kan reflektere energiforbruksproblemet i lufteprosessen, som er fokus for dette eksperimentet.

2.2 Effekt av lufting på oksygeneringsytelse

Oksygeneringsytelsen ved forskjellige luftingsnivåer ble evaluert ved lufting i de nederste 2 m av lufteren med en porestørrelse på 200 μm, og resultatene er vist i fig. 2.

Fig. 2 Variasjon av K og oksygenutnyttelse med luftehastighet

Som det fremgår av fig. 2, øker KLa gradvis med økningen av luftevolumet. Dette skyldes hovedsakelig at jo større luftevolumet er, desto større er gass-væske-kontaktområdet og jo høyere oksygeneringseffektivitet. På den annen side fant noen forskere at oksygenutnyttelseshastigheten avtok med økningen i luftevolumet, og en lignende situasjon ble funnet i dette eksperimentet. Dette er fordi under en viss vanndybde økes oppholdstiden for bobler i vannet når luftevolumet er lite, og gass-væske kontakttiden forlenges; når luftevolumet er stort, er forstyrrelsen av vannforekomsten sterk, og mesteparten av oksygenet utnyttes ikke effektivt, og frigjøres til slutt fra vannoverflaten i form av bobler til luften. Oksygenutnyttelseshastigheten avledet fra dette eksperimentet var ikke høy sammenlignet med litteraturen, sannsynligvis fordi reaktorhøyden ikke var høy nok, og en stor mengde oksygen slapp ut uten å komme i kontakt med vannsøylen, noe som reduserte oksygenutnyttelseshastigheten.

Variasjonen av teoretisk effekteffektivitet (E) med lufting er vist i fig. 3.

Fig. 3 Teoretisk effekteffektivitet kontra luftevolum

Som man kan se i fig. 3, avtar den teoretiske effekteffektiviteten gradvis med økende lufting. Dette er fordi standard oksygenoverføringshastighet øker med økningen av luftevolumet under visse vanndybdeforhold, men økningen i det nyttige arbeidet som forbrukes av viften er mer signifikant enn økningen i standard oksygenoverføringshastighet, så den teoretiske krafteffektiviteten avtar med økningen av luftevolumet innenfor området for luftevolumet som ble undersøkt i eksperimentet. Ved å kombinere trendene i fig. 2 og 3, kan man finne at den beste oksygeneringsytelsen oppnås ved et luftevolum på 0,5 m3/h.

2.3 Effekt av porestørrelse på oksygeneringsytelse

Porestørrelse har stor innflytelse på dannelsen av bobler, jo større porestørrelse, jo større er boblen. Bobler på oksygeneringsytelsen til støtet manifesteres hovedsakelig i to aspekter: For det første, jo mindre de individuelle boblene er, jo større er det totale boblespesifikke overflatearealet, desto større er kontaktområdet for gass-væske masseoverføring, desto mer bidrar til overføring av oksygen; For det andre, jo større boblene er, desto sterkere er det å røre vannet, gass-væske-blandingen mellom jo raskere, jo bedre effekt av oksygenering. Ofte spiller det første punktet i masseoverføringsprosessen en stor rolle. Testen vil være luftevolum satt til 0,5 m3/t, for å undersøke effekten av porestørrelse på KLa og oksygenutnyttelse, se Figur 4.


Figur 4. Variasjonskurver av KLa og oksygenutnyttelse med porestørrelse

Som det fremgår av fig. 4, avtok både KLa og oksygenutnyttelsen med økningen av porestørrelsen. Under betingelsen med samme vanndybde og luftevolum, er KLa på 50 μm åpningslufter omtrent tre ganger den for 1000 μm åpningslufter. Derfor, når lufteren er installert i en viss vanndybde, jo mindre er åpningen til lufterens oksygeneringskapasitet og oksygenutnyttelsen større.

Variasjonen av teoretisk effekteffektivitet med porestørrelse er vist i fig.

Fig. 5 Teoretisk effekteffektivitet vs. porestørrelse
Som det kan sees fra fig. 5, viser den teoretiske effekteffektiviteten en trend med økende og deretter avtagende med økningen av blenderåpningsstørrelsen. Dette er fordi på den ene siden har lufteren med liten åpning en større KLa og oksygeneringskapasitet, noe som bidrar til oksygenering. På den annen side øker motstandstapet under en viss vanndybde med reduksjonen av blenderdiameteren. Når porestørrelsesreduksjonen på motstandstapet til promoteringseffekten er større enn rollen til oksygenmasseoverføring, vil den teoretiske krafteffektiviteten reduseres med reduksjonen av porestørrelsen. Derfor, når blenderdiameteren er liten, vil den teoretiske effekteffektiviteten øke med økningen av blenderdiameteren, og blenderdiameteren på 200 μm for å nå maksimalverdien på 1,91 kg/(kW-h); når åpningsdiameteren > 200 μm, spiller motstandstapet i lufteprosessen ikke lenger en dominerende rolle i lufteprosessen, KLa og oksygeneringskapasiteten med økningen i åpningsdiameteren til lufteren vil reduseres, og derfor vil den teoretiske strømeffektivitet viser en betydelig nedadgående trend.

2.4 Effekt av installasjonsvanndybde på oksygeneringsytelse

Vanndybden som lufteren er installert i har en svært betydelig effekt på lufte- og oksygeneringseffekten. Målet for den eksperimentelle studien var en grunt vannkanal på mindre enn 2 m. Luftedybden til lufteren ble bestemt av vanndybden til bassenget. Eksisterende studier fokuserer hovedsakelig på den neddykkede dybden av lufteren (dvs. at lufteren er installert i bunnen av bassenget, og vanndybden økes ved å øke vannmengden), og testen fokuserer hovedsakelig på installasjonsdybden til den. lufter (dvs. vannmengden i bassenget holdes konstant, og installasjonshøyden på lufteren justeres for å finne den beste vanndybden for lufteeffekt), og endringene av KLa og oksygenutnyttelsen med vanndybden er vist i fig. 6.


Fig. 6 Variasjonskurver av K og oksygenutnyttelse med vanndybde
Figur 6 viser at med økningen av vanndybden viser både KLa og oksygenutnyttelsen en tydelig økende trend, med at KLa avviker mer enn fire ganger ved 0,8 m vanndyp og 2 m vanndyp. Dette er fordi jo dypere vannet er, desto lengre oppholdstid for boblene i vannsøylen, jo lengre gass-væske-kontakttid, jo bedre oksygenoverføringseffekt. Derfor, jo dypere lufteren er installert, jo mer bidrar til oksygeneringskapasiteten og oksygenutnyttelsen. Men installasjonen av vanndybden øker samtidig som motstandstapet vil øke, for å overvinne motstandstapet, er det nødvendig å øke mengden lufting, noe som uunngåelig vil føre til en økning i energiforbruk og driftskostnader. Derfor, for å oppnå optimal installasjonsdybde, er det nødvendig å evaluere forholdet mellom teoretisk effekteffektivitet og vanndybde, se tabell 1.

Tabell 1 Teoretisk effekteffektivitet som funksjon av vanndybde
Dybde/m	E/(kg.kw-1.h-1)	Dybde/m	E/(kg.kw-1.h-1)
0.8	0.50	1.1	1.10

Tabell 1 viser at den teoretiske effekteffektiviteten er ekstremt lav ved en installasjonsdybde på 0,8 m, med kun 0,5 kg/(kW-h), noe som gjør lufting på grunt vann upassende. Installasjon av vanndybde på 1,1 ~ 1,5 m rekkevidde, på grunn av den betydelige økningen i oksygeneringskapasiteten, mens lufteren av motstandseffekten ikke er åpenbar, så den teoretiske krafteffektiviteten øker raskt. Når vanndybden øker ytterligere til 1,8 m, blir effekten av motstandstap på oksygeneringsytelsen mer og mer betydelig, noe som resulterer i at veksten av den teoretiske effekteffektiviteten har en tendens til å flate ut, men viser fortsatt en økende trend, og i installasjonen av vanndybden på 2 m, når den teoretiske effekteffektiviteten maksimalt 1,97 kg/(kW-h). For kanaler < 2 m er derfor bunnlufting foretrukket for optimal oksygenering.

3.Konklusjon

Ved å bruke den statiske ikke-stasjonære metoden for mikroporøs lufting oksygeneringstest for klart vann, i testforholdene med vanndybde (< 2 m) og porestørrelse (50 ~ 1 000 μm), økte den totale oksygenmasseoverføringskoeffisienten KLa og oksygenutnyttelsen med installasjon av vanndybden; med økningen i porestørrelse og redusert. I prosessen med å øke luftevolumet fra 0,5 m3/t til 3 m3/t, økte den totale oksygenmasseoverføringskoeffisienten og oksygeneringskapasiteten gradvis, og oksygenutnyttelseshastigheten sank.

Teoretisk strømeffektivitet er den eneste indikatoren på effektivitet. I testforholdene øker den teoretiske effekteffektiviteten med lufting og installasjon av vanndybde, med økningen i blenderåpning først øke og deretter redusere. Installasjon av vanndybde og blenderåpning bør være en rimelig kombinasjon for å gjøre oksygeneringsytelsen for å oppnå best mulig, generelt sett, jo større vanndybdevalg av lufteåpningen er, jo større.

Testresultatene indikerer at gruntvannslufting ikke bør brukes. Ved en installasjonsdybde på 2 m ga et luftevolum på 0,5 m3/h og en lufter med porestørrelse på 200 μm en maksimal teoretisk effektvirkningsgrad på 1,97 kg/(kW-h).

Ovennevnte er vår FoU-data, forpliktet til data for kontinuerlig å optimalisere produktets ytelse, fra roten for å løse lufting disken blenderåpning, EPDM membran hud lett å sprekke, tilstopping, og andre problemer.

NIHAO er det første selskapet i Kina som har utviklet gummi- og plastprodukter i mer enn tjue år som senior leder i vannbehandlingsindustrien , med et profesjonelt forsknings- og utviklingsteam og spesialisert fabrikkutstyr for å forbedre nøyaktigheten og produktiviteten til produktene.

Vi er spesialister på produksjon rørduffuser and Disc duffuser over 10 år. Lufteskivemembranhud bruker vi den eksklusive oljefrie formelen, etter FoU-teamets kontinuerlige testing og forbedring av vår generelle forbedring av den omfattende ytelsen til membranhuden, bruk av opptil åtte år med mikroporøs ikke-tilstopping. Ikke bare bruken av høykvalitets EPDM 100% nytt materiale, men også lagt til 38% av andelen carbon black, gjennom forskjellige kraftdiametre for å utvide membranens hudresiliens ytelse og rivebestandighet for å styrke. Vår Disc Diffuser har følgende fordeler:

1. Antiblokkering, god tilbakestrømningsforebygging, stor kontaktflate, sterk korrosjonsbestandighet

2. Sterk membran hud rive motstand, vann motstand, bedre støt motstand

3. Ensartede bobler, høyeffektiv lufting, høy oksygenutnyttelse, energisparing, effektivt redusere driftskostnadene

Fordeler med luftingsrør:

Enkel å montere, i bunnen av bassengrøret og lufterøret til ett, trenger ikke ekstra rørutstyr, prisen er lavere enn andre mikroporøse lufteapparater. Den samme syre- og alkalimotstanden, ikke lett å eldes, lang levetid. I lufting bule, ikke lufting er flatet, flatet, variabel mikroporøs ble lukket, slik at suspensjonen av lufting for en lang periode, vil ikke bli tilstoppet.

NIHAO profesjonelt team og FoU-ansatte, for å gi deg den faktiske scenedesign, rimelige spesifikasjoner for å velge den beste som gjelder for lufteren din! Vi ser oppriktig frem til å kontakte deg for å skape en bedre og renere fremtid!