Microporous Aeration OxygenationPerformance

Ao amin'ny rafitra fanadiovana rano maloto, ny fizotran'ny aeration dia mitentina 45% ka hatramin'ny 75% amin'ny fanjifana angovo amin'ny tobim-pamokarana rano maloto manontolo, mba hanatsarana ny fahombiazan'ny famindrana oksizenina amin'ny fizotran'ny aeration, ny toeram-pitsaboana amin'izao fotoana izao dia matetika ampiasaina amin'ny microporous. rafitra aeration. Raha ampitahaina amin'ny rafitra aeration amin'ny bubbles lehibe sy antonony, ny rafitra aeration microporous dia afaka mitahiry 50% amin'ny fanjifana angovo. Na izany aza, eo amin'ny 20% hatramin'ny 30% ihany koa ny tahan'ny fampiasana oksizenina amin'ny fizotran'ny aeration azy. Fanampin'izany, betsaka kokoa ny faritra ao Shina mampiasa teknolojia fandotoana microporous amin'ny fikarakarana ny renirano maloto, saingy tsy misy fikarohana momba ny fomba hifidianana aeratora microporous ho an'ny toetry ny rano samihafa. Noho izany, ny fanatsarana ny microporous aerator oxygenation masontsivana fampisehoana ho an'ny tena famokarana sy ny fampiharana dia manan-danja lehibe.

Misy lafin-javatra maro izay misy fiantraikany amin'ny fampandehanana ny aeration microporous sy ny oxygenation, ny tena zava-dehibe dia ny habetsaky ny aeration, ny haben'ny pore ary ny fametrahana ny halalin'ny rano.

Amin'izao fotoana izao, vitsy kokoa ny fandalinana momba ny fifandraisana misy eo amin'ny fahombiazan'ny oxygenation ny aerator microporous sy ny haben'ny pore ary ny halalin'ny fametrahana ao an-trano sy any ivelany. Ny fikarohana dia mifantoka bebe kokoa amin'ny fanatsarana ny totalin'ny famindrana faobe oksizenina sy ny fahafahan'ny oxygenation, ary tsy miraharaha ny olana momba ny fanjifana angovo amin'ny fizotran'ny aeration. Raisinay ny fahombiazan'ny herin'ny teorika ho toy ny fanondroana fikarohana lehibe, miaraka amin'ny fahafahan'ny oxygenation sy ny fironana amin'ny fampiasana oksizenina, amin'ny voalohany dia manatsara ny habetsaky ny aeration, ny savaivony aperture ary ny halalin'ny fametrahana rehefa avo indrindra ny fahombiazan'ny aeration, mba hanomezana reference ho an'ny fampiharana. ny teknolojia aeration microporous amin'ny tetikasa tena izy.

1. Fitaovana sy fomba

1.1 Fametrahana fitsapana

Ny fanamboarana andrana dia natao tamin'ny Plexiglas, ary ny vatana lehibe dia D {{0}}. ).

Figure 1 Fametrahana fitiliana Aeration sy Oxygène

1.2 Fitaovana fitsapana

Aerator microporous, vita amin'ny membrane fingotra, savaivony 215 mm, habe 50, 100, 200, 500, 1 000 μm. sension378 benchtop dissolved oxygen tester, HACH, Etazonia. Gas rotor mikoriana metatra, isan-karazany 0 ~ 3 m3 / h, marina ± 0.2%. HC-S blower. Catalyst: CoCl2-6H2O, madio ara-panadihadiana; Deoxidant: Na2SO3, madio analytique.

1.3 Fomba fitsapana

Ny fitsapana dia natao tamin'ny fampiasana ny fomba static tsy mijanona, izany hoe, Na2SO3 sy CoCl{3}}H2O dia nozaraina voalohany ho an'ny deoxygenation nandritra ny fitsapana, ary natomboka ny aeration rehefa nihena ho {{5} ny oksizenina levona ao anaty rano. }. Voarakitra an-tsoratra ny fiovana amin'ny fatran'ny oksizenina levona ao anaty rano rehefa mandeha ny fotoana, ary nokajiana ny sandan'ny KLa. Nosedraina tamin'ny habetsahan'ny aeration samihafa (0) ny fahombiazan'ny oxygenation. 200, 500, 1,000 μm), ary ny halalin'ny rano samihafa (0,8, 1,1, 1,3, 1.5, 1.8, 2.0 m), ary natao koa ny fanondroana ny CJ/T 3015.2 -1993 "Famaritana ny fahombiazan'ny oksizenina rano madio ny aerator" sy ny fenitry ny fitsapana oksizenina rano madio any Etazonia.

2. Vokatra sy fifanakalozan-kevitra

2.1 Fitsipiky ny fitsapana

Ny foto-kevitra fototra amin'ny fitsapana dia mifototra amin'ny teorian'ny membrane roa sosona natolotr'i Whitman tamin'ny 1923. Ny fizotran'ny famindrana faobe oksizenina dia azo aseho amin'ny equation (1).

Aiza: dc/dt - tahan'ny fifindran'ny faobe, izany hoe, ny habetsahan'ny oksizenina nafindra isaky ny habetsahan'ny rano isaky ny ora iray, mg/(Ls).

KLa - totalin'ny fifindran'ny oksizenina amin'ny aerator amin'ny fepetra fitsapana, min-1 ;

C* - oksizenina levona tototry ny rano, mg/L.

Ct - oksizenina levona ao anaty rano amin'ny fotoanan'ny aeration t, mg/L.

Raha tsy eo amin'ny 20 degre ny mari-pana fitsapana, dia azo ampiasaina hanitsiana ny KLa ny equation (2) :

Ny fahafahan'ny oksizenina (OC, kg / h) dia aseho amin'ny equation (3).

Aiza: V - haavon'ny dobo aeration, m3.

Ny fampiasana oksizenina (SOTE, %) dia aseho amin'ny fika (4).

Aiza: q - haavon'ny aeration amin'ny toe-javatra mahazatra, m3/h.

Ny fahombiazan'ny hery teorika [E, kg / (kW-h)] dia aseho amin'ny alàlan'ny equation (5).

Aiza: P - herin'ny fitaovana aeration, kW.

Ny tondro ampiasaina matetika amin'ny fanombanana ny fahombiazan'ny oxygenation aerator dia ny totalin'ny oxygène transfer coefficient KLa, ny fahafahan'ny oxygenation OC, ny tahan'ny fampiasana oksizenina SOTE ary ny fahombiazan'ny hery teorika E [7]. Ny fanadihadiana efa misy dia nifantoka bebe kokoa tamin'ny fironana amin'ny totalin'ny oksizenina famindrana faobe, ny fahafahan'ny oxygenation ary ny fampiasana oksizenina, ary ny tsy fahampian'ny herin'ny teorika [8, 9]. Ny fahombiazan'ny herin'ny teorika, amin'ny maha-fanondrona fahombiazana tokana [10], dia afaka maneho ny olan'ny fanjifana angovo amin'ny fizotran'ny aeration, izay ifantohan'ity andrana ity.

2.2 Ny fiantraikan'ny aeration amin'ny fahombiazan'ny oxygenation

Ny fahombiazan'ny oxygenation amin'ny haavon'ny aeration samihafa dia nodinihina tamin'ny alàlan'ny aeration amin'ny 2 m ambany amin'ny aerator miaraka amin'ny habe 200 μm, ary ny valiny dia aseho amin'ny sary 2.

Fig. 2 Fiovaovan'ny K sy ny fampiasana oksizenina miaraka amin'ny tahan'ny aeration

Araka ny hita amin'ny sary 2, dia mitombo tsikelikely ny KLa miaraka amin'ny fitomboan'ny habetsahan'ny aeration. Izany dia satria ny lehibe kokoa ny aeration volume, ny lehibe kokoa ny entona-ranoka faritra mifandray ary ny ambony kokoa ny oxygenation fahombiazana. Etsy andaniny, hitan'ny mpikaroka sasany fa nihena ny tahan'ny fampiasana oksizenina tamin'ny fitomboan'ny habetsahan'ny aeration, ary nisy toe-javatra mitovy amin'izany hita tamin'ity andrana ity. Izany dia satria eo ambanin'ny halalin'ny rano iray, dia mitombo ny fotoana ipetrahan'ny bubbles ao anaty rano rehefa kely ny habetsaky ny aeration, ary maharitra ny fotoana fifandraisana amin'ny gazy; rehefa lehibe ny habetsahan'ny aeration, dia mahery ny fikorontanan'ny vatan'ny rano, ary ny ankamaroan'ny oksizenina dia tsy ampiasaina amin'ny fomba mahomby, ary amin'ny farany dia mivoaka avy eny ambonin'ny rano amin'ny endrika bubbles ho any amin'ny rivotra. Ny tahan'ny fampiasana oksizenina azo avy amin'ity andrana ity dia tsy avo raha oharina amin'ny literatiora, angamba noho ny haavon'ny reactor dia tsy dia avo loatra, ary betsaka ny oksizenina nandositra tsy nifandray tamin'ny tsanganana rano, ka nampihena ny tahan'ny fampiasana oksizenina.

Ny fiovaovan'ny fahombiazan'ny hery teorika (E) miaraka amin'ny aeration dia aseho amin'ny sary 3.

Fig. 3 Ny fahombiazan'ny hery ara-teorika mifanohitra amin'ny habetsahan'ny aeration

Araka ny hita ao amin'ny sary 3, ny fahombiazan'ny hery ara-teorika dia mihena tsikelikely miaraka amin'ny fitomboan'ny aeration. Izany dia satria mitombo ny tahan'ny famindrana oksizenina mahazatra miaraka amin'ny fampitomboana ny habetsaky ny aeration amin'ny fepetra sasany amin'ny halalin'ny rano, fa ny fitomboan'ny asa mahasoa lanin'ny blower dia manan-danja kokoa noho ny fitomboan'ny tahan'ny famindrana oksizenina mahazatra, noho izany ny fahombiazan'ny hery teorika. mihena miaraka amin'ny fitomboan'ny habetsahan'ny aeration ao anatin'ny isan'ny haavon'ny aeration nodinihina tamin'ny fanandramana. Manambatra ny fironana ao amin'ny Fig. 2 sy 3, dia hita fa ny fampandehanana oksizenina tsara indrindra dia tratra amin'ny habetsahan'ny aeration 0.5 m3/ora.

2.3 Ny fiantraikan'ny haben'ny pore amin'ny fahombiazan'ny oxygenation

Ny haben'ny pore dia misy fiantraikany lehibe amin'ny fiforonan'ny bubbles, ny haben'ny pore, ny haben'ny bubble. Ny bubbles amin'ny fampandehanana oksizenina ny fiantraikany dia miseho amin'ny lafiny roa: Voalohany, ny kely kokoa ny bubbles tsirairay, ny lehibe kokoa ny faritra manokana amin'ny ankapobeny, ny lehibe kokoa ny faritra mifandray amin'ny entona-ranoka, ny tsara kokoa amin'ny famindrana ny oksizenina; Faharoa, ny lehibe kokoa ny bubbles, ny matanjaka kokoa ny anjara asan'ny manetsika ny rano, ny entona-ranoka mifangaro eo amin'ny haingana kokoa, ny tsara kokoa ny vokatry ny oxygenation. Matetika ny teboka voalohany amin'ny fizotran'ny famindrana faobe dia mitana anjara toerana lehibe. Ny andrana dia ny habetsahan'ny aeration napetraka ho 0.5 m3/ora, mba hijerena ny fiantraikan'ny haben'ny mason-koditra eo amin'ny KLa sy ny fampiasana oksizenina, jereo ny sary 4.

Sary

Araka ny hita amin'ny sary 4, dia nihena ny fampiasana KLa sy ny oksizenina miaraka amin'ny fitomboan'ny haben'ny pore. Eo ambanin'ny fepetra mitovy amin'ny halalin'ny rano sy ny haavon'ny rivotra, ny KLa an'ny 50 μm aperture aerator dia in-telo eo ho eo amin'ny an'ny 1,000 μm aperture aerator. Noho izany, rehefa apetraka ao anaty rano lalina ny aerator, ny kely kokoa ny aperture ny fahafahan'ny oxygenation aerator sy ny fampiasana oksizenina dia lehibe kokoa.

Ny fiovaovan'ny fahombiazan'ny herin'ny teorika amin'ny haben'ny pore dia aseho amin'ny sary 5.

Fig. 5 Ny fahombiazan'ny herin'ny teorika vs

Araka ny hita amin'ny sary 5, ny fahombiazan'ny hery ara-teorika dia mampiseho fironana mitombo ary avy eo mihena miaraka amin'ny fitomboan'ny haben'ny aperture. Izany dia satria amin'ny lafiny iray, ny aerator kely aperture dia manana KLa lehibe kokoa sy fahaiza-manao oksizenina, izay mety amin'ny oxygenation. Amin'ny lafiny iray, mitombo ny fahaverezan'ny fanoherana eo ambanin'ny halalin'ny rano iray miaraka amin'ny fihenan'ny savaivony aperture. Rehefa lehibe kokoa noho ny andraikitry ny famindrana faobe oksizenina ny fihenan'ny haben'ny mason-koditra amin'ny fahaverezan'ny fanoherana ny fiantraikan'ny fampiroboroboana, dia hihena ny fahombiazan'ny hery teorika amin'ny fampihenana ny haben'ny pore. Noho izany, rehefa kely ny savaivony aperture dia hitombo ny fahombiazan'ny hery ara-teorika amin'ny fitomboan'ny savaivony aperture, ary ny savaivony aperture ny 200 μm hahatratra ny ambony indrindra sanda 1.91 kg / (kW-h); rehefa ny savaivony aperture> 200 μm, ny fahaverezan'ny fanoherana amin'ny dingan'ny aeration dia tsy mitana anjara toerana lehibe amin'ny fizotran'ny aeration, ny KLa sy ny fahafahan'ny oxygenation miaraka amin'ny fitomboan'ny savaivony aperture amin'ny aerator dia hihena, ary noho izany, ny teorika. Ny fahombiazan'ny herinaratra dia mampiseho fironana midina lehibe.

2.4 Ny fiantraikan'ny halalin'ny rano amin'ny fampandehanana oksizenina

Ny halalin'ny rano izay ametrahana ny aerator dia misy fiantraikany lehibe amin'ny fiantraikan'ny aeration sy ny oxygenation. Latsaky ny 2 m ny lasibatry ny fandinihana andrana. Ny halalin'ny aerator dia nofaritana tamin'ny halalin'ny ranon'ny dobo. Ny fandalinana efa misy dia mifantoka indrindra amin'ny halalin'ny aerator (izany hoe, apetraka eo amin'ny fanambanin'ny dobo ny aerator, ary mitombo ny halalin'ny rano amin'ny fampitomboana ny rano), ary ny fitsapana dia mifantoka indrindra amin'ny halalin'ny fametrahana ny rano. aerator (izany hoe, ny habetsahan'ny rano ao amin'ny dobo dia tazonina tsy tapaka, ary ny haavon'ny fametrahana ny aerator dia amboarina mba hahitana ny halalin'ny rano tsara indrindra ho an'ny fiantraikany amin'ny rivotra), ary ny fiovan'ny KLa sy oksizenina Ny fampiasana miaraka amin'ny halalin'ny rano dia aseho amin'ny sary 6.

Sary

Ny sary 6 dia mampiseho fa miaraka amin'ny fitomboan'ny halalin'ny rano, ny fampiasana KLa sy ny oksizenina dia mampiseho fironana mitombo mazava tsara, miaraka amin'ny KLa tsy mitovy amin'ny avo efatra heny amin'ny 0.8 m ny halalin'ny rano ary 2 m ny halalin'ny rano. Izany dia satria ny lalindalina kokoa ny rano, ny lava kokoa ny fotoana ipetrahan'ny bubbles ao amin'ny tsanganana rano, ny ela ny fotoana mifandray amin'ny entona-ranoka, ny tsara kokoa ny famindrana oksizenina vokany. Noho izany, arakaraky ny ametrahana ny aerator lalindalina kokoa ny fahafahan'ny oksizenina sy ny fampiasana oksizenina. Saingy ny fametrahana ny halalin'ny rano dia mitombo miaraka amin'izay koa ny fahaverezan'ny fanoherana, mba handresena ny fahaverezan'ny fanoherana, dia ilaina ny mampitombo ny habetsahan'ny aeration, izay tsy azo ihodivirana hitarika amin'ny fitomboan'ny fanjifana angovo sy ny fandaniana amin'ny asa. Noho izany, mba hahazoana ny halalin'ny fametrahana tsara indrindra dia ilaina ny manombatombana ny fifandraisana misy eo amin'ny fahombiazan'ny herin'aratra sy ny halalin'ny rano, jereo ny tabilao 1.

Ny tabilao 1 dia mampiseho fa ambany dia ambany ny fahombiazan'ny hery ara-teorika amin'ny halalin'ny fametrahana 0.8 m, miaraka amin'ny 0 ihany.5 kg/(kW-h), ka tsy mety ny fampidinana rano marivo. Fametrahana ny rano halalin'ny 1.1 ~ 1.5 m isan-karazany, noho ny fitomboana manan-danja amin'ny oxygenation fahafahana, raha ny aerator amin'ny fanoherana ny vokany dia tsy miharihary, ka ny teorika hery fahombiazana mitombo haingana. Rehefa mitombo hatrany ny halalin'ny rano ho 1,8 m, ny fiantraikan'ny fahaverezan'ny fanoherana eo amin'ny fahombiazan'ny oxygenation dia mihamitombo hatrany, ka mahatonga ny fitomboan'ny fahombiazan'ny hery ara-teorika dia mihamitombo, saingy mbola mampiseho fironana mitombo, ary amin'ny fametrahana. amin'ny halalin'ny rano 2 m, ny fahombiazan'ny herin'ny teorika dia mahatratra 1,97 kg / (kW-h ambony indrindra). Noho izany, ho an'ny fantsona <2 m, ny aeration ambany dia tiana ho an'ny oxygenation tsara indrindra.

Famaranana

Mampiasa ny fomba static tsy mijanona ho an'ny microporous aeration mazava rano oxygenation fitsapana, amin'ny fitsapana ny rano lalina (< 2 m) and pore size (50 ~ 1 000 μm) conditions, the total oxygen mass transfer coefficient KLa and oxygen utilisation increased with the installation of the water depth; with the increase in pore size and decreased. In the process of increasing the aeration volume from 0.5 m3/h to 3 m3/h, the total oxygen mass transfer coefficient and oxygenation capacity gradually increased, and the oxygen utilisation rate decreased.

Ny fahombiazan'ny hery teorika no hany famantarana ny fahombiazany. Amin'ny toe-javatra fitsapana, mitombo ny fahombiazan'ny hery teorika miaraka amin'ny aeration sy ny fametrahana ny halalin'ny rano, miaraka amin'ny fitomboan'ny aperture voalohany dia mitombo ary avy eo mihena. Ny fametrahana ny halalin'ny rano sy ny aperture dia tokony ho fitambarana mety mba hahatonga ny fampandehanana oksizenina hahatratra ny tsara indrindra, amin'ny ankapobeny, ny halalin'ny fifantenana rano amin'ny aperture aerator no lehibe kokoa.

Ny valin'ny fitsapana dia manondro fa tsy tokony hampiasaina ny rano marivo. Amin'ny halalin'ny fametrahana 2 m, ny habetsahan'ny aeration 0.5 m3/h sy ny aerator iray manana habe 200 μm dia nahatonga ny herin'ny teorika ambony indrindra amin'ny 1,97 kg/(kW-h).