У инжењерству за третман воде, процеси јединица као што су резервоари за коагулацију, резервоари за флокулацију и резервоари за реакцију омекшавања захтевају изузетно високу униформност мешања воде. Традиционално, мешање се постиже уградњом механичких мешалица. Међутим, са растућим трошковима енергије и применом политике „двоструког-угљеника“, све више пројеката почиње да покушава да замени механичко мешање компримованим ваздухом како би се постигли циљеви уштеде енергије и смањења емисија. Овај чланак дели принципе, методе прорачуна и вредност примене пнеуматске технологије мешања за професионалце за третман воде.
И. Болне тачке традиционалне механичке агитације
У конвенционалним процесима пречишћавања воде, мешалице са лопатицом или оквиром се обично инсталирају у резервоарима за мешање, резервоарима за флокулацију и реакционим резервоарима за омекшавање. Мотор покреће лопатице да се ротирају, стварајући вртлоге и смицање у води, чиме се промовише темељно мешање хемикалија и сирове воде. Међутим, механичка агитација има следеће проблеме:
1. Висока потрошња енергије
У великим{0}}постројењима за пречишћавање отпадних вода, снага механичких мешалица је углавном између 2 и 15 кВ, са дугим радним временом и великом годишњом потрошњом енергије.
2. Високи трошкови одржавања
Мешалице укључују више компоненти које се лако оштећују као што су мотори, редуктори, спојнице и импелери. Свакодневно одржавање и замена делова захтевају време-и радно-.
3. Неравномерно поље протока у резервоару
У неким резервоарима неправилног облика или реакционим резервоарима{0}}велике запремине, механичко мешање лако ствара „мртве зоне“, што доводи до незадовољавајућих ефеката мешања.
Због тога је проналажење ефикаснијих и{0}}уштедљивих технологија агитације постало тренд.
ИИ. Принцип мешања компримованог ваздуха
Мешање компримованим ваздухом је технологија која ствара мехуриће увођењем компримованог ваздуха у дно или зидове резервоара. Како се ваздушни мехурићи дижу у води, они стварају узлазни ток ваздуха, истовремено покрећући околну воду да формирају циркулишући ток. У поређењу са механичким мешањем, пнеуматско мешање има неколико значајних предности: (1) Уштеда енергије и смањена потрошња; нема потребе за инсталирањем мешалице велике снаге-, потребан је само један ваздушни компресор за централизовано снабдевање ваздухом; (2) Нема механичког хабања; практично није потребно одржавање; (3) Уједначеније поље струјања; разумна дистрибуција мехурића избегава "мртве зоне"; (4) Такође има функцију аерације; у неким процесима може помоћи у повећању раствореног кисеоника. ИИИ. Прорачун запремине ваздуха Многи пројекти укључују ову врсту модификације, али често без икакве научне основе, произвољно повезивање цеви за довод ваздуха у базен, што резултира незадовољавајућим перформансама.
ИИИ. Прорачун запремине ваздуха
Многи пројекти укључују ову врсту модификације, али често без икакве научне основе, произвољно повезивање цеви извора ваздуха у резервоар, што резултира незадовољавајућим перформансама.
Запремина ваздуха потребна за аерацију и мешање може се израчунати помоћу следеће формуле.
У формули: Ка је брзина протока ваздуха потребна за аерацију и мешање у стандардним условима, м³/мин; Пт је снага осовине оригиналне мешалице, кВ, која се може узети као 0,75~0,90 снаге мотора; х је дубина воде на улазу за дистрибуцију ваздуха, м.
Притисак ваздуха (манометарски притисак) потребан за аерацију и мешање може се израчунати коришћењем следеће формуле.
У формули: пц је ваздушни притисак (манометарски притисак) потребан за аерацију и мешање, кПа; Δпх је статички притисак на дубини воде, кПа, Δпх=9.81 × х; Δпф је губитак притиска дуж цевовода и на локалним тачкама, кПа, који се може израчунати позивањем на релевантни садржај у чланку „Методе за одређивање снаге и притиска аерационих дуваљки“ на овом јавном налогу путем линка на крају овог чланка; Δпд је губитак притиска главе за дистрибуцију ваздуха, кПа, који се може консултовати са произвођачем и обично износи 3~15 кПа.
ИВ. Разматрање дизајна за пнеуматско мешање
1. Пречник мехурића и брзина раста
Према литератури, пречник мехурића је обично око 5 мм, а запремина ваздуха генерално чини 10% брзине протока течности. Што је мањи пречник мехурића, то је спорија брзина раста и бољи је ефекат мешања течности, али је потрошња енергије компримованог ваздуха нешто већа; ако је пречник мехурића превелик, ефикасност мешања ће бити смањена.
2. Цевоводи и уређај за дистрибуцију ваздуха
Главе за дистрибуцију ваздуха треба да буду равномерно распоређене, а обично се користе порозне цеви или микропорозне главе за аерацију. Дизајн мора да обезбеди да су мехурићи равномерно распоређени у резервоару како би се избегли локални "кратки спојеви".
3. Хидрауличне карактеристике базена
За дубоке базене, мехурићи ваздуха трпе веће губитке током успона, па је због тога потребан већи{0}}притисак компримованог ваздуха.
Резиме
У контексту „двоструког угљеника“ (угљен-диоксид, секвестрација угљеника и емисије угљеника), технологија мешања компримованог ваздуха нуди постројењима за пречишћавање воде високоефикасан метод мешања{0}}који штеди енергију и са малим{1}}одржавањем. Рационалним прорачуном потрошње и притиска ваздуха, оптимизацијом дизајна дистрибуције ваздуха и контролом величине мехурића, може се постићи уједначеније мешање од механичког мешања, уз значајно смањење оперативних трошкова. У будућности, са развојем интелигентних контролних система, очекује се да ће пнеуматско мешање бити повезано са онлајн праћењем квалитета воде, омогућавајући-довод ваздуха на захтев и динамичку уштеду енергије, показујући велики потенцијал примене у пречишћавању комуналне воде, индустријској циркулационој води и хемијским реакцијама.
