مائڪروپورس ايريشن آڪسيجنشن ڪارڪردگي

گندي پاڻي جي علاج واري نظام ۾، فضائي پاڻي جي علاج واري پلانٽ جي توانائي جي استعمال جو 45٪ کان 75٪ تائين آهي، هوا جي عمل جي آڪسيجن جي منتقلي جي ڪارڪردگي کي بهتر ڪرڻ لاء، موجوده گندي پاڻي جي علاج جو پلانٽ عام طور تي استعمال ڪيو ويندو آهي مائڪروپورس. ايئريشن سسٽم. وڏي ۽ وچولي سائيز جي بلبلن جي هواي نظام جي مقابلي ۾، مائڪروپورس ايريشن سسٽم توانائي واپرائڻ جي باري ۾ 50٪ بچائي سگهي ٿو. تنهن هوندي به، ان جي هوا جي عمل جي آڪسيجن جي استعمال جي شرح به 20٪ کان 30٪ جي حد ۾ آهي. ان کان علاوه، چين ۾ آلوده دريائن جي علاج لاء مائڪروپورس ايريريشن ٽيڪنالاجي استعمال ڪرڻ لاء وڌيڪ علائقا موجود آهن، پر مختلف پاڻي جي حالتن لاء مائڪروپورس ايريٽر کي مناسب طريقي سان چونڊڻ بابت ڪا به تحقيق ناهي. تنهن ڪري، حقيقي پيداوار ۽ ايپليڪيشن لاء مائڪروپورس ايريٽر آڪسيجنشن ڪارڪردگي جي پيٽرولن جي اصلاح وڏي اهميت وارو آهي.

مائڪروپورس ايريشن ۽ آڪسيجنشن جي ڪارڪردگي تي اثر انداز ڪندڙ ڪيترائي عنصر آهن، جن مان سڀ کان اهم آهن هوا جي مقدار، سوراخ جي سائيز ۽ پاڻي جي کوٽائي جي تنصيب.

في الحال، مائڪروپورس ايريٽر جي آڪسيجنشن ڪارڪردگي جي وچ ۾ لاڳاپن تي ٿورڙا مطالعو آهن ۽ گهرن ۽ ٻاهرين ۾ سوراخ جي سائيز ۽ تنصيب جي کوٽائي. تحقيق ڪل آڪسيجن ماس جي منتقلي جي گنجائش ۽ آڪسيجن جي گنجائش جي بهتري تي وڌيڪ ڌيان ڏئي ٿي، ۽ هوا جي عمل ۾ توانائي جي استعمال جي مسئلي کي نظرانداز ڪري ٿي. اسان نظرياتي طاقت جي ڪارڪردگي کي بنيادي ريسرچ انڊيڪس جي طور تي وٺون ٿا، آڪسيجن جي گنجائش ۽ آڪسيجن جي استعمال جي رجحان سان گڏ، شروعاتي طور تي هوا جي مقدار، ايپرچر جي قطر ۽ تنصيب جي کوٽائي کي بهتر ڪريو جڏهن هوا جي ڪارڪردگي تمام گهڻي آهي، ايپليڪيشن لاء هڪ حوالو مهيا ڪرڻ لاء. حقيقي منصوبي ۾ مائڪروپورس ايئريشن ٽيڪنالاجي جو.

1. مواد ۽ طريقا

1.1 ٽيسٽ سيٽ اپ

ٽيسٽ سيٽ اپ Plexiglas مان ٺهيل هو، ۽ مکيه جسم هڪ D {{0}}.4 m × 2 m سلنڊرڪل ايريشن ٽينڪ هو جنهن ۾ هڪ حل ٿيل آڪسيجن پروب موجود هو جيڪو پاڻي جي مٿاڇري کان 0.5 ميٽر هيٺ واقع آهي (شڪل 1 ۾ ڏيکاريل آهي. ).

شڪل 1 ايريشن ۽ آڪسيجنشن ٽيسٽ سيٽ اپ

1.2 ٽيسٽ مواد

مائڪروپورس ايريٽر، رٻڙ جي جھلي جو ٺهيل، قطر 215 ملي ميٽر، پور جي ماپ 50، 100، 200، 500، 1 000 μm. sension378 benchtop dissolved آڪسيجن ٽيسٽر، HACH، USA. گيس روٽر فلو ميٽر، رينج 0 ~ 3 m3/h، درستگي ±0.2%. HC-S ڦوڪيندڙ. Catalyst: CoCl2-6H2O، تجزياتي طور تي خالص؛ Deoxidant: Na2SO3، تجزياتي طور تي خالص.

1.3 ٽيسٽ جو طريقو

امتحان جامد غير اسٽيشنري طريقي سان ڪيو ويو، يعني، Na2SO3 ۽ CoCl2-6H2O کي ٽيسٽ دوران ڊي آڪسيجنيشن لاءِ پهريون ڀيرو ڊاس ڪيو ويو، ۽ هوا جي شروعات ڪئي وئي جڏهن پاڻيءَ ۾ ڦهليل آڪسيجن کي گهٽجي ويو {{5} }. وقت سان گڏ پاڻيء ۾ ڦهليل آڪسيجن جي ڪنسنٽريشن ۾ تبديليون رڪارڊ ڪيون ويون، ۽ KLa قدر جو حساب ڪيو ويو. آڪسيجنشن جي ڪارڪردگي مختلف فضائي مقدار (0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3 m3/h) تحت آزمائي وئي، مختلف سوراخن جي ماپ (50, 100, 200، 500، 1،000 μm)، ۽ مختلف پاڻي جي کوٽائي (0.8، 1.1، 1.3، 1.5, 1.8, 2.0 m)، ۽ CJ/T 3015 جو حوالو پڻ ڏنو ويو. {35}} "Aerator clear water oxygenation performance determination" and United States clear water oxygenation test standards.

2. نتيجا ۽ بحث

2.1 ٽيسٽ جو اصول

ٽيسٽ جو بنيادي اصول 1923ع ۾ Whitman جي تجويز ڪيل ٻٽي جھلي جي نظريي تي ٻڌل آھي. آڪسيجن ماس جي منتقلي واري عمل کي مساوات ۾ بيان ڪري سگھجي ٿو (1).

ڪٿي: dc/dt - وڏي پئماني تي منتقلي جي شرح، يعني، آڪسيجن جي مقدار جي منتقلي في يونٽ مقدار پاڻي جي في يونٽ وقت، mg/(Ls).

KLa - آزمائشي حالتن ۾ ايريٽر جي ڪل آڪسيجن جي منتقلي جي گنجائش، منٽ-1 ;

سي * - پاڻي ۾ ڀريل آڪسيجن، mg/L.

Ct - پاڻي ۾ ڦهليل آڪسيجن هوا جي وقت تي، mg/L.

جيڪڏهن ٽيسٽ جي درجه حرارت 20 درجا نه آهي، مساوات (2) کي درست ڪرڻ لاءِ استعمال ڪري سگهجي ٿو KLa:

آڪسيجن جي گنجائش (OC، kg/h) مساوات جي ذريعي بيان ڪئي وئي آهي (3).

ڪٿي: V - ايئريشن پول حجم، m3.

آڪسيجن جي استعمال (SOTE،٪) مساوات جي ذريعي بيان ڪيو ويو آهي (4).

ڪٿي: q - هوا جو مقدار معياري حالت ۾، m3/h.

نظرياتي طاقت جي ڪارڪردگي [E، kg/(kW-h)] جو اظهار ڪيو ويو آهي مساوات (5).

ڪٿي: P - هوائي جهاز جي طاقت، ڪلوواٽ.

ايريٽر آڪسيجنشن جي ڪارڪردگي جو جائزو وٺڻ لاءِ عام طور تي استعمال ٿيل اشارا ڪل آڪسيجن ماس ٽرانسفر ڪوفيشيٽ KLa، آڪسيجن جي گنجائش OC، آڪسيجن جي استعمال جي شرح SOTE ۽ نظرياتي طاقت جي ڪارڪردگي E [7]. موجوده مطالعي ۾ ڪل آڪسيجن ماس جي منتقلي جي گنجائش، آڪسيجن جي گنجائش ۽ آڪسيجن جي استعمال جي رجحانات تي وڌيڪ ڌيان ڏنو ويو آهي، ۽ نظرياتي طاقت جي ڪارڪردگي تي گهٽ [8, 9]. نظرياتي طاقت جي ڪارڪردگي، صرف ڪارڪردگي انڊيڪس جي طور تي [10]، هوا جي عمل ۾ توانائي جي استعمال جي مسئلي کي ظاهر ڪري سگهي ٿو، جيڪو هن تجربي جو مرڪز آهي.

2.2 آڪسيجن جي ڪارڪردگي تي هوا جو اثر

مختلف فضائي سطحن تي آڪسيجن جي ڪارڪردگي جو اندازو 200 μm جي سوراخ واري سائيز سان ايريٽر جي هيٺان 2 ميٽر تي هوا ذريعي ڪيو ويو، ۽ نتيجا تصوير 2 ۾ ڏيکاريا ويا آهن.

تصوير 2 K ۽ آڪسيجن جي استعمال جي تبديلي هوا جي شرح سان

جيئن تصوير 2 مان ڏسي سگھجي ٿو، KLa تيزيءَ سان وڌي ٿو هوا جي مقدار جي وڌڻ سان. اهو بنيادي طور تي آهي ڇاڪاڻ ته وڏي هوا جي مقدار، وڏي گئس-مائع رابطي واري علائقي ۽ اعلي آڪسيجنيشن ڪارڪردگي. ٻئي طرف، ڪجهه محققن کي معلوم ٿيو ته آڪسيجن جي استعمال جي شرح هوا جي مقدار ۾ واڌ سان گهٽجي وئي، ۽ اهڙي ئي صورتحال هن تجربي ۾ ملي. اهو ئي سبب آهي ته پاڻيء جي هڪ خاص کوٽائي هيٺ، پاڻيء ۾ بلبلن جي رهائش جو وقت وڌايو ويندو آهي جڏهن هوا جو مقدار ننڍڙو هوندو آهي، ۽ گئس-مائع رابطي جو وقت ڊگهو آهي؛ جڏهن هوا جو مقدار وڏو هوندو آهي، پاڻي جي جسم جي خرابي مضبوط هوندي آهي، ۽ گهڻو ڪري آڪسيجن کي مؤثر طريقي سان استعمال نه ڪيو ويندو آهي، ۽ آخرڪار پاڻي جي سطح کان بلبلن جي صورت ۾ هوا ۾ خارج ٿي ويندو آهي. هن تجربي مان نڪتل آڪسيجن جي استعمال جي شرح ادب جي ڀيٽ ۾ وڌيڪ نه هئي، شايد ان ڪري جو ري ايڪٽر جي اوچائي ايتري نه هئي، ۽ آڪسيجن جو وڏو مقدار پاڻي جي ڪالمن سان رابطو ڪرڻ کان سواءِ نڪري ويو، جنهن ڪري آڪسيجن جي استعمال جي شرح گهٽجي وئي.

نظرياتي طاقت جي ڪارڪردگي جي تبديلي (اي) هوا سان گڏ تصوير 3 ۾ ڏيکاريل آهي.

تصوير 3 نظرياتي طاقت جي ڪارڪردگي بمقابله هوا جي مقدار

جيئن تصوير 3 ۾ ڏسي سگھجي ٿو، نظرياتي طاقت جي ڪارڪردگي تيزيء سان گھٽجي ٿي هوا جي وڌڻ سان. اهو ئي سبب آهي ته معياري آڪسيجن جي منتقلي جي شرح ڪجهه خاص پاڻي جي کوٽائي جي حالتن ۾ هوا جي مقدار جي واڌ سان وڌي ٿي، پر بلور پاران استعمال ٿيندڙ ڪارائتو ڪم ۾ اضافو معياري آڪسيجن جي منتقلي جي شرح ۾ اضافو کان وڌيڪ اهم آهي، تنهنڪري نظرياتي طاقت جي ڪارڪردگي. تجربي ۾ جانچيل هوا جي مقدار جي حد اندر هوا جي مقدار جي واڌ سان گھٽجي ٿي. انجير ۾ رجحانات کي گڏ ڪرڻ. 2 ۽ 3، اهو معلوم ڪري سگهجي ٿو ته بهترين آڪسيجنشن ڪارڪردگي حاصل ڪئي وئي آهي فضائي مقدار ۾ 0.5 m3/h.

2.3 آڪسيجن جي ڪارڪردگي تي pore سائيز جو اثر

بلبل جي ٺهڻ تي سوراخ جي سائيز جو وڏو اثر آهي، سوراخ جي سائيز وڏي، بلبل جي سائيز وڏي. اثر جي آڪسيجنشن ڪارڪردگي تي بلبل بنيادي طور تي ٻن حصن ۾ ظاهر ٿيندا آهن: پهريون، انفرادي بلبلا ننڍا، مجموعي بلبل جي مخصوص سطح جي ايراضي، وڏي گئس-مائع ماس جي منتقلي رابطي واري علائقي، جي منتقلي لاء وڌيڪ سازگار. آڪسيجن؛ ٻيو، بلبل جيترا وڏا هوندا، اوترو وڌيڪ مضبوط هوندو پاڻي کي اُڇلائڻ جو ڪردار، تيزيءَ سان گئس-مائع جي وچ ۾ ميلاپ، آڪسيجنشن جو اثر اوترو ئي بهتر هوندو. گهڻو ڪري ڪاميٽي جي منتقلي جي عمل ۾ پهريون نقطو هڪ اهم ڪردار ادا ڪري ٿو. ٽيسٽ هوا جي مقدار کي 0.5 m3/h تي مقرر ڪيو ويندو، KLa ۽ آڪسيجن جي استعمال تي سوراخ جي ماپ جي اثر کي جانچڻ لاءِ، شڪل 4 ڏسو.

تصوير 4 KLa جي ويريشن وکر ۽ آڪسيجن جي استعمال سان پور جي سائيز

جيئن تصوير 4 مان ڏسي سگھجي ٿو، ٻئي KLa ۽ آڪسيجن جي استعمال ۾ گھٽتائي گھٽجي وئي پور جي سائيز جي واڌ سان. ساڳئي پاڻي جي کوٽائي ۽ هوا جي مقدار جي حالت ۾، 50 μm ايپرچر ايريٽر جو KLa 1،000 μm ايپرچر ايريٽر جي اٽڪل ٽي ڀيرا آهي. تنهن ڪري، جڏهن ايريٽر کي پاڻيء جي هڪ خاص کوٽائي ۾ نصب ڪيو ويندو آهي، ايريٽر جو ايپرچر ننڍڙو هوندو آڪسيجن جي گنجائش ۽ آڪسيجن جو استعمال وڌيڪ.

نظرياتي طاقت جي ڪارڪردگي جو فرق pore سائيز سان ڏيکاريل آهي تصوير 5 ۾.

تصوير 5 نظرياتي طاقت جي ڪارڪردگي بمقابله پور جي سائيز

جيئن تصوير 5 مان ڏسي سگھجي ٿو، نظرياتي طاقت جي ڪارڪردگي ڏيکاريندي آھي وڌندڙ ۽ پوءِ گھٽجڻ جو رجحان ايپرچر جي سائيز جي واڌ سان. اهو ئي سبب آهي ته هڪ طرف، ننڍي ايپرچر ايريٽر وٽ وڏو KLa ۽ آڪسيجن جي گنجائش آهي، جيڪا آڪسيجنشن لاءِ سازگار آهي. ٻئي طرف، هڪ خاص پاڻي جي کوٽائي هيٺ مزاحمت جو نقصان ايپرچر قطر جي گهٽتائي سان وڌي ٿو. جڏهن پروموشن اثر جي مزاحمتي نقصان تي پوئر سائيز جي گھٽتائي آڪسيجن ماس جي منتقلي جي ڪردار کان وڌيڪ هوندي آهي، نظرياتي طاقت جي ڪارڪردگي pore سائيز جي گھٽتائي سان گهٽجي ويندي. تنهن ڪري، جڏهن ايپرچر جو قطر ننڍڙو هوندو آهي، نظرياتي طاقت جي ڪارڪردگي ايپرچر جي قطر جي وڌڻ سان وڌي ويندي، ۽ 200 μm جي ايپرچر قطر جي وڌ ۾ وڌ قيمت 1.91 kg/(kW-h) تائين پهچندي؛ جڏهن ايپرچر جو قطر > 200 μm ٿئي ٿو، هوا جي عمل ۾ مزاحمت جو نقصان هاڻي هوا جي عمل ۾ اهم ڪردار ادا نه ڪندو آهي، KLa ۽ آڪسيجن جي گنجائش گهٽجي ويندي ايپرچر جي قطر ۾ واڌ سان، ۽ تنهن ڪري، نظرياتي پاور ڪارڪردگي هڪ اهم هيٺيون رجحان ڏيکاري ٿو.

2.4 آڪسيجن جي ڪارڪردگي تي تنصيب جي پاڻي جي کوٽائي جو اثر

پاڻي جي کوٽائي جنهن ۾ ايريٽر نصب ڪيو ويو آهي، هوا ۽ آڪسيجن جي اثر تي تمام گهڻو اثر آهي. تجرباتي مطالعي جو مقصد 2 ميٽر کان گھٽ گھٽ پاڻي جي چينل ھو. ايريٽر جي فضائي کوٽائي تلاء جي پاڻي جي کوٽائي طرفان طئي ڪئي وئي هئي. موجوده اڀياس خاص طور تي ايريٽر جي ٻڏل کوٽائي تي ڌيان ڏئي ٿو (يعني، ايريٽر تلاء جي تري ۾ نصب ڪيو ويو آهي، ۽ پاڻيء جي کوٽائي پاڻيء جي مقدار کي وڌائڻ سان وڌايو ويندو آهي)، ۽ امتحان بنيادي طور تي نصب ڪرڻ جي کوٽائي تي ڌيان ڏئي ٿو. ايريٽر (يعني تلاءَ ۾ پاڻي جي مقدار کي برقرار رکيو وڃي ٿو، ۽ ايريٽر جي تنصيب جي اوچائي کي ترتيب ڏني وئي آهي ته جيئن هوا جي اثر لاءِ پاڻي جي بهترين کوٽائي معلوم ٿئي) ۽ تبديليون KLa ۽ آڪسيجن جو استعمال پاڻي جي کوٽائي سان تصوير 6 ۾ ڏيکاريو ويو آهي.

تصوير 6 K ۽ آڪسيجن جو استعمال پاڻي جي کوٽائي سان مختلف وکر

شڪل 6 ڏيکاري ٿو ته پاڻيءَ جي کوٽائي ۾ واڌ سان، KLa ۽ آڪسيجن جي استعمال ۾ واضح طور تي واڌارو ٿئي ٿو، KLa ۾ چار ڀيرا کان وڌيڪ فرق آهي 0.8 ميٽر پاڻي جي کوٽائي ۽ 2 ميٽر پاڻي جي کوٽائي ۾. ان جو سبب اهو آهي ته پاڻي جيترو اونڌو هوندو، پاڻي جي ڪالمن ۾ بلبلن جي رهائش جو وقت جيترو ڊگهو هوندو، اوترو ئي گئس-مائع رابطي جو وقت، اوترو ئي بهتر آڪسيجن جي منتقلي جو اثر. تنهن ڪري، ايريٽر کي اوترو اونڌو نصب ڪيو ويندو، آڪسيجن جي گنجائش ۽ آڪسيجن جي استعمال لاء وڌيڪ سازگار. پر ساڳئي وقت پاڻيء جي کوٽائي جي نصب ٿيڻ سان مزاحمت جي نقصان ۾ اضافو ٿيندو، مزاحمت جي نقصان کي ختم ڪرڻ لاء، ضروري آهي ته هوا جي مقدار کي وڌايو وڃي، جيڪو لازمي طور تي توانائي جي استعمال ۽ آپريٽنگ خرچن ۾ اضافو ٿيندو. تنهن ڪري، بهترين تنصيب جي کوٽائي حاصل ڪرڻ لاء، نظرياتي طاقت جي ڪارڪردگي ۽ پاڻي جي کوٽائي جي وچ ۾ تعلق جو جائزو وٺڻ ضروري آهي، ٽيبل 1 ڏسو.

جدول 1 ڏيکاري ٿو ته نظرياتي طاقت جي ڪارڪردگي تمام گھٽ آهي انسٽاليشن جي کوٽائي تي 0.8 ميٽر، صرف 0.5 kg/(kW-h) سان، گهٽ پاڻيءَ جي هوا کي نامناسب بڻائي ٿي. 1.1 ~ 1.5 م رينج جي پاڻي جي کوٽائي جي تنصيب، آڪسيجن جي گنجائش ۾ اهم اضافو جي ڪري، جڏهن ته ايريٽر جي مزاحمتي اثر واضح نه آهي، تنهنڪري نظرياتي طاقت جي ڪارڪردگي تيزيء سان وڌي ٿي. جيئن ته پاڻي جي کوٽائي 1.8 ميٽر تائين وڌي ٿي، آڪسيجنشن جي ڪارڪردگي تي مزاحمت جي نقصان جو اثر وڌيڪ ۽ وڌيڪ اهم ٿي ويندو آهي، جنهن جي نتيجي ۾ نظرياتي طاقت جي ڪارڪردگي جي سطح گهٽجي ويندي آهي، پر اڃا تائين وڌندڙ رجحان ڏيکاري ٿو، ۽ تنصيب ۾. 2 ميٽر جي پاڻي جي کوٽائي ۾، نظرياتي طاقت جي ڪارڪردگي وڌ ۾ وڌ 1.97 kg/(kW-h) تائين پهچي ٿي. تنهن ڪري، چينلن لاءِ <2 م، هيٺئين هوا کي ترجيح ڏني ويندي آهي بهتر آڪسيجنشن لاءِ.

نتيجو

مائڪروپورس ايريشن صاف پاڻي آڪسيجنشن ٽيسٽ لاءِ جامد غير اسٽيشنري طريقو استعمال ڪندي، ٽيسٽ پاڻي جي کوٽائي ۾ (< 2 m) and pore size (50 ~ 1 000 μm) conditions, the total oxygen mass transfer coefficient KLa and oxygen utilisation increased with the installation of the water depth; with the increase in pore size and decreased. In the process of increasing the aeration volume from 0.5 m3/h to 3 m3/h, the total oxygen mass transfer coefficient and oxygenation capacity gradually increased, and the oxygen utilisation rate decreased.

نظرياتي طاقت جي ڪارڪردگي اثر جو واحد اشارو آهي. آزمائشي حالتن ۾، نظرياتي طاقت جي ڪارڪردگي هواي ۽ پاڻي جي کوٽائي جي تنصيب سان وڌي ٿي، ايپرچر جي واڌ سان پهرين وڌائي ۽ پوء گھٽجي ٿي. پاڻي جي کوٽائي ۽ ايپرچر جي تنصيب کي هڪ مناسب ميلاپ هجڻ گهرجي ته جيئن آڪسيجنشن ڪارڪردگي بهتر ٿي سگهي ٿي، عام طور تي، ايريٽر ايپرچر جي پاڻي جي چونڊ جي کوٽائي جيتري وڏي هوندي.

امتحان جا نتيجا ظاهر ڪن ٿا ته اٿلي پاڻي جي هوا کي استعمال نه ڪيو وڃي. 2 ميٽر جي انسٽاليشن جي کوٽائي تي، هڪ هواي مقدار جو مقدار 0.5 m3/h ۽ هڪ ايريٽر 200 μm جي سوراخ جي ماپ سان، نتيجي ۾ وڌ ۾ وڌ نظرياتي طاقت جي ڪارڪردگي 1.97 kg/(kW-h).