هواده سطحی

عملکرد هواده سطحی

فرآیند هوادهی چیست

  • مخلوط کردن، گردش یا حل کردن هوا به یک مایع یا یک ماده دیگر
  • هوادهی مکانیکی می تواند مقدار مواد آلی مورد نیاز برای درمان یک آب را با فراهم آوردن اکسیژن مورد نیاز برای عملکرد باکتری ها کاهش دهد.

دو نوع رایج هوادهی آب

  • زیر سطحی
  • سطحی

اگرچه معمولا هوادهی زیر سطحی در بحث های مربوط به درمان فاضلاب به ذهن می رسد اما، هوادهی سطحی نقش ممتازی در اکسیژن مایع بازی می کند.

هواده سطحی دور تند

هواده چه کاری انجام می دهد

  • با استفاده از هواده، دو فرآیند اختلاط ( Denitrification) و تامین اکسیژن ( نیتریفیکاسیون) انجام میشود
  • سرعت های پایین جهت عمل اختلاط
  • سرعت بالا جهت اختلاط و تامین اکسیژن

هواده سطحی دور تند ارتفاع ثابت

هواده سطحی طراحی سه بعدی

مزایای استفاده از هوادهی سطحی

پرتابل و قابل حمل

  • هوادهی سطح به سادگی در آب شناور می شود

نصب آسان

  • از آنجا که این آیراتور قابل حمل هستند نصب آنها ساده است
  • شما می توانید آنها را در محل خود ایمن قرار دهید.

ماندگاری در محیط های خشن

  • این آپراتورها از فولاد ضد زنگ تشکیل شده و به شدت در برابر فاضلاب خورنده مقاوم هستند
  • این باعث می شود که هوای سطح مناسب برای محیط های شدید مانند کارخانه های کاغذ صنعتی، صنایع شیمیایی و….مفید باشد.

سازگار در آب کم عمق

هوادهی سطحی برای محیط هایی با آب کم کاربرد دارد

هواده سطحی دور تند

هواده سطحی کند

موارد کاربرد هواده سطحی

  • تصفیه فاضلاب بیولوژیک
  • تثبیت لجن
  • هوادهی برکه یا هواده شناور
  • تبدیل مایع به گاز در صنایع شیمیایی

کاربرد هوادهی در تصفیه فاضلاب

  • استفاده از هواده موجب اختلاط و همزنی محتویات استخرهای هوادهی می باشد
  • میکروارگانیسم های لجن فعال جهت فعالیت به اکسیژن نیاز دارند
  • اکسیژن رسانی موجب تصفیه هوازی فاضلاب میشود

هواده سطحی

انواع هواده سطحی فاضلاب

هواده سطحی کم سرعت

  • به طور خاص برای تصفیه فاضلاب طراحی شده است
  • شکل هیدرودینامیکی روتور پلی استر (در پلی استر تقویت شده) باعث مخلوط کردن و اکسیژن سازی آب بهینه می شود

هواده سطحی پر سرعت

  • برای نصب در تالاب ها، مخازن با سطح آب متغیر، مخازن و مخلوط سازی عمومی استفاده می شود
  • توربین مخصوص به طور خاص برای شناور شدن طراحی شده است
  • مناسب برای تمام محیط های دارای فاضلاب است
  • نحوه کار این نوع هوادهی مانند پمپ های سانتریفیوژ می باشد
  • به خاطر گردش مداوم پروانه و مکشی که ایجاد می شود، مایع از مکش خارج و در محیط منتشر خواهد شد.

هواده سطحی

قابلیت های ویژه هواده دور تند

  • بازده بالای انتقال و جذب اکسیژن
  • حذف گیربکس (کاهنده دور) از سیستم هواده
  • سهولت نصب و تعمیرات بدون نیاز به تخلیه حوضچه فاضلاب
  • قابلیت ساخت در انواع نصب ثابت و شناور
  • عملکرد ثابت و راندمان یکنواخت در اثر تغییرات سطح آب
  • مقاومت بالا در برابر خوردگی

هواده سطحی تصفیه پساب

  • هواده شناور سطحی دور تند در اختلاط و همزنی مکانیکی محتویات استخرهای هوادهی و اکسیژن دهی به آن ها ، کاربرد ویژه ای در تصفیه خانه فاضلاب و لاگون های هوازی دارد
  • اساس کار هواده دور تند نظیر عملکرد پمپ های سانتریفوژ است
  • در اثر چرخش پروانه و مکش ایجاد شده، مایع موجود با سرعت بسیار زیاد از مجرای مخروطی مکش به سمت بالا پمپ شده و به صورت شعاعی به محیط اطراف پخش می شود
  • تداوم این عمل علاوه بر اختلاط و سیرکولاسیون باعث افزایش سطح تماس فاضلاب با اتمسفر و اکسیژن گیری بیشتر باکتری های هوازی می شود
  • هواده سطحی دور تند دستگاه ایده آل و خوش ساختی جهت هوادهی و اختلاط فاضلاب های شهری و صنعتی می باشد و در تمام شرایط آب و هوایی قابل استفاده است
  • طرح این هواده به گونه ایست که امکان اتصال مستقیم پروانه به شافت الکتروموتور بدون نیاز به قطعه گیربکس یا کاهنده دور میسر می سازد
  • میزان اکسیژن دهی هواده های سطحی دور کند در حدود 2/1 الی 4/2 کیلوگرم اکسیژن بر کیلووات ساعت انرژی می باشد
  • هر دستگاه هواده شامل سازه شناور ، لوله مخروطی مکش ، الکتروموتور ، شافت و پروانه ، کلاهک باران گیر و سیم بکسل جهت ثابت نمودن دستگاه به دیواره های کناری حوضچه فاضلاب می باشد
  • بدنه و شناور دستگاه از ورق فولادی استنلس استیل یا از جنس فایبرگلاس پر شده با فوم پلی یورتان ساخته می شود
  • پروانه هواده به شکل ملخی بوده و جهت کار در دور بالا به طور مکانیکی کاملاً تنظیم و بالانس می باشد
  • به منظور جلوگیری از نفوذ آب و رطوبت به داخل سیم پیچی موتور ، شافت خروجی الکتروموتور توسط کاسه نمد های ویژه ای کاملاً آب بند شده است

 

View this post on Instagram

 

A post shared by فرصتی برای مهارت آموزی (@fan_abzar) on

هواده سطحی معلق متصل به دیواره

هواده سطحی دور کند

هواده های سطحی مکانیکی با ایجاد حرکت در فاضلاب پیرامون خود، سبب سهولت در انحلال هوا در آن می شوند. هواده های دور پایین جهت چرخاندن روتور از گیربکس کاهنده استفاده می کنند. این هواده ها به دلیل سرعت کم از عمر طولانی برخوردارند

مزایای هواده سطحی کم سرعت

  • حداکثر بهره وری اکسیژن
  • کیفیت مواد مورد استفاده
  • مقاوم در برابر خوردگی
  • راحتی نصب و پیاده سازی
  • طراحی شده برای پاسخ دادن به نیازهای مشتری
  • استفاده مناسب برای تصفیه پساب ها

معایب استفاده از هوادهی سطحی

الزامات تعمیر و نگهداری بالا

این آیراتورهای سطحی به طور مداوم در حال حرکت روی سطح آب هستند.از این رو توصیه می شود که هر سطح آیراتور به صورت دو ساله سرویس می شود. 

هوای ناکارآمد

  • امکانات آزمایشی مستقل نشان می دهد آرسنیک سطح برای انتقال فقط 25/1 تا 25/2 پوند اکسیژن به ازای هر اسب بخار در ساعت است
  • این در مقایسه با سیستم های هوادهی منتشر شده است
  • که می تواند به اندازه 6 تا 7 لیبرت در هر کیلوگرم در ساعت باشد. در نتیجه، آیراتور سطحی دارای نیازهای بالاتری از انرژی و هزینه بیشتری برای اجرا هستند

بی اثر در آب های عمیق

 از آنجایی که در هوادهی سطحی ، هوادهی روی سطح صورت می گیرد، برای آب های عمیق پاسخ گو نیست.

مشکل در هوای سرد

معمولا در دمای پایین یخ می زنند و عملکرد خوبی ندارند

هواده سطحی کند
هواده سطحی کند

هواده سطحی پدالی

هواده سطحی پدالی

  • این نوع دستگاهها از یک الکتروموتور و شفت مرکزی بلندی تشکیل شده اند
  • بر روی یک پایه شناور نصب می شوند
  • دو انتهای شفت به چرخهایی منتهی است که پره دارد
  • هنگامی که موتورشروع به کار می کند پره ها در آب می چرخند
  • این امر سبب به هم زدن سطح آب و هواگیری آب می شوند

مزایای هواده سطحی نسبت به دیفیوزر

 

View this post on Instagram

 

A post shared by فرصتی برای مهارت آموزی (@fan_abzar) on

محل قرارگیری هواده سطحی در استخر پرورش ماهی

  • تحقیقات اخیر نشان داده است بیشترین تاثیر جانمایی هواده های چرخ پره ای ثابت برقی وسط استخر و در امتداد حاشیه طویل آن است چون هوادهی به طرف وسط استخر هدایت می شود
  • در این وضعیت هوادهی آب را به صورت عمودی در کناره های طولی استخر حرکت داده و گردش آب با استخر حداکثر در سطح استخر بهبود می بخشد . جانمایی هواده های ثابت در وسط استخر خاکی موجب هزینه نصب خیلی زیاد می شود معمولا بهترین مکان برای استقرار یک هواده ( قبل از وارد شدن استرس ) در بخش استخر که ماهیان حضور دارند و بالاترین غلظت اکسیژن را داراست اگر برای زنده نگه داشتن ماهیان دو هواده نیاز باشد و آنها در کنار یکدیگر کاربکنند در صورتی که یکی از آنها از کار بیافتد ( قطع شود ) دیگری می تواند تا رفع مشکل ماهیان را زنده نگه دارد .
  • اگر در اثر کمبود اکسیژن به ماهیان استرس خیلی شدید وارد شود و استخر از طریق سطح آن نتواند آن را تامین نماید با استقرار هواده ها در محلی که بیشترین تراکم ماهی وجود دارد برای هوادهی به استخر تلاش لازم صورت گرفته و امکان جذب ماهیان را به محدوده هوادهی کشاند وقتی اکسیژن خیلی کم است ماهیان تمایل به حرکت از کنار ها ندارند هواده های حاشیه ای برای هوادهی در حاشیه استخر ها خیلی موثر هستند از طرفی در نزذیکی حاشیه آسایش خاطر ماهیان نیز به سرعت تامین می شود .

هوادهی و اهمیت آن در استخر های ماهی

  • اکسیژن استخر ها از دو منبع ، فتو سنتز و انتشار از طریق هوا تامین می شود مهمترین منبع آن فتو سنتز است که فرآیند استفاده گیاه برای تولید غذا است گیاهان در مقابل نو خورشید اکسیژن را به عنوان یک محصول جنبی حاصل از فتو سنتز به اب می افزایند در شب اکسیژن تولید نمی شود اما تنفس به وسیله جلبرگها ، ماهیان و باکتریها ادامه یافته و اکسیژن آب مصرف می گردد در این هنگام یک تعادل نامناسب بین میزان اکسیژن تولیدی و مصرفی به وجود می آید اما تحت شرایطی این تعادل می تواند معکوس شده و غلظت اکسیژن محلول در آب انقدر کم می شود که به ماهیان استرس وارد نموده و یا منجر به مرگ آنان می گردد .
  • مقدار اکسیژن موجود در آب استخر به طور قابل توجهی می تواند از یک استخر به استخر دیگر و از ساعتی تا ساعتی دیگر متفاوت باشد نوعا اگر چه غلظت اکسیژن در سپیده دم به پایین ترین حد ممکن و تا پایان بعد ازظهر به حد اکثر می رسد نگهداری میزان اکسیژن محلول آب در حد اکثر ، به فشار اتمسفر ، شوری و دما بستگی دارد با افزایش ارتفاع از سطح دریا ، آب اکسیژن محلول کمتری را در خود نگه می دارد . شوری هم برای اکثر تولید کنندگان آبهای شیرین اهمیتی ندارد . مهمترین عامل دما آب است که برای افزایش دما میزان نگهداری اکسیژن کاهش می یابد .

اکثرا مشکل کاهش اکسیژن از دهه دوم خرداد تا دهه اول مهر اتفاق می افتد و دلایل آن عبارتند از

  • هرچه آب کمتر شود اکسیژن محلول کاهش می یابد .
  • میزان تنفس گیاهان و جانوران با گرمتر شدن آب افزایش یافته و اکسیژن بیشتری مصرف می شود
  • در روزهای ابری و دارای مه تابستان ممکن است میزان اکسیژن تولید شده کاهش یابد .
  • در این وقت سال مقادیر زیادی غذا به ماهی داده می شود که منجر به افزایش فضولات ماهی شده و نتیجه اش مصرف اکسیژن بیشتر است .

هوادهی روشی است که از آن طریق اکسیژن محلول در آب با هوا در حالت تعادل ( اشباع ) در می آید . این کار به کمک دستگاههای مکانیکی انجام می شود .
هر وسیله ای که بتواند آب و هوا را مخلوط کند نوعی هواده است ولی چون راندمان کار و مصرف انرژی و هزینه اجرا خیلی اهمیت دارند ما برای هوادهی از دستگاه مخصوص هواده استفاده می کنیم بطور کلی دو روش برای هوادهی وجود دارد .
یکی تزریق هوا یا اکسیژن خالص در آب ( مثل پمپ اکواریوم ـ بلوور و غیره ) دوم همزدن آب یا فواره کردن آن برای ایجاد تعادل اکسیژن .
بنابراین هوادهی علاوه بر تولید اکسیژن نوعی همزدن آب و یکنواخت کردن لایه های حرارتی و غذایی آن هم هست . ضمناً هوادهی به خروج ضایعات سمی که به شکل گاز در آب محلول هستند کمکمی کند .

انواع هواده

هواده های پدالی

  • این نوع دستگاهها از یک الکتروموتوروشفت مرکزی بلندی تشکیل شده اند وبرروی یک پایه شناور نصب می شوند
  • دو انتهای شفت به چرخهایی منتهی است که پره دارد
  • هنگامی که موتورشروع به کار می کند، پره هادر آب می چرخند، سبب به هم زدن سطح آب وهواگیری آب می شوند.

دمنده های هوا

  • این نوع داده ها هوارا از طریق لوله های سوراخ دار یا لوله های منتهی به سنگ هوا وارد می کنند
  • و بهتر است این هواده ها در محل ورودی آب استخرها نصب شوند.

هواده های ایرجت

  • این نوع هواده ها از یک الکتروموتوروپره ای که درون یک لوله تو خالی قرار دارد، تشکیل شده اند
  • این مجموعه بر روی شناور مستقراست. بابه کار افتادن الکتروموتورپرهها می چرخند وسبب مکش هوابه داخل آب می شوند
  • از محسنات این دستگاه این است که با تغییر زاویه شفت می توان اعماق مختلف آن راهوادهی کرد

کمپرسورهوا

  • این دستگاه هوای فشرده را از طریق لوله های ارتباطی به استخرها می رساند امروزه از این روش چندان استفاده نمی شود
  • نیاز اکسیژن در استخر ها می توان بسیار متفاوت باشد
  • با استفاده از یک قاعده کلی می توان گفت بازای هر اسب بخار نیرو در نیم هکتار سطح با هوادهی که بتوان حد اقل ۴/۱ کیلوگرم اکسیژن بر اسب بخار در ساعت تولید کند نیاز اکسیژنی مرتفع می گردد
  • چرخه اکسیژن در طی روز و شب وقتی طبیعی به نظر می رسد که ماهیان در سلامت کامل بسر برده و حداقل اکسیژن بالا p.p.m3-2 نگهداشته شود
  • اگرچه رشد بیش از اندازه یا مرگ ناگهانی جلبرگها می تواند نیاز به اکسیژن بیش از حد طبیعی به وجود آورد
  • همچنین زیست توده و میزان حداکثر تغذیه روزانه ماهیان می تواند  بر روی نیاز هوادهی تاثیر گذار باشد
  • همینطور ماهیان بیمار و غلظت بالای نیترات ، آمونیاک یا دی اکسید کربن می توان نیاز به هوادهی را افزایش دهد
  • در این وضعیت می توان توسط هواده های قابل حمل ظرفیت اظافی تدارک دید تا از تلفات ماهیان هنگام وقوع جلوگیری به عمل اید و مرگ و میر حاصل از بیماری را به تاخیر اندازد
  • همچنین قطع برق یا خرابی موتورها می تواند هر واحدی را به تعطیلی بکشاند

تصفیه بیولوژیکی هوازی

تصفیه فاضلاب هوازی شامل لجن فعال، بیوفیلم ثابت و بیوفیلتراسیون، حوضچه های پایدارسازی هوا (aerated stabilization basin یا ASB) برای تجزیه فاضلاب است. ). ASB ها معمولا به عنوان سیستم های تصفیه در صنعت کاغذ و پالپ شناخته می شوند و در برخی از شهرداری ها و همچنین صنایع دیگر مورد استفاده قرار می گیرند.

تصفیه هوازی فاضلاب یک خروجی ثانویه با کیفیت بالا تولید می کنند. فن آوری های تصفیه هوازی شامل تصفیه لجن فعال متعارف، تصفیه با راکتور بیو فیلم بستر متحرک یا (Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR و بیو راکتور غشایی (MBR) می باشد.

 تصفیه هوازی چیست؟

تصفیه هوازی یک فرایند بیولوژیکی است که برخلاف سیستم بیولوژیکی بی هوازی، از اکسیژن برای تجزیه مواد آلی (به طور کلی به عنوان تقاضای اکسیژن بیوشیمیایی یا BOD) و حذف آلاینده های دیگر مانند نیتروژن و فسفر استفاده می کند. این فرآیند توسط سنسورهای اکسیژن در لجن فعال (مخزن هوادهی) و باکتری های باقی مانده (لجن فعال) قابل کنترل می باشد. ماده آلی را به دی اکسید کربن و زیست توده جدید تبدیل می کند. در طول تصفیه هوازی، اکسیژن به طور مداوم مورد نیاز است، بنابراین هوای مجاز از یک دمنده هوا یا کمپرسور با فاضلاب مخلوط می شود. باکتری های هوازی به این فاضلاب ها می چسبند و  تصفیه هوازی صورت می گیرد.

استفاده از هوازی

تصفیه هوازی برای رسیدن به حداکثر تجزیه، مطابق مقررات سختگیرانه ای که توسط سازمان های محیط زیست در رابطه با آنچه که در هوا، زمین یا آب منتشر می شود استفاده می شود.

سیستم های هوازی ایروبیک دارای مزایایی هستند:

  • آنها نقش مهمی در روند تصفیه فاضلاب ایفا می کنند تا اطمینان حاصل شود که فاضلاب می تواند با خیال راحت تخلیه شود تا شرکت ها بتوانند شرایط سخت زیست محیطی رعایت کنند.
  • لجن تثبیت شده بی بو است و کود عالی را تولید می کند.
  • عملیات نسبتا ساده است.