دیفیوزر هوادهی چیست؟
دیفیوزر هوادهی، در لغت به معنی پخشکننده یا منتشرکننده هوا است که در صنایع مختلف بخصوص آب و فاضلاب کاربرد فراوان دارد. درواقع اکسیژن از طریق بلوئر دمیده شده و از طریق دیفیوزر هوادهی پخش میشود. اکسیژن تزریق شده برای میکروارگانیسم بسیار مهم است، چرا که میکروارگانیسم برای تغذیه مواد آلی به اکسیژن نیاز دارد.
این حبابهای هوا به اختلاط نیز کمک میکنند، فضای مرده را از بین برده و اکسیژن مورد نیاز را برای بهرهوری حداکثری تأمین میکنند و همچنین برای عمل شناورسازی و به سطح آوردن موادی مانند چربی و روغن بسیار مهم هستند.
واحد هوادهی یک تصفیهخانه به طور متوسط 50 تا 70 درصد انرژی کل تصفیهخانه را به خود اختصاص میدهد، که یک سیستم تأمین اکسیژن مؤثر میتواند نیاز به انرژی را کاهش دهد.
دیفیوزر هوادهی یا دیفیوزر ممبرانی یک وسیله هوادهی است که عموماً به شکل دیسکی، لولهای و صفحهای تولید میشود که جهت انتقال هوا و اکسیژن در فرآیندهای تصفیه، حوضچههای پرورش ماهی و… مورد استفاده قرار می گیرد. دیفیوزرها عموماً از غشاهای لاستیکی یا عناصر سرامیکی برای ایجاد حبابهای ریز یا درشت، ساخته میشوند.
انواع دیفیوزر هوادهی از نظر اندازه حبابهای تولید شده
دیفیوزرها از نظر نوع و اندازه حبابی که تولید میکنند به دو دسته حباب ریز (Fine bubble) و حباب درشت (Coarse Bubble) تقسیم میشوند. دیفیوزرهای حباب ریز برای ایجاد سطح تماس بیشتر بین هوا و سیال و در نهایت انتقال بیشتر و سریعتر گاز (اکسیژن و یا سایر گازها) به سیال به کار میروند.
دیفیوزرهای حباب درشت به واسطه حبابهای با اندازه بزرگ قادر به ایجاد یک رژیم جریان یکنواخت و قابل قبول هستند، از این رو بیشتر برای اختلاط دو یا چند ترکیب با سیال (آب یا فاضلاب) به کار میروند.
دیفیوزر هوادهی حباب ریز
این دیفیوزرها با تولید حبابهای ریز (به قطر 3 تا 5 میلیمتر) و به تعداد فراوان، به امر تصفیه کمک شایانی میکنند. بخاطر همین ریزبودن و فراوانی حبابها، سطح برخورد بالا میرود و مصرف اکسیژن راحتتر میشود و همچنین اطمینان خاطر جهت تأمین اکسیژن کافی برای تصفیه پساب حاصل میگردد. دیفیوزر هوادهی حباب ریز در اکثر موارد به جز مواردی که حجم زیادی مواد جامد داریم، جایگزین حباب درشتها شدهاند.
دیفیوزر هوادهی حباب درشت
این دیفیوزرها حبابهای بزرگی به قطر 6.5 تا 13 میلیمتر تولید میکنند که از کف تصفیهخانه تزریق میشود. این دیفیوزرها معمولاً در متعادل ساز، قسمت تزریق کلر، هاضمهای هوازی و گاهاً در مخزن هوادهی استفاده میشوند. اغلب در سیالهایی که غلظت مواد جامد بالایی دارند و یا سیال چسبناکتر باشد، حباب درشتها پرکاربردترند.
البته معمولاً تأمین اکسیژن مورد نیاز توسط این نوع دیفیوزرها، نصف دیفیوزر هوادهی حباب ریز با همان حجم هوا است. مصرف انرژی بیشتر حباب درشت، تقاضای آن را در دو دهه اخیر نسبت به حباب ریز پایین آورده است.
انواع دیفیوزر هوادهی از نظر شکل
دیفیوزرها از نظر شکل عمدتاً به سه گروه دیسکی (Disc)، لولهای (Tube) و صفحهای (Plate) تقسیم میشوند که نوع دیسکی به جهت خصوصیات هوادهی مناسب و مقاومت بالا در برابر گرفتگی و آسانی نصب، از محبوبیت بیشتری برخوردار است.
دیفیوزر دیسکی
دیفیوزر لولهای
دیفیوزر صفحهای
انواع دیفیوزر هوادهی از نظر جنس
دیفیوزرها در قدیم بیشتر از جنس فلزات ضد زنگ و سرامیک بودند. در سالهای اخیر این دیفیوزرها جای خود را بیشتر به دیفیوزرهای ممبرانی از جنس EPDM یا PTFE دادهاند که از مزایای این دیفیوزرها میتوان به سبک بودن، مقاومت در برابر خوردگی بیولوژیکی و شیمیایی، آسانی نصب و قیمت ارزان نسبت به انواع قدیمی اشاره کرد.
موارد مصرف دیفیوزر هوادهی ممبرانی
آب: دیفیوزرها به منظور بهبود شرایط آب برای مصارف صنعتی یا آشامیدنی شامل حذف آهن و منگنز و یا ترکیبات فرّار مولد بو و طعم در آب و گازهای نامطلوب مورد استفاده قرار میگیرد. همچنین برای تامین اکسیژن مورد نیاز ماهی در استخرهای پرورش ماهی از دیفیوزرها بهره برده میشود.
فاضلاب: در روشهای بیولوژیک هوازی تصفیه فاضلاب نیاز به تامین اکسیژن مصرفی میکروارگانیزمهای تجزیه کننده مواد آلی است. این امر توسط انواع دیفیوزرهای حباب ریز قابل دستیابی است. همچنین در رابطه با حذف مواد معلق، چربی و روغن با روشهای مختلف شناورسازی، به منظور تزریق یکنواخت گاز(هوا یا نیتروژن) از این تجهیز استفاده میشود.
سایر موارد: در مواردی که نیاز به ایجاد یک جریان اختشاشی و اختلاط دو یا چند ترکیب در آب یا فاضلاب باشد، یکی از روشهای پیشنهادی ایجاد اختلاط از طریق تزریق هوا توسط دیفیوزرهای حباب درشت است که در این روش میتوان از بلوئرهای موجود در تاسیسات هوادهی استفاده کرد.
مزایای دیفیوزر هوادهی:
- تأمین اکسیژن مورد نیاز
- اختلاط بیشتر و پرهیز از فضای مرده برای سیستمی پویا
- تزریق بهینه اکسیژن با انرژی فراوان
- افت فشار کم
- تسریع در جداسازی چربی و روغن
کاربردهای متداول دیفوزر هوادهی:
- تصفیه انواع فاضلاب شهری و صنعتی
- استخرهای پرورش ماهی
- فرآیند تثبیت لجن
- نیتریفیکاسیون
- حذف روغن و چربی
شرایط نگهداری دیفیوزر هوادهی:
قابل توجه است که دیفیوزرهای هوادهی بایستی تا قبل از نصب در پروژه و محیط کار در محلی تاریک و خشک نگهداری شوند و نباید در تماس با هوای آزاد، خاک و علی الخصوص نور آفتاب قرار گیرند.
اشعه UV آفتاب اثر کاملا تخریبی بر روی ممبران دیفیوزرها دارد و خاصیت ارتجاعی را در ممبران (لایه غشایی لاستیکی) از بین میبرد. براساس استاندارد DIN7716 نور آفتاب، گرما، گرد و خاک و غبار، یخ زدگی عامل اصلی آسیب رسان به لاستیک بکار رفته در ممبران دیفیوزر میباشد. لذا تا قبل از نصب، از رها کردن دیفیوزرها در محل پروژه و استخرها بدون آبگیری جدا اجتناب نموده و در صورت نصب در محل، تا زمان آبگیری با پارچههای مخصوص و یا صفحههای عایق در برابر نور آفتاب (اشعه UV) و گرد خاک پوشانده شوند. پیشنهاد میگردد با پارچه تارپولين (پارچههای ضد آب) پوشانده شود.
توجه داشته باشید تا قبل از نصب در محیط و فضایهای خارجی، دیفیوزرها در انبار با شرایط ذکر شده نگهداری گردد و این زمان متجاوز از یک سال نباشد.
شرایط سرویس دورهای:
دیفیوزرها جهت استفاده بهینه و طولانی مدت باید در زمانهای مشخص مورد رسیدگی و سرویس ادواری قرار گیرند، که برای این منظور پیشنهاد میگردد که کلیه سیستمهای هوادهی غیر فعال گردیده و استخرها تخلیه شوند تا دیفیوزرها جهت شستشو و بازبینی در دسترس باشند.
موثرترین روش پاکسازی رسوبات و جرمهای روی دیفیوزرها، اسید شور کردن است. اسید مورد استفاده در شستشوی دیفیوزرها، اسید فرمیک میباشد.
جهت باز کردن منافذ عبور هوا روی ممبرانها، ابتدا به آرامی با استفاده اسفنج، ابر یا برس بسیار نرم روی ممبرانها را شستشو داده و سپس از واترجت برای تکمیل شستشویی لایه بیرونی دفیوزرها استفاده مینماییم، (رعایت فاصله بین نازل واتر جت تا دیفیوزر ۵۰ سانتیمتر باشد درغیر اینصورت باعث آسیب دیدگی ممبران میشود) پس از شستشویی لایه بیرونی ممبرانها، برای تکمیل فرآیند جرم زدایی از محلول اسید فرمیک استفاده مینماییم.
در سیستم هوادهی بعد از بلوئر، جهت تزریق اسید میبایست یک ورودی و درپوش طراحی نمود.( توجه داشته باشید که در زمان تزریق اسید به سیستم هوادهی، بلوئر حتما خاموش بوده و مسیر حرکت اسید به سمت دیفیوزرها باشد زیرا اسید فرمیک قابلیت آسیب رساندن به بلوئرها را دارد) در ضمن باید ازمقاومت اتصالات، شیرها و سیستم انتقال هوا در برابر اسید اطمینان حاصل گردد.
در مرحله بعد، اسید فرمیک با غلظت 85% به درون سیستم هوادهی تزریق شده و پس از بستن درپوش تزریق اسید، سیستم هوادهی را روشن مینماییم تا اسید از دیفیوزرها تخلیه گردد (حداکثر زمان هوادهی از نیم ساعت بیشتر نباشد).
استفاده از هر نوع ماده شیمیایی به غیر از اسید فرمیک باعث آسیب جدی و از بین رفتن ممبران دیفیوزر میگردد.
حتما توجه داشته باشید که در زمان نصب میبایست از تمیز بودن و پاک کردن تمام لولهها، اتصالات و تمام سیستم هوادهی اطمینان حاصل نمود و قبل از نصب دیفیوزرها تمام خطوط انتقال بدون کوچکترین ذره خاک و براده باشد.
برای بالابردن بازدهی و طول عمردیفیوزرها، بهتر است، دو بار در سال فرآیند تمیز کاری و اسید شوری انجام شود.
به میزان هوادهی برای هر دیفیوزر که بر اساس آستانه تحمل محصول طراحی شده است دقت فرمایید.
سرویس منظم، فشار هوادهی دقیق و نگهداری اصولی از دیفیوزرها، عمر ممبران یا لایه غشایی را بالا برده و از کاهش عمر دیفیوزر جلوگیری مینماید.