Ontwerpmethoden voor het mengen van perslucht in plaats van mechanisch roeren

In de waterbehandelingstechniek vereisen eenheidsprocessen zoals coagulatietanks, flocculatietanks en onthardingsreactietanks een extreem hoge uniformiteit van watermenging. Traditioneel wordt het mengen bereikt door mechanische roerwerken te installeren. Echter, met de stijgende energiekosten en de implementatie van een 'dual{2}}koolstofbeleid', beginnen steeds meer projecten te proberen mechanische agitatie te vervangen door perslucht om doelstellingen op het gebied van energiebesparing en emissiereductie te bereiken. Dit artikel deelt de principes, berekeningsmethoden en toepassingswaarde van pneumatische mengtechnologie voor waterbehandelingsprofessionals.

Bij conventionele waterbehandelingsprocessen worden doorgaans schoep- of frame-roerders geïnstalleerd in mengtanks, flocculatietanks en onthardingsreactietanks. De motor drijft de peddels aan om te draaien, waardoor wervelingen en schuifbewegingen in het water ontstaan, waardoor een grondige menging van chemicaliën en ruw water wordt bevorderd. Mechanisch roeren heeft echter de volgende problemen:

1. Hoog energieverbruik

In grootschalige afvalwaterzuiveringsinstallaties- ligt het vermogen van mechanische roerwerken doorgaans tussen 2 en 15 kW, met lange bedrijfstijden en een hoog jaarlijks energieverbruik.

2. Hoge onderhoudskosten

Roerwerken omvatten meerdere gemakkelijk beschadigde componenten, zoals motoren, verloopstukken, koppelingen en waaiers. Dagelijks onderhoud en vervanging van onderdelen zijn tijd-rovend en arbeidsintensief-.

3. Ongelijkmatig stromingsveld in de tank

In sommige onregelmatig gevormde tanks of reactietanks met een groot volume- creëert mechanische roering gemakkelijk 'dode zones', wat resulteert in onbevredigende mengeffecten.

Daarom is het vinden van efficiëntere en energie-besparende roertechnologieën een trend geworden.

Persluchtroeren is een technologie die bellen genereert door perslucht in de bodem of wanden van de tank te brengen. Terwijl de luchtbellen in het water opstijgen, genereren ze een opwaartse luchtstroom en drijven ze tegelijkertijd het omringende water aan om een ​​circulerende stroom te vormen. Vergeleken met mechanisch roeren heeft pneumatisch roeren een aantal belangrijke voordelen: (1) Energiebesparing en lager verbruik; het is niet nodig om een ​​roerder met hoog-vermogen te installeren; er is slechts één luchtcompressor nodig voor gecentraliseerde luchttoevoer; (2) Geen mechanische slijtage; vrijwel geen onderhoud nodig; (3) Een uniformer stromingsveld; een redelijke verdeling van de bellen vermijdt "dode zones"; (4) Heeft ook een beluchtingsfunctie; bij sommige processen kan het de opgeloste zuurstof helpen verhogen. III. Berekening van het luchtvolume Veel projecten omvatten dit soort aanpassingen, maar vaak zonder enige wetenschappelijke basis, waarbij willekeurig een luchttoevoerleiding op het zwembad wordt aangesloten, wat resulteert in onbevredigende prestaties.

Veel projecten omvatten dit soort aanpassingen, maar vaak zonder enige wetenschappelijke basis, waarbij willekeurig een luchtbronleiding op de tank wordt aangesloten, wat resulteert in onbevredigende prestaties.

Het luchtvolume dat nodig is voor beluchten en mengen kan worden berekend met behulp van de volgende formule.

In de formule: Qa is het luchtdebiet dat nodig is voor beluchting en menging onder standaardomstandigheden, m³/min; Pt is het asvermogen van het originele roerwerk, kW, dat kan worden genomen als 0,75~0,90 van het motorvermogen; h is de waterdiepte bij de luchtverdeelinlaat, m.

De luchtdruk (overdruk) die nodig is voor beluchten en mengen kan worden berekend met behulp van de volgende formule.

In de formule: pc is de luchtdruk (manometerdruk) die nodig is voor beluchting en menging, kPa; Δph is de statische druk op waterdiepte, kPa, Δph=9.81 × h; Δpf is het drukverlies langs de pijpleiding en op lokale punten, kPa, dat kan worden berekend door te verwijzen naar de relevante inhoud in het artikel "Methods for Determining the Power and Pressure of Aeration Blowers" op dit openbare account via de link aan het einde van dit artikel; Δpd is het drukverlies van de luchtverdeelkop, kPa, dat kan worden geraadpleegd bij de fabrikant en bedraagt ​​doorgaans 3~15 kPa.

1. Bellendiameter en stijgende snelheid

Volgens de literatuur bedraagt ​​de diameter van de bel gewoonlijk ongeveer 5 mm, en is het luchtvolume doorgaans verantwoordelijk voor 10% van het vloeistofdebiet. Hoe kleiner de beldiameter, hoe langzamer de stijgsnelheid en hoe beter het vloeistofagitatie-effect, maar het energieverbruik van de perslucht is iets hoger; als de beldiameter te groot is, zal de mengefficiëntie afnemen.

2. Leidingen en luchtverdeelapparaat

De luchtverdeelkoppen moeten gelijkmatig worden verdeeld en er worden vaak poreuze buizen of microporeuze beluchtingskoppen gebruikt. Het ontwerp moet ervoor zorgen dat de bellen gelijkmatig in de tank worden verdeeld om lokale "kortsluitingen" te voorkomen.

3. Hydraulische kenmerken van het zwembad
In diepe poelen lijden luchtbellen tijdens het opstijgen grotere verliezen, waardoor er perslucht met een hogere-druk nodig is.

Samenvatting
In de context van 'dubbele koolstof' (koolstofdioxide, koolstofvastlegging en koolstofemissies) biedt persluchtagitatietechnologie waterzuiveringsinstallaties een zeer efficiënte, energie-besparende en- onderhoudsarme mengmethode. Door het luchtverbruik en de luchtdruk rationeel te berekenen, het ontwerp van de luchtverdeling te optimaliseren en de belgrootte te regelen, kan een uniformere menging dan mechanisch roeren worden bereikt, terwijl de bedrijfskosten aanzienlijk worden verlaagd. In de toekomst, met de ontwikkeling van intelligente besturingssystemen, wordt verwacht dat pneumatische menging wordt gekoppeld aan online monitoring van de waterkwaliteit, waardoor on-luchttoevoer en dynamische energiebesparingen mogelijk worden gemaakt, wat een groot toepassingspotentieel laat zien in gemeentelijke waterbehandeling, industrieel circulerend water en chemische reacties.