Həll olmuş hava flotasiya sistemi necə bərk-maye üçün incə püskürmələr yaradır?

Sənaye tullantı suyunun aydınlaşdırılması sıxlığa əsaslanan fiziki ayrılma prosesinə çox güclü etibar edir; burada müasir həll olunmuş havanı üzüzdürmə sistemi qeyri-müqayisəli səmərəlilik təmin edir. Milyonlarla mikro-qabarcıq yaradaraq, həll olunmuş havanı üzüzdürmə sistemi aşağı sıxlıqlı bərk maddələrə, yağlara və yağlılıqlara yüngül havanın qabığı birləşdirir və onları səthə sürətli çıxarmaq üçün üzərə doğru qaldırır ki, bu da onların süpürülməsinə imkan verir. Bu mexaniki prosesdən tamamilə faydalana bilmək üçün zavod mühəndisləri və sistem dizaynerləri qaz-maye doyması, təzyiq düşməsi dinamikası və sənaye həll olunmuş havanı üzüzdürmə sisteminin daxilində mikro-qabarcıq yaradılmasını idarə edən dəqiq dəyişənlərin fizikasını başa düşməlidirlər.

Mexaniki turbulensiya əsasında işləyən ənənəvi qabaq hava diffuzorlarından fərqli olaraq, yüksək səmərəli həll olmuş hava üzümlülüyü sistemi termodinamik tarazlıq prinsipləri əsasında işləyir. Su, yüksək təzyiq altında atmosfer havası ilə doymuş vəziyyətə gətirilir və sonra xüsusi dizayn edilmiş nozullar vasitəsilə ətraf mühitdəki üzümlülüyə tankına buraxılır. Bu anidən təzyiqin azalması dərhal qaz kavitasiyasını başladır və 20–100 mikrometr ölçüsündə ultra incə baloncuklar yaradır. Bu mikroölçülü baloncuklar zərrəcik-baloncuk toqquşmasının effektivliyinin əsasını təşkil edir və zəif kimyəvi flokulları pozmadan sabit qaldırma təmin edir.

Həll olmuş Hava Üzümlülüyü Sisteminə Qazın Həll Olunmasının Fizikası

Yüksək Təzyiqdə Havanın Doyması Mexanikası

Henri qanununa əsasən, havanın maye daxilində həll olunma qabiliyyəti bu qazın mayenin üzərindəki qismi təzyiqi ilə birbaşa mütənasibdir. Xüsusi hazırlanmış həll olmuş hava üzülmə sistemi bu qanunu tətbiq edir: ümumi təmizlənmiş suların 5–15 %-ni təşkil edən dövrədən keçən su axını 4,5–7 bar aralığında təzyiq altına alınır. Xüsusi təzyiq qabında (hava doyma borusunda) hava və dövrədən keçən su turbulens şəraitində qarışdırılır ki, maye-qaz səthi sahəsi maksimuma çatsın və məhlul tez bir zamanda 90 % və ya daha yuxarı doyma səviyyəsinə çatsın.

Bir hava ilə dolu suyun üzərindən keçirilməsi sistemi daxilində doyma performansını tənzimləyən bir neçə daxili konfiqurasiya mövcuddur. Bəzi dizaynlar yüksək səth sahəli plastik media ilə doldurulmuş paketlənmiş yataq kolonlarından, digərləri isə yüksək qüvvətli çoxmərhələli bərpa edən nasoslar və ya xüsusi venturi injectorlardan istifadə edir. Konfiqurasiyadan asılı olmayaraq, hava ilə dolu suyun üzərindən keçirilməsi sisteminin məqsədi, aşağı axında olan avadanlıqlarda hidravlik turbulensiyaya səbəb olan böyük ölçülü azad hava kisələri yaratmadan maye fazasına maksimum hava kütləsini həll etməkdir.

Təkrar istifadə axını inteqrasiyası və sistem ölçüsü

Suya qarışdırılmamış, şərtləndirilməmiş tullantı suyunu yüksək təzyiqə məruz qoymaq əvəzinə, optimallaşdırılmış hava ilə doyurulmuş süzgəc sistemi təmiz bir dövrə axınına təzyiq yaradır. Bu dizayn yüksək təzyiqli nasoslar və böyük asılı cisimlərdən təzyiqin azaldılması klapanlarının daxili tıxanmasını qarşısını alır. Təzyiqli axın sonra koaqulyantlar və ya flokulyantlarla emal edilən gələn axınla birləşir. Bu strategik dövrə təşkili həcmi yüklənmə sürətlərini sabit saxlayaraq, hava ilə doyurulmuş süzgəc sisteminin kompakt ölçüsünü təmin edir.

Təzyiqin Azaldılması Mexanizmləri və Mikro-küncüllərin Nüvələşməsi

Nəzarət olunan Kavitasiya və Düzlük Dinamikası

Həll olmuş qazın mikroskopik fiziki kisəciklərə çevrilməsi, həll olmuş havanı üzən sistemində təzyiqin azaldılması qurğusunun tamamında baş verir. Təzyiqli maye xüsusi olaraq hazırlanmış təzyiqin azaldılması klapanlarından və ya dəlikli püskürmə başlıqlarından keçərkən təzyiq demək olar ki, anında atmosfer səviyyəsinə düşür. Bu termodinamik düşüş lokal süperdoyma yaradır və həll olmuş azot və oksigen molekullarının maye matrisi daxilindəki mikroskopik nüvələşmə mərkəzləri ətrafında kondensləşməsini tələb edir.

Bu azaldılma püskürmə başlıqlarının dizaynı həll olmuş havanı üzən sistemində mikro-kisəciklərin keyfiyyətini müəyyən edir. Dəqiq emal edilmiş paslanmayan polad püskürmə başlıqları mayenin sürətini və enerji dissipasiyasını idarə edərək kisəciklərin birləşməsini qarşısını alır. Əgər sürətin düşməsi çox kəskin olarsa, kisəciklər böyük boşluqlar şəklində birləşir və üzən örtüyü pozur; əgər çox yavaş olarsa, hava boru şəbəkəsi daxilində həll olunmadan əvvəl çıxır və bu da həll olmuş havanı üzən sisteminin səmərəliliyini ciddi şəkildə azaldır.

Zərrəciklərin toqquşması, birləşməsi və qalxma sürətləri

Formalaşdıqdan sonra həll olmuş havanın flotasiya sistemi tərəfindən yaradılan mikro-küncüklər üçün asılı maddələrlə üç əsas mexanizm vasitəsilə qarşılıqlı təsir yaradır: böyüyən flokun daxilində birbaşa tutulma, hidrofob səthlərə fiziki yapışma və mürəkkəb çamur matrislərinə udulma. Çünki 20–100 mikron küncüklər standart kimyəvi flokların fiziki ölçüləri ilə uyğun gəlir, onlar polimerlər tərəfindən yaradılan zəif qruplaşmaları pozmadan yüksək toqquşma tezliyi təmin edir.

Nəticədə yaranan zərrəcik-küncük kompleksi aşağı effektiv sıxlığa malik olur və Stokes Qanunu ilə müəyyən edilən şaquli qalxma sürətini artırır. Yaxşı balanslaşdırılmış həll olmuş havanın flotasiya sistemi 2–6 metr/saat aralığında sabit üzgüçülük sürətləri əldə edir və su səthinə sıx, konsentrləşdirilmiş çamur örtüyü yaradır. Bu bərabər üzgüçülük prosesi kristal aydın alt axın axını yaradır ki, bu da buraxılma və ya üçüncü dərəcəli süzülmə üçün hazır olur.

Ən yaxşı küncük hasilatı üçün işlətmə idarəetmə parametrləri

Hava-Qatı (H/Q) nisbətlərinin optimallaşdırılması

Hər hansı bir həll olunmuş hava üzüzdürmə sisteminin əsas dizayn ölçüsü — həll olunmuş hava miqdarının gələn süspendə olunan maddələrin kütləsinə nisbəti kimi ifadə olunan Hava-Qatı (H/Q) nisbətidir. Tipik hədəf H/Q nisbətləri kontaminantların xüsusiyyətlərindən asılı olaraq 0,005-dən 0,060-a qədər dəyişir. Həll olunmuş hava üzüzdürmə sistemini minimum həddin altına endirmək tam olmayan üzüzdürməyə və ağır qatıların aydın çıxan su axınına çıxmasına səbəb olur; əks halda isə artıq hava elektrik enerjisinin itirilməsinə və səth çamuru sabitliyinin pozulmasına səbəb ola bilər.

Avtomatlaşdırılmış həll olunmuş hava üzüzdürmə sistemi istifadə edən tesislər davamlı onlayn turbidlik və axın ölçmələrinə əsaslanaraq doyma təzyiqlərini və təkrar dövr pompalama sürətlərini tənzimləyir. Bu giriş parametrlərinin idarə edilməsi gələn qatıların konsentrasiyasında dalğalanmalar altında sabit kürəcik paylanmasını təmin edir və tesisin anidən yaranan hidravlik və ya bioloji şok yükünə qarşı müdafiəsini təmin edir.

Temperaturun, səth-aktiv maddələrin və su kimyasının təsiri

Su kimyası, həll olunmuş havanın flotasiya sisteminin flotasiya kamerasındakı mikro-kütlələrin davranışını birbaşa təsir edir. Soyudulmuş su, isti sudan daha çox həll olunmuş hava saxlayır, lakin daha yüksək özlülüyə malikdir; bu da mikro-kütlələrin qalxma sürətini yüngülcə azaldır. Əksinə, suyun temperaturunun artırılması qazın həll olunma qabiliyyətini azaldır və eyni kütlə həcmi əldə etmək üçün həll olunmuş havanın flotasiya sisteminin doyma dövrəsində daha yüksək işçilik təzyiqi tələb olunur.

Bununla yanaşı, sənaye səthi-aktiv maddələri və üzvi deterqentlər interfeys gərginliyini azaldır və bu da kütlə diametrini və birləşmə sabitliyini dəyişdirir. Təcrübəli həll olunmuş havanın flotasiya sistemi mütəxəssisi mikro-kütlələrin ayırma tankında sabit və effektiv qalmasını təmin etmək üçün koaqulyant dozasını, polimer seçimi və hidravlik saxlanma müddətini səthi-aktiv kimyəvi maddələrə uyğun olaraq tənzimləyir.

Tez-tez verilən suallar

Həll olunmuş havanın flotasiya sistemi nə qədər kiçik kütlələr yaradır?

Dəqiq mühəndisliklə yaradılmış hava ilə doymuş su üzüzdürmə sistemi 20–100 mikrometr diametrində mikro-kütləciklər yaradır. Bu kütləciklər standart yayılmış hava aerasiya sistemləri tərəfindən yaradılan 1–3 millimetrlik kütləciklərdən əhəmiyyətli dərəcədə kiçikdir. Onların azalmış diametri səth sahəsi/həcm nisbətini eksponent olaraq artırır və yüngül asılı maddələrlə və azad yağlarla üstün təmas effektivliyi və birləşmə imkanı yaradır.

Hava ilə doymuş su üzüzdürmə sisteminə kütləcik ölçüsünü hansı amillər təsir edir?

Hava ilə doymuş su üzüzdürmə sisteminin daxilində kütləcik ölçüsünün paylanması buraxılış klapanı üzərindəki təzyiq fərqi, doyma effektivliyi, temperatur və nozul geometriyası ilə müəyyən olunur. Enerjinin qayrı-qayrı qüvvələr nəticəsində bir-birinə yapışma (koalesens) olmadan hamar şəkildə dissipiye olunması şərti ilə, daha yüksək təzyiq fərqləri buraxılış zamanı daha incə kütləciklər verir. Kimyəvi amillər — duzluluq, pH və səth-aktiv agentlər (surfaktantlar) də səth gərginliyini və kütləcik sabitliyini təsir edir.

Köpük ölçüsü dissolvyed air flotation sisteminin performansı üçün niyə vacibdir?

Mikro-köpük ölçüsü dissolvyed air flotation sisteminin hidravlik süzülmə effektivliyi və şəffaflıq performansı ilə birbaşa əlaqəlidir. Kiçik köpüklər zəif, sabit qaldırma qüvvələri yaradır ki, bu da nazik kimyəvi flokulları dağıtmır. Bundan əlavə, incə köpüklər nəzarət olunan sürətlərlə yuxarı qalxır, səthdə bərabər üzən örtük formalaşmasına imkan verir və bərk hissəciklərin təmiz su çıxışına geri çəkilməsinə səbəb ola biləcək hidrodinamik turbulensiyadan qorunur.