Усанд уусгаж агаарлаж буй систем (DAF) хүнд-шингэн тусгаарлалтад зориулан жижиг бөмбөлгүүдийг яаж үүсгэдэг?

Үйлдвэрлэлийн усны цэвэрлэх үйлдэл нь их түлхүүр хүчний физик салгах арга нарийн хэрэглээнд хүндэтгэл үзүүрлэд. Одоогийн үед агаарыг усанд уусгаж хөнгөн бүтэцтүүр, тос, гадаргуугийн идэвхт бодисуудыг дээш түлхүүр хүчнээр хөдөлгөх систем нь үлдэхгүй үр дүнтүүр. Микро-бульонуудын сая мянган тооны үүсгэх замаар агаарыг усанд уусгаж хөнгөн бүтэцтүүр, тос, гадаргуугийн идэвхт бодисуудыг дээш түлхүүр хүчнээр хөдөлгөх систем нь түүн дээрх бүтэцтүүрүүдийг хурдан дээш түлхүүр хүчнээр хөдөлгөж, түүнийг гадаргуугаас хүртэл авч явахыг хангана. Түлхүүр хүчний үйлдлийн бүх боломжийг ашиглахын тулд үйлдвэрлэлийн инженерүүд ба системийн зохиомжчид газрын хий-шингэн уусгах үзэгдлийн физикийг, даралт бууруулах динамикийг, агаарыг усанд уусгаж хөнгөн бүтэцтүүр системд микро-бульонуудын үүсгэх үл мөрдөм хувьсагчдыг ойлгох ёстой.

Механик турбулентностийн тусламжтай хуучин том бөртлийн агаарын даргаас өөрсдийнхүү, даралтанд уусгаж бүтээсэн агаарын салхилуур систем нь термодинамик тэнцвэр зарчимд үйлчилдэг. Ус нь өндөр даралтад агаарын орчинд даралтанд уусгаж бүтээсэн агаарын хүчирхүүлтүүлдэг, дараа нь тусгай зүүнүүдийн тусламжтай хүчирхүүлтүүлдэг. Даралтын гэнэт бууралт нь мөчлөн агаарын хөврөлтийг идэвхжүүлдэг, 20–100 микрометр хэмжээтэй хүчирхүүлтүүлдэг. Эдгээр микро хэмжээтэй хөврөлтүүлдэг нь бөртлийн-хөврөлтүүлдэг холбогдлын үр дүнтүүлдэг, хими шүүлтүүлдэг бөртлийн хүчирхүүлтүүлдэг.

Даралтанд уусгаж бүтээсэн агаарын салхилуур системд агаарын уусгаж бүтээсэн физик

Өндөр даралтад агаарын уусгаж бүтээсэн механик

Генрийн хуулиар шингэнд агаарын уусмүүрлэх чадвар нь тухайн хийн шингэн дээрх хэсгийн даралттай шууд пропорционал. Тусгай уусгагдсан агаарын салхилуур систем нь үүнийг ашиглан дахин бүрдүүлэх урсгалыг (нүүрсүүрт усны нийт хэмжээний 5–15% хүртэл) 4,5–7 бар даралтанд хүргэдүг. Тодорхой даралтанд бүрдүүлэх сав (агаарын дүүрэн хөндлөн орчин) дотор агаар ба дахин бүрдүүлэх ус турбулент нөхцөлд холбогдож, шингэн–хийн хоорондын хүртэмжийн талбайг хамгийн их бүтээмжтэй үүсгэдүг, мөн уусмүүрлэх чадварыг 90% юм уу түүнээс дээш хүртүл хурдан нэмэгдүг.

Дисперсийн агаарын салхилуурт нүүрсний хүчирхүйлэлд нөлөөлөх дотоод тохируулалтууд олон гоо. Зарим загварууд өндөр гадаргуугийн талбайтай пластмассын дундаж материал бүхий дүүрэн хөвөгсүүр багануудыг ашигладаг, бусад нь өндөр хүчирхүйлэлт олон шатын сэргээгч насосууд эсвэл тусгай вентури инжекторуудыг ашигладаг. Тохируулалтын хэлбэр ямар бүү хамаа, дисперсийн агаарын салхилуурт нүүрсний хүчирхүйлэлд зориулалт нь ус фазын дотор хамгийн их агаарын массыг уусгах, гэтдээ доод талын тоноглолд гидравлик турбулентность үүсгэх хэмжээд илүү том чөлөөт агаарын хавтгай үүсгэхгүйн тулд.

Давтамжийн урсгалын интеграци ба системийн хэмжээ

Хүчтэй даралтад хүлгүүн, нөхцөлдүүлээгүй бүрхүүл усны гадаад төвөгтүүлэлтүүлүүр үйлдлийн оронд, сонгож авсан агаарын уусмалын салхилуур систем нь цэвэр дахин ашиглагдаж буй усны урсгалыг даралтад оруулж буй. Энэ зохиомж нь илүү том хэмжээтүүлүүр хорхойн хүчтэй даралтад хүлгүүн насос болон даралтын бүрхүүл усны гаргагч клапаны дотоод хорхойлтыг саатуулж буй. Даралтад оруулж буй усны урсгал дараа нь коагулянт юм уу флокулянт хэрэглэн бүрхүүл усны гадаад төвөгтүүлэлтүүлүүр үйлдлийн дараа нь орж ирж буй усны урсгалтой холбогдож буй. Энэ ухаалаг дахин ашиглагдаж буй зохиомж нь бүрхүүл усны гадаад төвөгтүүлэлтүүлүүр системийн бага хэмжээтүүлүүр талбайг хангаж буй, мөн тогтмол эзлэхүүний ачааллын хурдыг хадгалж буй.

Даралтын гаргагч механизм болон микро-бульганы үүсэл

Хяналттүүлүүр кавитаци болон сүүдлүүр динамика

Уусмал хийн микроскопик физик бөртлүүд болойн даралт буулгагч төхөөрөмж дээр уусмал агаарын салхилуур системд хувирдаг. Даралт үүсгэсэн шингэн даралт буулгагч вентиль юм уу орфис нүхнүүд дээр өнгөц өнгөц дамжин өнгөц атмосферийн түвшинд даралт бараг мөчлөн буурдаг. Энэ термодинамик бууралт бүрхүүл доторх уусмал азот, хүчилтөрөгч молекулүүдийн шингэн матриц доторх микроскопик цөмжлүүлэх газрын орчинд конденсацид оруулдаг.

Эдгээр буулгагч нүхнүүдийн загвар уусмал агаарын салхилуур системд микробөртлүүдийн чанарыг тодорхойлдог. Наад захын нарийн бүтээсэн зөөлөн гангаар хийгдсэн нүхнүүд шингэний хурд, энергийн сарнилтыг хянах замаар бөртлүүдийн нийлэлтийг саатуулдаг. Хурдны бууралт хэт хүчтэр бол бөртлүүд том хоосон огторгуйн хэлбэрт нийлдэг, үүнээс салхилуур бүрхүүл хөдөлдөг; харин хурдны бууралт хэт удаан бол агаар хоолойн сүлжээнд уусмалаас өнгөц гардаг, үүнээс уусмал агаарын салхилуур системийн үр дүн хүнд хэмжээгүй буурдаг.

Бөөмсгүүр хоорондын тулгаралд, холбогдож, дээш нь үүрдлэн өсөх хурд

Дисолвд эйр флотейшн системд үүсгэсэн микро-бөөмсгүүрүүд нь бүтээмжит бөөмсгүүрүүдийн хамт үүсгэсэн гураван үндсэн механизм ачаалалд орж, суспендирован бөөмсгүүрүүдтэй харилцан үйлдлэнд орж: шууд тулгаралд, гидрофобик гадаргуудаар физикаль холбогдож, нарийн шүүрт сладж матрицад шингэж. 20–100 микрон бөөмсгүүрүүд нь стандарт химийн флоксийн физикаль хэмжээтэй таарч, полимерүүдийн үүсгэсэн муруй сүүдлүүр бөөмсгүүрүүдийг сүйрдүүлэхгүйн зэрэгцээ тулгаралд хурдатгаж.

Үүссэн бөөмсгүүр-бөөмсгүүр холбоо нь бага үйлдэх нягт үзүүлж, Стокс’ын хууль ёсоор вертикал дээш нь үүрдлэн өсөх хурдыг хурдатгаж. Төвдүүрлүүр дисолвд эйр флотейшн систем нь цагт 2–6 метр хурдтай тогтмол усанд дээш нь үүрдлэн өсөх процессыг хангаж, усны гадаргуудаа нягт, төвдүүрлүүр сладжин цаваа үүсгэж. Энэ нь төвдүүрлүүр флотейшн процессын үр дүнд тун чист усны доод урсгалыг үүсгэж, түүнийг гаргах ёсой юм, юм илүү нь терциар шүүртүүрт оруулж болой.

Хамгийн сайн бөөмсгүүр үйлдвэрлэлд зориулан ажиллуулах параметрүүд

Агаар–хатуу бөөмс (A/S) харьцааг үр дүнтэй хийнхүү

Диссолвд айр флотейшн системийн үндесний төлөвлөлтийн хэмжүүр нь Агаар–хатуу бөөмс (A/S) харьцаа бөлгөөн, ялгаруулж буй агаарын масстай орж ирж буй суспендирован бөөмсийн массын харьцаа гэж илэрхийлдэг. Типичны зорилтот A/S харьцаа нь боолойн шинж чанаруудаас хамаарч 0,005–0,060 хооронд байдаг. Диссолвд айр флотейшн системийг хамгийн бага хязгаарт бүү доогуур ажиллуул, үүнээс бүүлдүүр бүтэлгүй явагдаж, хүнд бөөмс цэлбэр гаралт усны урсгалд гараад ирдэг; харин илүүднэ агаар хэрэглэх нь цахилгаан энергийг хаядаг, мөн гадаргуугийн шалгын тогтвортой байдлыг саадтай болгодог.

Автоматжигдсэн диссолвд айр флотейшн систем ашиглаж буй объектууд нь турбидитет ба урсгалын тасралтгүй шугамд хийгдэх хэмжилтүүд үндэслэн сатураци давленияг ба дахин түүвэрлэх насосын ажиллах хурдыг тохируулдаг. Эднүүд орж ирж буй бөөмсийн концентрацийн колебацийн үед бөөмсийн тархалтын тогтвортой байдлыг хангаж, объектыг гэтлүүр урсгалын юм ёсны шок ачаалалд ба биологийн шок ачаалалд төвөгтүүрлүүр хамгаалдаг.

Температур, гадаргуугийн идэвхт бодисууд ба усны хими

Усны химийн найрлага нь уусмуйн агаарын салхилуурт бүрхүүлийн доторх жижиг бөмбөлгүүдийн үйлчлэлд шууд нөлөөлөхүүн. Хүйтэн ус нь дулаан уснаас илүү их уусмуйн агаар агуулдаг, гэтэдүүр түүний вязкозитет өндөр бөмбөлгүүдийн дээш хөдөлж ирж буй хурдатгалыг бага зэрэг бууруулдаг. Харин усны температур өсөх нь хийн уусмуйн чадварыг бууруулдаг, түүн дагуу уусмуйн агаарын салхилуурт бүрхүүлийн сатурационы гогцоонд ижил бөмбөлгүүдийн дүүрэн хэмжээг гаргахын тулд ажиллах даралтыг нэмж өгөх шаардлагатай.

Газрын тосны үйлдвэрлэлд ашиглагддаг гадаргуугийн идэвхт бодисууд болой органик цэвэрлэгч бодисууд нь хоорондын татах хүчнийг бууруулдаг, бөмбөлгүүдийн диаметр болой холбооны тогтвортой байдлыг өөрчлөдаг. Туршлагатай уусмуйн агаарын салхилуурт бүрхүүлийн түүхийлэгч нь коагулянт хэмжээ, полимер сонголт болой усны урсгалын хугацааг химийн гадаргуугийн идэвхт бодисуудын нөлөөлөлд тохируулдаг, бөмбөлгүүд салхилуурт бүрхүүлийн тусгаарлах саванд тогтвортой бөлгөн бөмбөлгүүд бүрхүүлийн дотор түүхийлэгчийн үйлчлэлд үлдмүүн.

Түүн дээр асуух

Уусмуйн агаарын салхилуурт бүрхүүлийн үйлдвэрлэдэг бөмбөлгүүд ямар жижиг бөлгөн бөмбөлгүүд вэ?

Наад захын нарийн бүтээсэн усанд уусгасан агаарын салхилуур систем 20–100 микрометр диаметртэй микро-бөртлүүд үүсгэнэ. Эднүүд стандарт даралтанд агаарын хоолойн системүүдийн үүсгэж буй 1–3 миллиметрийн бөртлүүдтэй харьцуулж, тун жижиг бөртлүүд юм. Түүдний бага диаметр нь гадаргуугийн талбай-эзэлхүүний харьцааг илүү их зэрэгт өсгөж, хөнгөн суспензид бодисууд ба чөлөөн тосуудтэй холбох үр дүнг сайжруулж, хавчих үр дүнг дэмжинэ.

Усанд уусгасан агаарын салхилуур системд бөртлүүдийн хэмжээд ямар хүчин зүйлс нөлөөлөх вэ?

Усанд уусгасан агаарын салхилуур системд бөртлүүдийн хэмжээний тархалт нь гаргалт клапаны даралтын ялга, уусгах үр дүн, температур, хоолойн геометрийн хүчин зүйлсийн хамт тодорхойлогдоно. Даралтын ялга өндөр бөлгөөнүүд нь гаргалт үед жижиг бөртлүүд үүсгэж, энергия шүүрэлтгүй төвөгтүй бүхлэдсэн бөртлүүд үүсгэхгүйн хувьд илүү нарийн бөртлүүд үүсгэнэ. Салинити, pH, гадаргуу идэвхт бодисууд (сурфактантууд) гадаргуу хатуулаг, бөртлүүдийн тогтвортойлгоныг нөлөөлөх химийн хүчин зүйлс мөн бөртлүүдийн хэмжээд нөлөөлөхүйц.

Хайлууны бөмбөлгийн хэмжээ ДАФ системийн үр дүнд яагаад чухал вэ?

Микро-бөмбөлгийн хэмжээ ДАФ системд гидравлик салхилуур үр дүн ба тундруулалтын чанарын хооронд шууд холбоотой. Жижиг бөмбөлгүүд нь хүчтэрүүн, тогтвортой усанд үүрдүүлэх хүч үүсгэдэг, түүн дотроо химийн цуглуулалтын жижиг бөмбөлгүүдийг сарниулахгүй. Гэтэл нарийн бөмбөлгүүд усанд тогтвортой хурдтай үүрдүүлдэг, түүн дотроо гадаргуудаа тундруулалтын тогтвортой давхарга үүсгэдэг, мөн усны дотоод хөдөлгөөний турбулентшит бүх тундруулалтын бөмбөлгүүдийг цэвэр усны гаралт руу дахин унагахгүй.