جایگاه هواده در تصفیه خانه‌ها

بهبود تصفیه فاضلاب با استفاده از هواده های سطحی

با افزایش جمعیت انسانی و افزایش فعالیت های صنعتی و کشاورزی، کیفیت آب به یکی از رایج ترین مسائل زیست محیطی و بهداشتی قرن بیست و یکم تبدیل شده است. تصفیه کارآمد فاضلاب یکی از ارکان اصلی ایمنی آب می باشد. برای حفاظت از تنوع زیستی، پایداری اکوسیستم و ایمنی بهداشتی، باید تا حد امکان از روش‌های کارآمد تصفیه آب استفاده شود.

شایع‌ترین و پایدارترین منبع آلودگی آب، مواد آلی هستند که از فاضلاب، پساب‌های خانگی و روان آب کشاورزی ناشی می‌شوند. بسیاری از منابع صنعتی مانند فاضلاب کشتارگاه ها، کارخانه های صنعتی و فاضلاب کارخانه های کاغذ نیز دارای ترکیبات کربنی و نیتروژنی بالایی هستند.

هنگامی که فاضلاب تصفیه نشده وارد آب های طبیعی – نهرها، رودخانه ها، دریاچه ها و دریاها می شود، می تواند به سرعت میزان  اکسیژن محلول درآب (DO) را از طریق فعالیت میکروبی نامطلوب تخلیه کند. هیپوکسی و آنکسی علل اصلی اختلالات اکوسیستم آبی در سراسر جهان هستند که منجر به رویدادهای فاجعه آمیز می شود – از مرگ ماهی ها در رودخانه ها گرفته تا مناطق بدون اکسیژن در دریاها، که خالی از حیات می باشد.

همچنین، افزایش مواد آلی می تواند در حوضچه ها و دریاچه های مصنوعی مشکل ایجاد کند و کیفیت آب این سیستم های حساس و اغلب نامتعادل آبی را به خطر بیندازد.

چگونه هیپوکسی و آنوکسی در آب رخ می دهد؟

به طور طبیعی، اکسیژن از طریق چندین مکانیسم به آب اضافه می شود: تولید اکسیژن توسط فتوسنتزگیاهان و جلبک ها ، عمل باد، جریان طبیعی آب و برخورد با محیط (به عنوان مثال، برخورد با سنگ). این مساله در درک بهتر نحوه عملکرد سیستم های هوادهی اهمیت دارد.

در صورتی که کاهش اکسیژن به زیر سطحی برسد که موجودات زنده برای زنده ماندن به آن احتیاج دارند فروپاشی اکوسیستم رخ خواهد داد.

دو مرحله کاهش اکسیژن در سیستم های آبی وجود دارد:

یک اکوسیستم آبی سالم به طور متوسط ​​80-120٪ DO (6.5-8 میلی گرم در لیتر) دارد.

سیستم Hypoxic یا Dysoxic یک سیستم آبی است که 1-30٪ اشباع اکسیژن دارد. ماهی ها نمی توانند کمتر از 30 درصد DO را تحمل کند.

سیستم آنوکسیک 0% اشباع دارد – فاقد اکسیژن می باشد.

در حال حاضر، تمام خطوط ساحلی پرجمعیت تمام قاره ها درجاتی از هیپوکسی را تجربه می کنند.

کاهش اکسیژن Eutrophication

رایج ترین مکانیسم بیولوژیکی کاهش اکسیژن، اوتروفیکاسیون نامیده می شود و در چند مرحله رخ می دهد:

هنگامی که پساب غنی از مواد آلی وارد سیستم آبی می شود.اگر دما و شوری مطلوب باشد، میکروارگانیسم‌هایی که از اجزای پساب تغذیه می‌کنند شروع به تکثیر تصاعدی می‌کنند.

جلبک ها معمولاً اولین موجوداتی هستند که شروع به استفاده از هجوم مواد مغذی می کنند که اصطلاحا منجر به شکوفایی جلبکی می شود.

جلبک های سبز که تکثیر می شوند می توانند در طول روز اکسیژن تولید کنند. با این حال، آنها در طول شب در فرآیند تنفس اکسیژن مصرف می کنند.

ارگانیسم های وابسته به اکسیژن هوازی – از جمله جلبک ها – از هیپوکسی می میرند و به پایین سیستم آبی سقوط می کنند و تجزیه می شوند و اکسیژن محلول را بیشتر مصرف می کنند.

در نتیجه کل سیستم آبی سقوط می کند و تنها باکتری های بی هوازی که به اکسیژن نیاز ندارند قادر به زنده ماندن هستند.

تخریب مواد آلی توسط موجودات بی هوازی به آهستگی  صورت می پذیرد،این تخریب مواد آلی باعث انتشار گازهایی می شود و در نتیجه تولید بوی بد می کند.

اوتروفیکاسیون و کاهش اکسیژن به طور طبیعی در آب های راکد در زمانی که شرایط مساعد باشد نیز رخ می دهد.

اهمیت اکسیژن محلول در حوضچه ها و تالاب های فاضلاب:

ذکر این نکته بسیاراهمیت دارد که حوض‌های فاضلاب و تالاب‌ها نیز به سطح کافی اکسیژن برای حمایت از میکروارگانیسم‌های هوازی نیاز دارند که آلودگی را به سرعت ، بدون بوهای نامطبوع و محصولات جانبی مشکل‌ساز از نظر محیطی حذف ‌کنند.

حوضچه های تصفیه آب  باید همیشه حداقل سطح DO 2.0 میلی گرم در لیتر را در کل حوضچه حفظ کنند تا بتوانند تصفیه هوازی داشته باشند.

حوضچه های تصفیه آب بی هوازی وجود دارند، اما استفاده از این حوضچه ها بسیار قدیمی است و فقط در شرایط خاص استفاده می شوند .

خوشبختانه، راه حل های فنی موثری برای مقابله با مشکل هیپوکسی وجود دارد. هوادهی فرآیندی است برای افزایش فعال محتوای اکسیژن محلول در آب برای بهبود خواص و ظرفیت های تصفیه آن – با حمایت از موجودات هوازی که آب را تمیز می کنند.

هوادهی فعال توسط سیستم های هوادهی – هواده ها انجام می شود.

چگونه اکسیژن محلول در آب را اندازه گیری کنیم؟

اکسیژن محلول با استفاده از سنسور DO کالیبره شده اندازه گیری می شود. سنسور مستقیماً در آب قرار می گیرد و مقدار DO را بر حسب درصد (%DO) و واحدهای متریک (میلی گرم اکسیژن در لیتر آب، میلی گرم در لیتر) اندازه گیری می کند.

چگونه هوادهی آب را تمیز می کند و کیفیت آب را بهبود می بخشد؟

هواده های مکانیکی آب با تقلید از وسایل مکانیکی طبیعی هوادهی مانند باد، از نیروی موتور برای به هم زدن سطح آب و وارد کردن اکسیژن اتمسفر به آب استفاده می کنند و در نتیجه غلظت DO آب را افزایش می دهند.

میکروارگانیسم های آبی که از مواد زائد کربن دار و نیتروژنی تغذیه می کنند شروع به تولید مثل می کنند و تعداد آنها به طور تصاعدی افزایش می یابد. با این حال، آنها نمی توانند اکسیژن را تخلیه کنند زیرا به طور مصنوعی توسط یک هواده در فواصل منظم اکسیژن به داخل آب تزریق می شود، بنابراین فعالیت میکروبی تا زمانی ادامه می یابد که موجودات تقریباً تمام غذای خود را مصرف کنند و در این فرآیند آب را تمیزمی کنند.

هوادهی در سیستم‌های آبی مصنوعی برای حمایت از زندگی آبزیان (به عنوان مثال در آکواریوم‌ها، استخرهای ماهی)، یا برای کمک به تصفیه فاضلاب میکروبی استفاده می‌شود.

با این حال، گاهی اوقات هوادهی به تنهایی کافی نیست. از آنجایی که میکروارگانیسم‌های مورد نیاز معمولاً در مخازن و تالاب‌های فاضلاب وجود ندارند یا تعداد آنها کافی نیست، از طریق فرآیند لجن فعال به آب اضافه می‌شوند.

فرآیند لجن فعال  ترکیبی از هوادهی مصنوعی و یک فرآیند میکروبیولوژیکی (تعلیق باکتری ها و تک یاخته ها) برای تصفیه فاضلاب می باشد. مخزن هوادهی اولین جزء سیستم و مکانی است که بیشترین عمل اکسیداسیون در آن رخ می دهد. به دنبال آن مخزن ته نشینی قرار می گیرد که برای جداسازی لخته های بیولوژیکی می باشد. از آنجا، لخته را می توان جدا کرد و دوباره مورد استفاده قرار داد یا بیشتر تخریب کرد، در حالی که آب کاملاً تصفیه شده می تواند دوباره وارد یک سیستم طبیعی شود یا در موارد دیگر استفاده شود.

انواع هوادهی

انواع مختلفی از هوادهی وجود دارد که هر کدام مزایا و محدودیت های خود را دارند.

هوادهی طبیعی شامل:

هوادهی گیاهان و جلبک ها : موجودات حاوی کلروفیل در حضور نور خورشید اکسیژن تولید می کنند. با این حال، آنها مجبورند از اکسیژن در شب استفاده کنند، بنابراین سیستم های آبی که دارای جلبک یا گیاهان بیش از حد هستند، به جای غنی شدن، از اکسیژن تهی می شوند.

عمل باد : باد سطح آب را می شکند و اجازه می دهد تا اکسیژن وارد سیستم آبی شود.

هوادهی مصنوعی شامل:

 هواده های مکانیکی ، هوادهی سطحی را فراهم می کنند بنابراین به آنها هواده سطحی نیز می گویند. مشابه با باد، سطح آب را به هم می زند تا باعث پاشش، امواج و قطرات پاشیده شود و اجازه می دهد تا اکسیژن وارد آب شود.

چند نوع اصلی هواده مکانیکی وجود دارد:

هواکش های سطحی با سرعت کم

هواکش های سطحی شناور

هواده موتور شناور

هواده های چرخ پارویی

و فواره ها

هوادهی پراکنده، هوادهی زیرسطحی است. هواده های پخش شده به یک سری دمنده های زیر آب برای وارد کردن هوا به سیستم آبی متکی هستند.

انواع اصلی هواده های زیرسطحی شامل هواده های درشت حباب دار، هواده های حباب ریز و هواده های جت می باشد.

این هواده های مصنوعی برای مدیریت فاضلاب شهری، صنعتی و کشاورزی و همچنین برای احیای، تثبیت شیمیایی یا حفظ آب های کوچک راکد مورد استفاده قرار می گیرند.

واضح است که هواده ها اجزای کلیدی فرآیندهای تصفیه فاضلاب هستند.

با این حال، همه هواده ها برابر نیستند – و همه انواع برای همه اهداف مناسب نیستند. انتخاب نوع هواده به پارامترهای فنی، سازگاری ساخت و ساز با سیستم آبی در ذهن و الزامات نگهداری بستگی دارد.

هواکش‌های سطحی همه کاره هستند و می‌توانند برای تصفیه فاضلاب کشاورزی و همچنین در محیط‌های مختلف صنعتی – تصفیه فاضلاب صنایع غذایی، صنایع کاغذ و خمیر کاغذ و حتی صنایع پتروشیمی استفاده شوند.

هواکش های سطحی طراحی ساده ای دارند ودر زوایای 45 درجه جوش داده شده است.

مزیت دیگر هواده ها هزینه نگهداری پایین است. علاوه بر بررسی عملکرد دوره‌ای، هواکش‌های سطحی مانند هواده‌های پخش شده زیرسطحی به بازرسی و تمیز کردن منظم و جدی نیاز ندارند.

هوادهی سطحی سرعت تبخیر را افزایش می دهد و گرما به این تبخیر می افزاید. تبخیر بیش از حد می تواند تأثیر نامطلوبی بر فرآیند اکسیژن رسانی و سایر عوامل کیفیت آب داشته باشد.

راندمان هواکش – سرعت انتقال اکسیژن هواکش سطحی چیست؟

نرخ انتقال اکسیژن (OTR) جرم اکسیژنی است که توسط دستگاه هواده در واحد زمان منتقل می شود. این یک پارامتر فنی مهم برای ارزیابی هواده  و متغیر کلیدی برای طراحی هواده، و یکی از شاخص‌های اصلی کارایی هواده است.

انواع خاصی از هواده ها دارای مقادیر OTR خاصی هستند. به طور کلی هواکش های سطحی دارای OTR بالایی هستند. با این حال، پیشرفت های طراحی می تواند OTR را حتی فراتر از این سطح مورد انتظار بهبود بخشد.

به طور خلاصه

سطح اکسیژن محلول (DO) شاید مهمترین شاخص کیفیت آب و توانایی آن در حمایت از زندگی آبزیان باشد.

آلودگی ناشی از فاضلاب، پساب های صنعتی و کشاورزی با هدایت فرآیندهایی که سیستم آبی را از اکسیژن تخلیه می کند و منجر به فروپاشی بیولوژیکی آن می شود، بر سطح DO تأثیر منفی می گذارد.

هوادهی فعال آب فرآیند غنی سازی آب با اکسیژن اتمسفر از طریق سیستم های هواده مناسب است.

از هواکش ها می توان برای حفظ کیفیت آب در حوضچه های دست ساز یا برای تصفیه فاضلاب در حوضچه ها و تالاب ها استفاده کرد.

چندین نوع اصلی و بسیاری از انواع فرعی هواده وجود دارد. انتخاب یک هواکش به نوع سیستم آبی، شاخص های عملکرد هواده مانند نرخ انتقال اکسیژن (OTR)، نیازهای تعمیر و نگهداری و کیفیت کلی محصول بستگی دارد.

هواکش های سطحی همه کاره هستند، نگهداری آسان و OTR بالایی دارند.

اگرچه مقادیر متوسط ​​OTR و سایر شاخص‌ها برای انواع هواکش تعریف شده است، تنظیم دقیق طراحی می‌تواند این ویژگی‌ها را افزایش دهد.

هواده یکی از محصولات شرکت ماشین سازی نورمندی در کنار دیگر محصولات این مجموعه از جمله کلاسیفایر، آشغالگیر ریز دانه، دستگاه نمونه بردار خودکار، اسکروتوربین، دریچه آب بند، اسکروپمپ، آشغالگیر، اسکروکامپکتور، اسلاج اسکروپرس، انتقال دهنده پیچوار، پکیج تصفیه فاضلاب، پل لایروب، آشغالگیر دستی و دستگاه مولتی رک اسکرین می‌باشد. 
وجود هواده در ایستگاه‌های پمپاژ و تصفیه خانه ها ضروری است. با توجه به تغییر شرایط جوی و احتمال کمبود آب برای جلوگیری از بحران آب و خشکسالی باید به تصفیه فاضلاب و تصفیه لجن اهمیت داد و در  راستای نگهداری این سرمایه ها کوشید.

جهت مشاهده اطلاعات مربوط به این محصول اینجا کلیک کنید.