Designmetoder för tryckluftsblandning istället för mekanisk omrörning

Inom vattenbehandlingsteknik kräver enhetsprocesser såsom koaguleringstankar, flockningstankar och avhärdningsreaktionstankar extremt hög likformighet i vattenblandningen. Traditionellt uppnås blandning genom att installera mekaniska omrörare. Men med stigande energikostnader och implementeringen av "dubbel-kol"-policy, börjar fler och fler projekt att försöka ersätta mekanisk agitation med tryckluft för att uppnå mål för energibesparing och utsläppsminskning. Den här artikeln delar principerna, beräkningsmetoderna och tillämpningsvärdet för pneumatisk blandningsteknik för proffs inom vattenrening.

I konventionella vattenbehandlingsprocesser installeras vanligen skovel- eller ramomrörare i blandningstankar, flockningstankar och avhärdningsreaktionstankar. Motorn driver paddlarna att rotera, skapar virvlar och skjuvning i vattnet, vilket främjar en noggrann blandning av kemikalier och råvatten. Men mekanisk omrörning har följande problem:

1. Hög energiförbrukning

I storskaliga reningsverk för avloppsvatten är effekten hos mekaniska omrörare i allmänhet mellan 2 och 15 kW, med långa drifttider och hög årlig energiförbrukning.

2. Höga underhållskostnader

Omrörare involverar flera lätt skadade komponenter såsom motorer, reducerare, kopplingar och pumphjul. Dagligt underhåll och utbyte av delar är tidskrävande-och arbetsintensivt-krävande.

3. Ojämnt flödesfält i tanken

I vissa oregelbundet formade tankar eller reaktionstankar med stor-volym skapar mekanisk omrörning lätt "döda zoner", vilket resulterar i otillfredsställande blandningseffekter.

Därför har det blivit en trend att hitta mer effektiva-energibesparande omrörningstekniker.

Omrörning med tryckluft är en teknik som genererar bubblor genom att föra in tryckluft i tankens botten eller väggar. När luftbubblorna stiger i vattnet genererar de ett uppåtriktat luftflöde som samtidigt driver det omgivande vattnet till ett cirkulerande flöde. Jämfört med mekanisk omrörning har pneumatisk omrörning flera betydande fördelar: (1) Energibesparing och minskad förbrukning; inget behov av att installera en hög-omrörare, bara en enda luftkompressor behövs för centraliserad lufttillförsel; (2) Inget mekaniskt slitage; praktiskt taget inget underhåll krävs; (3) mer enhetligt flödesfält; rimlig bubbelfördelning undviker "döda zoner"; (4) Har även en luftningsfunktion; i vissa processer kan det bidra till att öka löst syre. III. Luftvolymberäkning Många projekt involverar denna typ av modifiering, men ofta utan någon vetenskaplig grund, som godtyckligt ansluter ett lufttillförselrör till poolen, vilket resulterar i otillfredsställande prestanda.

Många projekt involverar denna typ av modifiering, men ofta utan någon vetenskaplig grund, som godtyckligt ansluter ett luftkällrör till tanken, vilket resulterar i otillfredsställande prestanda.

Den luftvolym som krävs för luftning och blandning kan beräknas med följande formel.

I formeln: Qa är luftflödet som krävs för luftning och blandning under standardförhållanden, m³/min; Pt är axeleffekten för den ursprungliga omröraren, kW, vilket kan tas som 0,75~0,90 av motoreffekten; h är vattendjupet vid luftfördelningsinloppet, m.

Lufttrycket (övertryck) som krävs för luftning och blandning kan beräknas med följande formel.

I formeln: pc är det lufttryck (övertryck) som krävs för luftning och blandning, kPa; Δph är det statiska trycket vid vattendjup, kPa, Δph=9.81 × h; Δpf är tryckförlusten längs rörledningen och vid lokala punkter, kPa, som kan beräknas genom att hänvisa till det relevanta innehållet i artikeln "Metoder för att bestämma kraften och trycket hos luftningsblåsare" på detta offentliga konto via länken i slutet av denna artikel; Δpd är tryckförlusten för luftfördelningshuvudet, kPa, som kan rådfrågas med tillverkaren och är i allmänhet 3~15 kPa.

1. Bubbeldiameter och stigande hastighet

Enligt litteraturen är bubbeldiametern vanligtvis runt 5 mm och luftvolymen står i allmänhet för 10 % av vätskeflödet. Ju mindre bubbeldiametern är, desto långsammare stiger hastigheten och desto bättre blir vätskeomröringseffekten, men energiförbrukningen för tryckluft är något högre; om bubbeldiametern är för stor kommer blandningseffektiviteten att minska.

2. Rörledningar och luftdistributionsanordning

Luftfördelningshuvudena bör vara jämnt fördelade, och porösa rör eller mikroporösa luftningshuvuden används vanligtvis. Designen måste säkerställa att bubblorna är jämnt fördelade i tanken för att undvika lokala "kortslutningar".

3. Poolens hydrauliska egenskaper
För djupa pooler lider luftbubblor större förluster under uppstigning, vilket kräver tryckluft med högre-tryck.

Sammanfattning
I sammanhanget med "dubbelt kol" (koldioxid, kolbindning och koldioxidutsläpp) erbjuder tryckluftsteknik för omrörning av vattenreningsverk en mycket effektiv,-energibesparande och låg-blandningsmetod. Genom att rationellt beräkna luftförbrukningen och trycket, optimera luftdistributionsdesignen och kontrollera bubbelstorleken, kan mer enhetlig blandning än mekanisk omrörning uppnås, samtidigt som driftskostnaderna reduceras avsevärt. I framtiden, med utvecklingen av intelligenta styrsystem, förväntas pneumatisk blandning kopplas till vattenkvalitetsövervakning online, vilket möjliggör på begäran lufttillförsel och dynamiska energibesparingar, vilket visar stor tillämpningspotential inom kommunal vattenrening, industriellt cirkulerande vatten och kemiska reaktioner.