यांत्रिक उत्तेजना के बजाय संपीड़ित वायु मिश्रण के लिए डिज़ाइन विधियाँ

जल उपचार इंजीनियरिंग में, जमाव टैंक, फ्लोक्यूलेशन टैंक और नरम प्रतिक्रिया टैंक जैसी इकाई प्रक्रियाओं के लिए पानी के मिश्रण की अत्यधिक उच्च एकरूपता की आवश्यकता होती है। परंपरागत रूप से, यांत्रिक आंदोलनकारी स्थापित करके मिश्रण प्राप्त किया जाता है। हालाँकि, बढ़ती ऊर्जा लागत और "दोहरी -कार्बन" नीतियों के कार्यान्वयन के साथ, अधिक से अधिक परियोजनाएँ ऊर्जा संरक्षण और उत्सर्जन में कमी के लक्ष्यों को प्राप्त करने के लिए यांत्रिक आंदोलन को संपीड़ित हवा से बदलने का प्रयास करने लगी हैं। यह लेख जल उपचार पेशेवरों के लिए वायवीय मिश्रण प्रौद्योगिकी के सिद्धांतों, गणना विधियों और अनुप्रयोग मूल्य को साझा करता है।

पारंपरिक जल उपचार प्रक्रियाओं में, पैडल या फ्रेम आंदोलनकारी आमतौर पर मिश्रण टैंक, फ्लोक्यूलेशन टैंक और नरम प्रतिक्रिया टैंक में स्थापित किए जाते हैं। मोटर पैडल को घुमाने के लिए प्रेरित करती है, जिससे पानी में भंवर और कतरनी पैदा होती है, जिससे रसायनों और कच्चे पानी के पूरी तरह से मिश्रण को बढ़ावा मिलता है। हालाँकि, यांत्रिक आंदोलन में निम्नलिखित समस्याएं हैं:

1. उच्च ऊर्जा खपत

बड़े पैमाने पर अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों में, यांत्रिक आंदोलनकारियों की शक्ति आम तौर पर 2 से 15 किलोवाट के बीच होती है, जिसमें लंबे समय तक संचालन समय और उच्च वार्षिक बिजली खपत होती है।

2. उच्च रखरखाव लागत

आंदोलनकारियों में मोटर, रेड्यूसर, कपलिंग और इम्पेलर्स जैसे कई आसानी से क्षतिग्रस्त घटक शामिल होते हैं। दैनिक रखरखाव और पुर्जों को बदलने में बहुत समय लगता है{{1}और इसमें मेहनत भी ज्यादा लगती है।

3. टैंक में असमान प्रवाह क्षेत्र

कुछ अनियमित आकार के टैंकों या बड़ी मात्रा वाले प्रतिक्रिया टैंकों में, यांत्रिक हलचल आसानी से "मृत क्षेत्र" बनाती है, जिसके परिणामस्वरूप असंतोषजनक मिश्रण प्रभाव होता है।

इसलिए, अधिक कुशल और ऊर्जा बचाने वाली आंदोलन प्रौद्योगिकियों को खोजना एक चलन बन गया है।

संपीड़ित वायु आंदोलन एक ऐसी तकनीक है जो टैंक की तली या दीवारों में संपीड़ित हवा डालकर बुलबुले उत्पन्न करती है। जैसे ही हवा के बुलबुले पानी में उठते हैं, वे ऊपर की ओर हवा का प्रवाह उत्पन्न करते हैं, साथ ही आसपास के पानी को एक परिसंचारी प्रवाह बनाने के लिए प्रेरित करते हैं। यांत्रिक आंदोलन की तुलना में, वायवीय आंदोलन के कई महत्वपूर्ण फायदे हैं: (1) ऊर्जा की बचत और कम खपत; उच्च - शक्ति वाले एजिटेटर को स्थापित करने की कोई आवश्यकता नहीं है, केंद्रीकृत वायु आपूर्ति के लिए केवल एक एयर कंप्रेसर की आवश्यकता है; (2) कोई यांत्रिक घिसाव नहीं; वस्तुतः कोई रखरखाव की आवश्यकता नहीं है; (3) अधिक समान प्रवाह क्षेत्र; उचित बुलबुला वितरण "मृत क्षेत्रों" से बचाता है; (4) एक वातन कार्य भी है; कुछ प्रक्रियाओं में, यह घुलित ऑक्सीजन को बढ़ाने में मदद कर सकता है। तृतीय. वायु मात्रा की गणना कई परियोजनाओं में इस प्रकार का संशोधन शामिल होता है, लेकिन अक्सर बिना किसी वैज्ञानिक आधार के, मनमाने ढंग से वायु आपूर्ति पाइप को पूल में जोड़ दिया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप असंतोषजनक प्रदर्शन होता है।

कई परियोजनाओं में इस प्रकार का संशोधन शामिल होता है, लेकिन अक्सर बिना किसी वैज्ञानिक आधार के, मनमाने ढंग से वायु स्रोत पाइप को टैंक में जोड़ दिया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप असंतोषजनक प्रदर्शन होता है।

वातन और मिश्रण के लिए आवश्यक वायु की मात्रा की गणना निम्न सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है।

सूत्र में: क्यूए मानक परिस्थितियों में वातन और मिश्रण के लिए आवश्यक वायु प्रवाह दर है, एम³/मिनट; पीटी मूल आंदोलनकारी, किलोवाट की शाफ्ट शक्ति है, जिसे मोटर शक्ति के 0.75 ~ 0.90 के रूप में लिया जा सकता है; एच वायु वितरण इनलेट पर पानी की गहराई है, मी।

वातन और मिश्रण के लिए आवश्यक वायु दाब (गेज दबाव) की गणना निम्न सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है।

सूत्र में: पीसी वातन और मिश्रण के लिए आवश्यक वायु दबाव (गेज दबाव) है, केपीए; Δph पानी की गहराई पर स्थिर दबाव है, kPa, Δph=9.81 × h; Δpf पाइपलाइन और स्थानीय बिंदुओं पर दबाव हानि, kPa है, जिसकी गणना इस लेख के अंत में लिंक के माध्यम से इस सार्वजनिक खाते पर "एरेशन ब्लोअर की शक्ति और दबाव निर्धारित करने के तरीके" लेख में प्रासंगिक सामग्री का संदर्भ देकर की जा सकती है; Δpd वायु वितरण शीर्ष, kPa का दबाव हानि है, जिसके बारे में निर्माता से परामर्श किया जा सकता है और यह आम तौर पर 3~15 kPa है।

1. बुलबुले का व्यास और बढ़ता वेग

साहित्य के अनुसार, बुलबुले का व्यास आमतौर पर लगभग 5 मिमी होता है, और हवा की मात्रा आम तौर पर तरल प्रवाह दर का 10% होती है। बुलबुले का व्यास जितना छोटा होगा, बढ़ने का वेग उतना ही धीमा होगा, और तरल आंदोलन प्रभाव उतना ही बेहतर होगा, लेकिन संपीड़ित वायु ऊर्जा की खपत थोड़ी अधिक होगी; यदि बुलबुले का व्यास बहुत बड़ा है, तो मिश्रण दक्षता कम हो जाएगी।

2. पाइपिंग और वायु वितरण उपकरण

वायु वितरण शीर्षों को समान रूप से वितरित किया जाना चाहिए, और छिद्रपूर्ण पाइप या माइक्रोपोरस वातन शीर्षों का आमतौर पर उपयोग किया जाता है। डिज़ाइन को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि स्थानीय "शॉर्ट सर्किट" से बचने के लिए बुलबुले टैंक में समान रूप से वितरित हों।

3. पूल हाइड्रोलिक विशेषताएँ
गहरे पूलों के लिए, चढ़ाई के दौरान हवा के बुलबुले को अधिक नुकसान होता है, इसलिए उच्च दबाव वाली संपीड़ित हवा की आवश्यकता होती है।

सारांश
"दोहरे कार्बन" (कार्बन डाइऑक्साइड, कार्बन पृथक्करण और कार्बन उत्सर्जन) के संदर्भ में, संपीड़ित वायु आंदोलन तकनीक जल उपचार संयंत्रों को अत्यधिक कुशल, ऊर्जा की बचत करने वाली और कम रखरखाव वाली मिश्रण विधि प्रदान करती है। हवा की खपत और दबाव की तर्कसंगत गणना करके, वायु वितरण डिजाइन को अनुकूलित करके और बुलबुले के आकार को नियंत्रित करके, यांत्रिक आंदोलन की तुलना में अधिक समान मिश्रण प्राप्त किया जा सकता है, जबकि परिचालन लागत में काफी कमी आती है। भविष्य में, बुद्धिमान नियंत्रण प्रणालियों के विकास के साथ, वायवीय मिश्रण को ऑनलाइन जल गुणवत्ता निगरानी के साथ जोड़ने की उम्मीद है, जिससे मांग पर वायु आपूर्ति और गतिशील ऊर्जा बचत सक्षम होगी, जो नगरपालिका जल उपचार, औद्योगिक परिसंचारी जल और रासायनिक प्रतिक्रियाओं में महान अनुप्रयोग क्षमता दिखाती है।