SOTE Diungkap: Bagaimana Diffuser Meningkatkan Transfer Oksigen-Aquasust?

Daftar isi

1. Metode Uji Kinerja Oksigenasi Aerasi Mikropori
2. Pengaruh aerasi terhadap kinerja oksigenasi
3. Pengaruh ukuran pori pada kinerja oksigenasi
4. Pengaruh kedalaman air instalasi terhadap kinerja oksigenasi
5. Kesimpulan Tes

1.Metode Uji Kinerja Oksigenasi Aerasi Mikropori

Pada sistem pengolahan air limbah, proses aerasi menyumbang 45% hingga 75% dari konsumsi energi seluruh instalasi pengolahan air limbah, untuk meningkatkan efisiensi transfer oksigen pada proses aerasi, instalasi pengolahan air limbah saat ini biasa menggunakan bubbleaerasi halus. sistem.Dibandingkan dengan sistem aerasi gelembung berukuran besar dan sedang, sistem aerasi gelembung halus dapat menghemat sekitar 50% konsumsi energi. Meski demikian, tingkat pemanfaatan oksigen pada proses aerasinya juga berkisar antara 20% hingga 30%. Selain itu, terdapat lebih banyak wilayah di Tiongkok yang menggunakan teknologi aerasi gelembung halus untuk pengolahan sungai yang tercemar, namun belum ada penelitian tentang cara memilih aerator gelembung halus untuk berbagai kondisi air.

Oleh karena itu, optimalisasi parameter kinerja oksigenasi aerator gelembung halus untuk produksi dan aplikasi aktual sangatlah penting.

Ada banyak faktor yang mempengaruhi kinerja aerasi gelembung halus dan oksigenasi, yang terpenting adalah volume aerasi, ukuran pori dan pemasangan kedalaman air.

Saat ini, terdapat lebih sedikit penelitian tentang hubungan antara kinerja oksigenasi aerator gelembung halus dan ukuran pori serta kedalaman pemasangan di dalam dan luar negeri. Penelitian ini lebih fokus pada peningkatan koefisien perpindahan massa oksigen total dan kapasitas oksigenasi, serta mengabaikan permasalahan konsumsi energi pada proses aerasi. Kami mengambil efisiensi daya teoretis sebagai indeks penelitian utama, dikombinasikan dengan kapasitas oksigenasi dan tren pemanfaatan oksigen, pada awalnya mengoptimalkan volume aerasi, diameter bukaan, dan kedalaman pemasangan saat efisiensi aerasi paling tinggi, untuk memberikan referensi bagi aplikasi teknologi aerasi gelembung halus dalam proyek sebenarnya.

1.Bahan dan metode

1.1 Pengaturan pengujian

Pengaturan pengujian terbuat dari Plexiglas, dan badan utamanya adalah tangki aerasi silinder D {{0}},4 m × 2 m dengan probe oksigen terlarut yang terletak 0,5 m di bawah permukaan air (ditunjukkan pada Gambar 1 ).

Gambar 1 Pengaturan Uji Aerasi dan Oksigenasi

1.2 Bahan uji

Aerator Gelembung Halus, terbuat dari membran karet, diameter 215 mm, ukuran pori 50, 100, 200, 500, 1 000 μm. sension378 penguji oksigen terlarut benchtop, HACH, AS. Pengukur aliran rotor gas, kisaran 0~3 m3/jam, akurasi ±0,2%. peniup HC-S. Katalis: CoCl2-6H2O, murni secara analitis; Deoksidan: Na2SO3, murni secara analitis.

1.3 Metode pengujian

Pengujian dilakukan dengan metode statis non-stasioner, yaitu Na2SO3 dan CoCl2-6H2O diberi dosis pertama untuk deoksigenasi selama pengujian, dan aerasi dimulai ketika oksigen terlarut dalam air berkurang menjadi {{5} }. Perubahan konsentrasi oksigen terlarut dalam air dari waktu ke waktu dicatat, dan nilai KLa dihitung. Kinerja oksigenasi diuji pada volume aerasi yang berbeda (0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3 m3/jam), ukuran pori yang berbeda (50, 100, 200, 500, 1,000 μm), dan kedalaman air yang berbeda (0.8, 1.1, 1.3, 1.5, 1.8, 2,0 m), dan referensi juga dibuat untuk CJ/T

3015.2 -1993 "Penentuan kinerja oksigenasi air jernih aerator" dan standar uji oksigenasi air jernih Amerika Serikat.

2.Hasil dan pembahasan

2.1 Prinsip pengujian

Prinsip dasar pengujian didasarkan pada teori membran ganda yang dikemukakan oleh Whitman pada tahun 1923. Proses perpindahan massa oksigen dapat dinyatakan dalam persamaan (1).

Dimana: dc/dt - laju perpindahan massa, yaitu jumlah oksigen yang ditransfer per satuan volume air per satuan waktu, mg/(Ls).

KLa - koefisien transfer oksigen total aerator pada kondisi pengujian, min-1 ;

C* - oksigen terlarut jenuh dalam air, mg/L.

Ct - oksigen terlarut dalam air pada saat aerasi t, mg/L.

Jika suhu pengujian tidak pada 20 derajat, persamaan (2) dapat digunakan untuk mengoreksi KLa:

Kapasitas oksigenasi (OC, kg/jam) dinyatakan dengan persamaan (3).

Dimana: V - volume kolam aerasi, m3.

Pemanfaatan oksigen (SOTE, %) dinyatakan dengan persamaan (4).

Dimana: q - volume aerasi dalam kondisi standar, m3/jam.

Efisiensi daya teoritis [E, kg/(kW-h)] dinyatakan dengan persamaan (5).

Dimana: P - daya peralatan aerasi, kW.

Indikator yang umum digunakan untuk mengevaluasi kinerja oksigenasi aerator adalah koefisien perpindahan massa oksigen total KLa, kapasitas oksigenasi OC, tingkat pemanfaatan oksigen SOTE dan efisiensi daya teoritis E [7]. Penelitian yang ada lebih fokus pada tren koefisien perpindahan massa oksigen total, kapasitas oksigenasi dan pemanfaatan oksigen, dan kurang pada efisiensi daya teoritis [8, 9]. Efisiensi daya teoritis, sebagai satu-satunya indeks efisiensi [10], dapat mencerminkan masalah konsumsi energi dalam proses aerasi yang menjadi fokus percobaan ini.

2.2Pengaruh aerasi terhadap kinerja oksigenasi

Kinerja oksigenasi pada tingkat aerasi yang berbeda dievaluasi dengan aerasi di bagian bawah 2 m aerator dengan ukuran pori 200 μm, dan hasilnya ditunjukkan pada Gambar 2.

Gambar 2 Variasi pemanfaatan K dan oksigen dengan laju aerasi

Seperti terlihat pada Gambar 2, KLa meningkat secara bertahap seiring dengan peningkatan volume aerasi. Hal ini terutama karena semakin besar volume aerasi, semakin besar area kontak gas-cair dan semakin tinggi efisiensi oksigenasi. Di sisi lain, beberapa peneliti menemukan bahwa tingkat pemanfaatan oksigen menurun seiring dengan peningkatan volume aerasi, dan situasi serupa ditemukan dalam percobaan ini. Hal ini karena pada kedalaman air tertentu, waktu tinggal gelembung di dalam air meningkat ketika volume aerasi kecil, dan waktu kontak gas-cair diperpanjang; ketika volume aerasi besar, gangguan pada badan air sangat kuat, dan sebagian besar oksigen tidak dimanfaatkan secara efektif, dan akhirnya terlepas dari permukaan air dalam bentuk gelembung ke udara. Tingkat pemanfaatan oksigen yang diperoleh dari percobaan ini tidak tinggi dibandingkan dengan literatur, mungkin karena ketinggian reaktor tidak cukup tinggi, dan sejumlah besar oksigen keluar tanpa bersentuhan dengan kolom air, sehingga mengurangi tingkat pemanfaatan oksigen.

Variasi efisiensi daya teoritis (E) dengan aerasi ditunjukkan pada Gambar 3.

Gambar 3 Efisiensi daya teoritis versus volume aerasi

Seperti dapat dilihat pada Gambar 3, efisiensi daya teoritis menurun secara bertahap dengan meningkatnya aerasi. Hal ini karena laju transfer oksigen standar meningkat seiring dengan peningkatan volume aerasi pada kondisi kedalaman air tertentu, namun peningkatan kerja berguna yang dikonsumsi oleh blower lebih signifikan dibandingkan peningkatan laju transfer oksigen standar, sehingga efisiensi daya teoritis menurun seiring bertambahnya volume aerasi dalam kisaran volume aerasi yang diperiksa dalam percobaan. Menggabungkan tren pada Gambar. 2 dan 3, dapat diketahui bahwa kinerja oksigenasi terbaik dicapai pada volume aerasi 0,5 m3/jam.

3. Pengaruh ukuran pori terhadap kinerja oksigenasi

Ukuran pori mempunyai pengaruh yang besar terhadap terbentuknya gelembung, semakin besar ukuran pori maka semakin besar pula ukuran gelembungnya. Dampak gelembung pada kinerja oksigenasi terutama diwujudkan dalam dua aspek: Pertama, semakin kecil gelembung individu, semakin besar keseluruhan luas permukaan spesifik gelembung, semakin besar area kontak perpindahan massa gas-cair, semakin kondusif untuk perpindahan oksigen; Kedua, semakin besar gelembung, semakin kuat peran pengadukan air, semakin cepat pencampuran gas-cair, semakin baik efek oksigenasi. Seringkali poin pertama dalam proses perpindahan massa memainkan peran utama. Pengujiannya adalah volume aerasi diatur ke 0,5 m3/jam, untuk menguji pengaruh ukuran pori terhadap KLa dan pemanfaatan oksigen, lihat Gambar 4.

Gambar 4 Kurva variasi pemanfaatan KLa dan oksigen dengan ukuran pori

Seperti dapat dilihat dari Gambar 4, pemanfaatan KLa dan oksigen menurun seiring dengan bertambahnya ukuran pori. Dalam kondisi kedalaman air dan volume aerasi yang sama, KLa aerator bukaan 50 μm adalah sekitar tiga kali lipat dari aerator bukaan 1,000 μm. Oleh karena itu, bila aerator dipasang pada kedalaman air tertentu, maka semakin kecil bukaan aerator maka kapasitas oksigenasi dan pemanfaatan oksigen semakin besar.

Variasi efisiensi daya teoritis dengan ukuran pori ditunjukkan pada Gambar 5.

Gambar 5 Efisiensi daya teoritis vs. ukuran pori

Seperti dapat dilihat dari Gambar 5, efisiensi daya teoretis menunjukkan tren meningkat dan kemudian menurun seiring bertambahnya ukuran aperture. Hal ini karena di satu sisi, aerator bukaan kecil memiliki KLa dan kapasitas oksigenasi yang lebih besar sehingga kondusif untuk oksigenasi. Di sisi lain, hilangnya resistensi pada kedalaman air tertentu meningkat seiring dengan berkurangnya diameter bukaan. Ketika pengurangan ukuran pori terhadap hilangnya resistensi efek promosi lebih besar daripada peran perpindahan massa oksigen, efisiensi daya teoritis akan berkurang dengan berkurangnya ukuran pori. Oleh karena itu, ketika diameter bukaan kecil, efisiensi daya teoritis akan meningkat seiring dengan bertambahnya diameter bukaan, dan diameter bukaan 200 μm mencapai nilai maksimum 1,91 kg/(kW-h); ketika diameter bukaan > 200 μm, maka kehilangan resistansi pada proses aerasi tidak lagi berperan dominan dalam proses aerasi, KLa dan kapasitas oksigenasi dengan bertambahnya diameter bukaan aerator akan berkurang, sehingga secara teoritis efisiensi daya menunjukkan tren penurunan yang signifikan.

4. Pengaruh kedalaman air instalasi terhadap oksigenasi

Kedalaman air dimana aerator dipasang mempunyai pengaruh yang sangat nyata terhadap efek aerasi dan oksigenasi. Sasaran penelitian eksperimental adalah saluran perairan dangkal kurang dari 2 m. Kedalaman aerasi aerator ditentukan oleh kedalaman air kolam. Studi yang ada terutama berfokus pada kedalaman terendam aerator (yaitu, aerator dipasang di dasar kolam, dan kedalaman air bertambah dengan bertambahnya jumlah air), dan pengujian terutama berfokus pada kedalaman pemasangan aerator. aerator (yaitu, jumlah air di kolam dijaga konstan, dan ketinggian pemasangan aerator disesuaikan untuk menemukan kedalaman air terbaik untuk efek aerasi), dan perubahan penggunaan KLa dan oksigen dengan kedalaman air adalah ditunjukkan pada Gambar 6.

Gambar 6 Kurva variasi pemanfaatan K dan oksigen dengan kedalaman perairan

Gambar 6 menunjukkan bahwa seiring bertambahnya kedalaman air, baik KLa maupun pemanfaatan oksigen menunjukkan tren peningkatan yang jelas, dengan perbedaan KLa lebih dari empat kali lipat pada kedalaman air 0,8 m dan kedalaman air 2 m. Hal ini dikarenakan semakin dalam perairan maka semakin lama waktu tinggal gelembung pada kolom air, semakin lama waktu kontak gas-cair maka efek transfer oksigen semakin baik. Oleh karena itu, semakin dalam aerator dipasang maka semakin kondusif terhadap kapasitas oksigenasi dan pemanfaatan oksigen. Namun pemasangan kedalaman air meningkat pada saat yang sama kehilangan resistensi juga akan meningkat, untuk mengatasi kehilangan resistensi, perlu untuk meningkatkan jumlah aerasi, yang pasti akan menyebabkan peningkatan konsumsi energi dan biaya pengoperasian. Oleh karena itu, untuk memperoleh kedalaman pemasangan yang optimal perlu dilakukan evaluasi hubungan antara efisiensi daya teoritis dengan kedalaman air, lihat Tabel 1.

Tabel 1 menunjukkan bahwa efisiensi daya teoretis sangat rendah pada kedalaman pemasangan 0,8 m, yaitu hanya 0,5 kg/(kW-h), sehingga aerasi perairan dangkal tidak sesuai. Pemasangan kedalaman air berkisar 1,1 ~ 1,5 m, karena peningkatan kapasitas oksigenasi yang signifikan, sedangkan efek resistensi aerator tidak terlihat jelas, sehingga efisiensi daya teoritis meningkat dengan cepat. Ketika kedalaman air bertambah hingga 1,8 m, pengaruh hilangnya resistensi terhadap kinerja oksigenasi menjadi semakin signifikan, sehingga pertumbuhan efisiensi daya teoritis cenderung mendatar, namun masih menunjukkan tren peningkatan, dan pada instalasi dari kedalaman air 2 m, efisiensi daya teoritis mencapai maksimum 1,97 kg/(kW-h). Oleh karena itu, untuk saluran < 2 m, aerasi dasar lebih disukai untuk oksigenasi yang optimal.

5.Kesimpulan Uji

1.Menggunakan metode statis non-stasioner untuk uji oksigenasi air jernih aerasi gelembung halus, pada kedalaman air uji (< 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.

2.Efisiensi daya teoritis adalah satu-satunya indikator efektivitas. Pada kondisi pengujian, efisiensi daya teoritis dengan aerasi dan pemasangan kedalaman air meningkat, dengan peningkatan bukaan terlebih dahulu meningkat dan kemudian menurun. Pemasangan kedalaman air dan bukaan harus merupakan kombinasi yang masuk akal agar kinerja oksigenasi mencapai yang terbaik, secara umum semakin besar kedalaman pemilihan air bukaan aerator semakin besar.

3. Hasil pengujian menunjukkan bahwa aerasi air dangkal sebaiknya tidak digunakan. Pada kedalaman pemasangan 2 m, volume aerasi sebesar 0,5 m3/jam dan aerator dengan ukuran pori 200 μm menghasilkan efisiensi daya teoritis maksimum sebesar 1,97 kg/(kW-h).

Di atas adalah data R&D kami, berkomitmen pada data untuk terus mengoptimalkan kinerja produk, mulai dari akar hingga mengatasi bukaan disk aerasi, kulit membran EPDM yang mudah pecah, tersumbat, dan masalah lainnya.

NIHAO adalah perusahaan pertama di Tiongkok yang mengembangkan produk karet dan plastik selama lebih dari dua puluh tahun sebagai pemimpin senior dalam industri pengolahan air, dengan tim penelitian dan pengembangan profesional serta peralatan pabrik khusus untuk meningkatkan akurasi dan produktivitas produk.

Kami adalah spesialis dalam pembuatan tube duffuser dan disc duffuser selama 10 tahun. Kulit membran cakram aerasi kami menggunakan formula eksklusif bebas minyak, setelah pengujian berkelanjutan tim R&D dan peningkatan peningkatan keseluruhan kinerja komprehensif kulit membran, penggunaan non-penyumbatan mikropori hingga delapan tahun. Tidak hanya penggunaan material baru EPDM 100% berkualitas tinggi tetapi juga menambahkan 38% proporsi karbon hitam, melalui diameter gaya yang berbeda untuk sepenuhnya memperluas kinerja ketahanan kulit membran dan ketahanan sobek untuk memperkuat.

Disc Diffuser kami memiliki keunggulan sebagai berikut:

1. Anti-pemblokiran, pencegahan arus balik yang baik, area kontak besar, ketahanan korosi yang kuat

2. Ketahanan sobek kulit membran yang kuat, tahan air, ketahanan benturan yang lebih baik

3. Gelembung seragam, aerasi efisiensi tinggi, pemanfaatan oksigen tinggi, hemat energi, secara efektif mengurangi biaya pengoperasian

Keuntungan Tabung Aerasi:

Mudah dirakit, di bagian bawah pipa kolam dan pipa aerasi menjadi satu, tidak memerlukan peralatan perpipaan tambahan, harga lebih murah dibandingkan aerator mikropori lainnya. Ketahanan asam dan alkali yang sama, tidak mudah menua, umur pengoperasian yang panjang. Pada tonjolan aerasi, aerasi tidak diratakan, diratakan, mikropori variabel ditutup, sehingga suspensi aerasi dalam jangka waktu lama tidak akan tersumbat.

Tim profesional NIHAO dan staf R&D, untuk memberi Anda desain pemandangan sebenarnya, spesifikasi yang masuk akal untuk memilih yang terbaik yang berlaku untuk aerator Anda! Kami dengan tulus berharap dapat menghubungi Anda untuk menciptakan masa depan yang lebih baik dan bersih!