Í vatnsmeðferðarverkfræði krefjast einingaferlar eins og storkugeymar, flokkunartankar og mýkingarhvarftankar afar mikillar einsleitni vatnsblöndunar. Hefð er að blöndun sé náð með því að setja upp vélræna hrærivélar. Hins vegar, með hækkandi orkukostnaði og innleiðingu „tvífaldrar-kolefnisstefnu, eru fleiri og fleiri verkefni farin að reyna að skipta út vélrænni hræringu fyrir þjappað loft til að ná markmiðum um orkusparnað og losun. Þessi grein deilir meginreglum, útreikningsaðferðum og notkunargildi pneumatic blöndunartækni fyrir fagfólk í vatnsmeðferð.
I. Sársaukapunktar hefðbundinnar vélrænnar hræringar
Í hefðbundnum vatnsmeðferðarferlum eru róðrar- eða rammahræringar venjulega settir upp í blöndunargeyma, flokkunargeyma og mýkingarhvarftanka. Mótorinn knýr spaðana til að snúast, myndar hvirfla og klippa í vatninu, og stuðlar þannig að ítarlegri blöndun efna og hrávatns. Hins vegar hefur vélrænni hræring eftirfarandi vandamál:
1. Mikil orkunotkun
Í stórum-hreinsistöðvum er afl vélrænna hrærivéla yfirleitt á bilinu 2 til 15 kW, með langan notkunartíma og mikla árlega orkunotkun.
2. Hár viðhaldskostnaður
Hrærivélar fela í sér marga íhluti sem auðvelt er að skemma eins og mótora, afstýringartæki, tengi og hjól. Daglegt viðhald og skipting á hlutum er tíma-frek og vinnufrek-.
3. Ójafnt flæðisvið í tankinum
Í sumum óreglulega löguðum geymum eða stórum-hvarfgeymum skapar vélræn hristing auðveldlega „dauð svæði“ sem leiðir til ófullnægjandi blöndunaráhrifa.
Þess vegna hefur orðið stefna að finna skilvirkari og-orkusparandi hræringartækni.
II. Meginreglan um þrýstiloftshræringu
Þjappað lofthristing er tækni sem myndar loftbólur með því að setja þjappað loft inn í botn eða veggi tanksins. Þegar loftbólur rísa upp í vatninu mynda þær loftstreymi upp á við og knýja samtímis vatnið í kring til að mynda hringrás. Í samanburði við vélræna hræringu hefur pneumatic agitation nokkra mikilvæga kosti: (1) Orkusparnaður og minni neysla; engin þörf á að setja upp há-hrærivél, aðeins eina loftþjöppu er þörf fyrir miðlæga loftgjöf; (2) Ekkert vélrænt slit; nánast ekkert viðhald þarf; (3) Samræmdara flæðisvið; hæfileg dreifing kúla forðast "dauð svæði"; (4) Hefur einnig loftunaraðgerð; í sumum ferlum getur það hjálpað til við að auka uppleyst súrefni. III. Útreikningur á loftrúmmáli Mörg verkefni fela í sér þessa tegund af breytingum, en oft án vísindalegrar grundvallar, að tengja loftpípu með geðþótta í laugina, sem leiðir til ófullnægjandi frammistöðu.
III. Loftrúmmálsútreikningur
Mörg verkefni fela í sér þessa tegund af breytingum, en oft án vísindalegrar undirstöðu, að tengja loftgjafapípu með geðþótta inn í tankinn, sem leiðir til ófullnægjandi frammistöðu.
Hægt er að reikna út loftrúmmálið sem þarf fyrir loftun og blöndun með eftirfarandi formúlu.
Í formúlunni: Qa er loftflæðishraðinn sem þarf fyrir loftun og blöndun við staðlaðar aðstæður, m³/mín; Pt er skaftafl upprunalega hrærivélarinnar, kW, sem hægt er að taka sem 0,75 ~ 0,90 af vélarafli; h er vatnsdýpt við loftdreifingarinntak, m.
Hægt er að reikna út loftþrýstinginn (mæliþrýstinginn) sem þarf fyrir loftun og blöndun með eftirfarandi formúlu.
Í formúlunni: pc er loftþrýstingur (mæliþrýstingur) sem þarf fyrir loftun og blöndun, kPa; Δph er stöðuþrýstingur á vatnsdýpi, kPa, Δph=9.81 × klst; Δpf er þrýstingstapið meðfram leiðslunni og á staðbundnum stöðum, kPa, sem hægt er að reikna út með því að vísa til viðkomandi efnis í greininni „Aðferðir til að ákvarða afl og þrýsting loftblásara“ á þessum opinbera reikningi með hlekknum í lok þessarar greinar; Δpd er þrýstingstap loftdreifingarhaussins, kPa, sem hægt er að hafa samráð við framleiðanda og er yfirleitt 3~15 kPa.
IV. Hönnunarsjónarmið fyrir pneumatic blöndun
1. Þvermál kúla og hækkandi hraði
Samkvæmt bókmenntum er þvermál kúla venjulega um 5 mm og loftrúmmálið er almennt 10% af vökvaflæðishraða. Því minni sem þvermál kúla er, því hægari hækkar hraðinn og því betri eru vökvahristingaráhrifin, en orkunotkun þjappaðs lofts er aðeins meiri; ef þvermál kúla er of stórt mun blöndunarvirknin minnka.
2. Lagnir og loftdreifingartæki
Loftdreifingarhausarnir ættu að vera jafnt dreift og gljúpar pípur eða örgljúpar loftræstingarhausar eru almennt notaðir. Hönnunin verður að tryggja að loftbólur dreifist jafnt í tankinum til að forðast staðbundnar „skammhlaup“.
3. Vökvaeiginleikar sundlaugar
Fyrir djúpar laugar tapast loftbólur meira við uppgöngu og krefjast þess vegna meiri-þjappaðs loftþrýstings.
Samantekt
Í samhengi við „tvískipt kolefni“ (koltvísýringur, koltvísýring og kolefnislosun), býður þrýstiloftshristingartækni vatnshreinsistöðvum mjög skilvirka,-orkusparandi og-viðhaldslítið blöndunaraðferð. Með því að reikna út loftnotkun og þrýsting á skynsamlegan hátt, hámarka hönnun loftdreifingar og stjórna loftbólustærð er hægt að ná fram einsleitari blöndun en vélrænni hræringu, en lækka rekstrarkostnað verulega. Í framtíðinni, með þróun snjöllu stjórnkerfa, er gert ráð fyrir að loftblöndun verði tengd vöktun vatnsgæða á netinu, sem gerir -eftirspurn kleift að veita lofti og kraftmikinn orkusparnað, sem sýnir mikla notkunarmöguleika í meðhöndlun vatns í sveitarfélögum, iðnaði í hringrásarvatni og efnahvörfum.