در فرایندهای تصفیه بیولوژیکی هوازی، تصفیه فاضلاب از طریق تجزیه مواد آلی توسط میکروارگانیسم‌ها صورت می‌گیرد. این عمل نیاز به وجود اکسیژن برای این باکتری‌ها دارد. اکسیژن دهی به میکروارگانیسم‌ها برای انجام تصفیه هوازی فاضلاب از طریق تولید هوا به وسیله پمپ‌های هواده (بلوئرهای هوادهی) صورت گرفته و به وسیله دیفیوزرها به اشکال مختلف به فاضلاب وارد می‌شود. در ادامه این مقاله با دیفیوزر تصفیه فاضلاب ، انواع و کاربرد آن آشنا می‌شوید.
دیفیوزر تصفیه فاضلاب چیست؟
دیفیوزرها تجهیزاتی هستند که قادر به تولید حباب‌های هوا در دو دسته بندی کلی حباب ریز و حباب درشت هستند. این تجهیزات معمولاً از غشاهای لاستیکی یا عناصر سرامیکی تولید میشوند و معمولاً با اتصال به یک سیستم لوله‌کشی متصل به یک دستگاه دمنده هوا، اکسیژن را به فاضلاب وارد میکنند. دیفیوزرها به اشکال متداول، دیسکی، لوله‌ای و صفحه‌ای به فروش می‌رسند؛ هرچند تکنولوژی‌های دیگری در زمینه تزریق هوا به فاضلاب وجود دارد. این تکنولوژی‌ها شامل هواده‌های مکانیکی (مخلوط‌کننده‌های با سرعت کم یا زیاد، هواده‌های مستغرق و سطحی)، هواده‌های جت (ونتوری) و هواده‌های پارویی هستند.
انواع دیفیوزر تصفیه فاضلاب
دیفیوزرهای هوادهی از تجهیزات پر استفاده و کلیدی در فرآیندهای تصفیه فاضلاب هستند که با تزریق اکسیژن به فاضلاب، شرایط لازم برای فعالیت میکروارگانیسم‌های هوازی را فراهم میکنند. این تجهیزات به منظور استفاده در شرایط و کاربردهای مختلف، در انواع گوناگونی طراحی و تولید میشوند که هر یک ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند. در ادامه، به بررسی انواع اصلی دیفیوزرها و ویژگی‌های آن‌ها می پردازیم.
محصول پیشنهادی: سپتیک تانک
1. دیفیوزرهای حباب ریز و حباب درشت
یکی از دسته بندی های اصلی دیفیوزرها، بر اساس اندازه حباب‌های تولیدی است که به دو دسته حباب ریز و حباب درشت تقسیم میشوند. انتخاب نوع دیفیوزر به نیازهای فرآیند تصفیه و طراحی سیستم وابسته است.
دیفیوزرهای حباب ریز: این دیفیوزرهای هوادهی فاضلاب، حباب‌های بسیار کوچک (معمولاً با قطر کمتر از 2 میلی‌متر) تولید میکنند که به دلیل سطح تماس بالای حباب‌ها با فاضلاب، راندمان بالایی در انتقال اکسیژن به فاضلاب دارند. این ویژگی باعث کاهش مصرف انرژی در سیستم‌های هوادهی می‌شود، زیرا حدود 50 تا 70 درصد از انرژی مصرفی تصفیه‌خانه‌های فاضلاب به فرآیند هوادهی اختصاص دارد. دیفیوزر هوادهی حباب ریز در انواع دیسکی، لوله‌ای، صفحه‌ای و گنبدی تولید میشوند و معمولاً از موادی مانند سرامیک، غشاهای لاستیکی EPDM یا پلاستیک با پوشش‌های محافظتی (مانند PTFE یا Viton) ساخته میشوند تا مانع از گرفتگی و رسوب‌گذاری شود. این دیفیوزرها گزینه مناسبی برای مخازن هوادهی در فرایندهای لجن فعال هستند.
دیفیوزرهای حباب درشت: این دیفیوزر هوادهی فاضلاب، حباب‌هایی با قطر 6 تا 13 میلی‌متر تولید میکنند که به دلیل سرعت بالای صعود به سطح آب، راندمان انتقال اکسیژن کمتری (حدود نصف دیفیوزرهای حباب ریز) دارند. بااین‌حال، این تجهیزات به دلیل توانایی بالا در ایجاد اختلاط (میکسینگ)، در کاربردهایی مانند واحدهای دانه‌گیر، مخازن متعادل‌سازی، مخازن تماس کلر، هاضم‌های هوازی (که در آن‌ها فاضلاب با اکسیژن برای تجزیه مواد آلی ترکیب می‌شود) و گاهی مخازن هوادهی استفاده میشوند. دیفیوزرهای حباب درشت معمولاً ارزان قیمت تر هستند، اما به دلیل نیاز به هوای بیشتر، مصرف انرژی بالاتری دارند.
2. دیفیوزرهای دیسکی و لوله‌ای
دیفیوزر هوادهی فاضلاب از نظر شکل ظاهری به دو نوع اصلی دیسکی و لوله‌ای تقسیم میشوند که هر یک ویژگی‌های خاصی دارند.
دیفیوزرهای دیسکی: این دیفیوزرها به دلیل طراحی دایروی و تخت، از پرکاربردترین تجهیزات هوادهی در تصفیه فاضلاب هستند. دیفیوزرهای دیسکی حباب ریز، به دلیل قابلیت بالا در انتقال اکسیژن و نصب آسان، در بسیاری از تصفیه‌خانه‌ها استفاده میشوند. این تجهیزات به وسیله شبکه لوله‌های انتقال هوا به بلوئرها وصل میشوند و هوای فشرده را از منافذ ریز غشاهای سرامیکی یا لاستیکی به فاضلاب تزریق میکنند. برای افزایش مقاومت در برابر رسوب گرفتگی و خوردگی، این غشاها ممکن است با موادی مانند PTFE یا FEPDM پوشش داده شوند. برای فضاهای دارای محدودیت،دیفیوزرهای دیسکی مناسب هستند.
دیفیوزرهای لوله‌ای: این دیفیوزر هوادهی فاضلاب از غشاهای استوانه‌ای بلند تشکیل شده‌اند و مشابه دیفیوزرهای دیسکی عمل میکنند. دیفیوزرهای لوله‌ای به دلیل طول بیشتر، می‌توانند حجم بیشتری از هوا را در هر واحد تزریق کنند و برای مخازن بزرگ‌تر یا سیستم‌هایی با نیاز به هوادهی گسترده مناسب هستند. این تجهیزات نیز ممکن است با پوشش‌های محافظتی تولید شوند تا عمر مفید آن‌ها افزایش یابد.
3. سایر انواع دیفیوزرها
علاوه بر دیفیوزرهای دیسکی و لوله‌ای، دیفیوزرهای صفحه‌ای و گنبدی نیز در برخی سیستم‌های تصفیه فاضلاب استفاده میشوند. دیفیوزرهای صفحه‌ای معمولاً برای پوشش سطح بزرگتری از کف حوضچه طراحی میشوند و در سیستم‌هایی با نیاز به هوادهی یکنواخت کاربرد دارند. دیفیوزرهای گنبدی نیز به دلیل شکل خاص خود، حباب هایی با توزیع یکنواخت تر ارائه می‌دهند و در مخازن با عمق زیاد مورد استفاده قرار میگیرند.
کاربرد دیفیوزرها در تصفیه فاضلاب
دیفیوزر هوادی فاضلاب، از اجزای اساسی در سامانه ها تصفیه فاضلاب هستند که با تزریق اکسیژن به فاضلاب، شرایط بقا و تکثیر برای فعالیت میکروارگانیسم‌های هوازی را فراهم میکنند. انتخاب نوع دیفیوزر (حباب ریز یا حباب درشت، دیسکی یا لوله‌ای) به عواملی مانند عمق مخزن، نوع فرآیند تصفیه و نیاز به اختلاط بستگی دارد. در ادامه به کاربردهای دیفیوزرهای دیسکی و لوله‌ای و معیارهای انتخاب آن‌ها میپردازیم.
1. دیفیوزرهای دیسکی: مناسب برای مخازن کم‌عمق و سیستم‌های ثابت
دیفیوزرهای دیسکی به دلیل طراحی دایره ای و تخت، گزینه‌ای مناسب برای حوضچه‌های کم‌عمق (عمق کمتر از 4 متر) هستند. این دیفیوزرها، به‌ویژه نوع حباب ریز، قدرت بالایی در انتقال اکسیژن به فاضلاب دارند، زیرا حباب‌های کوچکی تولید میکنند که سطح تماس بیشتری با فاضلاب دارند. این ویژگی موجب کاهش مصرف انرژی در فرآیند هوادهی می‌شود .
این دیفیوزرهای هوادهی معمولاً در کف مخازن به وسیله مجموعه ای از اتصالات و لوله ها به صورت ثابت نصب میشوند. این روش نصب از جابه‌جایی یا شناور شدن دیفیوزرها در اثر جریان فاضلاب جلوگیری به عمل می آورد. همچنین، دیفیوزرهای دیسکی به دلیل عمر طولانی و نیاز به نگهداری کمتر، در شرایطی که دسترسی کمی برای نگهداری یا تعویض دیفیوزرها وجود دارد، مناسب ترند. دیفیوزرهای هوادهی دیسکی در فرآیندهایی مانند لجن فعال (Activated Sludge) یا سیستم‌های بیورآکتور غشایی (MBR) کاربرد گسترده‌ای دارند.
در ادامه بخوانید: لجن فاضلاب چیست و روش‌های تصفیه آن چگونه است؟
2. دیفیوزرهای لوله‌ای: مناسب برای مخازن عمیق و با وسعت زیاد
دیفیوزرهای هوادهی لوله‌ای، با طراحی استوانه‌ای و بلند، برای مخازن عمیق‌تر (عمق بیش از 4 متر) یا سیستم‌هایی که نیاز به هوادهی در سطح گسترده تری دارند، مناسب تر هستند. این دیفیوزرها می‌توانند حجم بیشتری از هوا را در هر واحد به فاضلاب تزریق کنند و به دلیل طول بیشتر، توزیع یکنواخت‌تری از حباب‌ها در مخازن بزرگ فراهم میکنند. دیفیوزرهای لوله‌ای در فرآیندهایی مانند سیستم‌های بیوفیلم متحرک (MBBR) یا هاضم‌های هوازی که نیاز به هوادهی و اختلاط همزمان دارند، مورد استفاده قرار میگیرند.
بااین‌حال، دیفیوزرهای هوادهی لوله‌ای ممکن است در مقایسه با دیفیوزرهای دیسکی هزینه بیشتری را برای نصب و نگهداری داشته باشند؛ زیرا طراحی پیچیده‌تر و نیاز به شبکه لوله‌کشی گسترده‌تری دارند. این دیفیوزرها نیز مانند نوع دیسکی می‌توانند با پوشش‌های محافظتی (مانند PTFE) تولید شوند تا مقاومت آن‌ها در برابر گرفتگی افزایش یابد.
در نهایت انتخاب دیفیوزر مناسب به عوامل مختلفی بستگی دارد؛ از جمله: عمق مخزن، نوع فرآیند تصفیه، ویژگی‌های فاضلاب، هزینه و نگهداری و غیره.
مزایا و معایب دیفیوزرهای متداول در تصفیه فاضلاب
استفاده از انواع دیفیوزر تصفیه فاضلاب مزایا و معایب خاص خود را دارد که به شرح زیر است:
مزایای دیفیوزرهای دیسکی
- کمترین میزان نیاز به نگهداری: دیفیوزرهای دیسکی، نگهداری نسبتاً کمی نیاز دارند. این تجهیزات انتخاب مناسب‌تری برای استفاده در مخازن هستند که در آن نیاز به تعمیر یا جایگزینی دیفیوزرها وجود دارد.
- طول عمر بیشتر: دیفیوزرهای دیسکی به نسبت دارای طول عمر بیشتری هستند. در نتیجه گزینه مناسب‌تری برای تصفیه خانه هایی هستند که در آن‌ها تعمیر یا تعویض تجهیزات، زمان بر و هزینه زا تر است.
- نرخ خرابی کمتر: ازآنجاکه دیفیوزرهای دیسکی معمولاً سوراخ‌های کوچک‌تری نسبت به دیفیوزرهای لوله‌ای دارند، احتمال ترک و شکستگی کمتری به واسطه این روزن‌ها، وجود دارد. از سوی دیگر، ترک ایجاد شده بر روی یکی از سوراخ‌ها، مانع از عبور مقادیر زیاد هوا نسبت به سوراخ‌های بزرگ‌تر می‌شود و در این حالت به‌طورکلی آسیب کمتری به سیستم تصفیه وارد می‌گردد.
- راندمان بالاتر در انتقال اکسیژن: به دلیل تولید حباب‌های ریزتر در دیفیوزرهای دیسکی، سطح بزرگتری از حباب برای انتقال اکسیژن به پساب وجود دارد.
- سازگاری همه منظوره: علی رغم وجود نقاط قوت و ضعف در این دیفیوزرها در ارتباط با سیستم‌های مختلف، این تجهیزات از بهترین گزینه‌ها جهت استفاده در شرایط مختلف تصفیه هستند.
محصول پیشنهادی: ایستگاه پمپاژ فاضلاب
معایب دیفیوزرهای دیسکی
- نیاز به سطح بزرگ‌تر در مخازن: فضای بیشتری نسبت به دیفیوزرهای لوله‌ای برای استقرار نیاز دارد.
- هزینه بالاتر: پیکربندی دیفیوزرهای دیسکی در یک حوض هوادهی، اغلب هزینه بیشتر نسبت به دیفیوزرهای لوله‌ای دارد.
- احتمال شناور شدن دیفیوزرها: به دلیل شکل خاص دیفیوزرهای دسکی، امکان شناوری بیشتری نسبت به دیفیوزرهای لوله‌ای وجود دارد و این مسئله ممکن است به ایجاد حرکت‌های ناخواسته در چینش دیفیوزرها منجر شود.
- نیاز به زمان بیشتر برای نصب: دیفیوزرهای دیسکی نسبت به دیفیوزرهای لوله‌ای نیاز بیشتری به استفاده از تجهیزات فولاد ضدزنگ دارند. در سیستم‌هایی که نیاز به استفاده از تجهیزات فولاد ضدزنگ وجود دارد، دیفیوزرهای دیسکی زمان بیشتری برای نصب نسبت به دیفیوزرهای لوله‌ای نیاز دارند.
- پتانسیل کمتر در ایجاد میکسینگ: به دلیل شکل دیفیوزرهای دیسکی و در نتیجه تولید حباب‌های ریزتر، امکان ایجاد اختلاط کمتری در فاضلاب توسط این دیفیوزرها وجود دارد؛ اگرچه استفاده از دیفیوزرهای دیسکی حباب درشت، می‌تواند این مشکل را برطرف سازد.
مزایای دیفیوزرهای لوله‌ای
- طراحی بهبود یافته: به دلیل باریک بودن این دیفیوزرها و نیاز به فضای کمتر، بخش کوچک‌تری از مخازن توسط این تجهیزات اشغال می‌شود.
- امکان ایجاد اختلاط بیشتر در پساب: بیشتر دیفیوزرهای لوله‌ای، حباب‌های به نسبت بزرگتری تولید میکنند که همین مسئله می‌تواند در ایجاد میکسینگ و اختلاط در فاضلاب مفید واقع شود.
- هزینه پائین‌تر: دیفیوزرهای حباب ریز، به دلیل نیاز کمتر به استفاده از فولاد ضدزنگ، هزینه کمتری دارند. زیرا مواد مورد استفاده در این تجهیزات بیشتر از پلاستیک و لاستیک است.
- امکان شناوری کمتر: به دلیل شکل استفاده از این تجهیزات، امکان کمتری در شناوری آن‌ها وجود دارد و در نتیجه احتمال تشدید حرکات ناخواسته در پیکره دیفیوزرها کمتر وجود دارد.
- کاهش زمان نصب: نیاز کمتر به فولاد ضدزنگ در این دیفیوزرها، موجب کاهش زمان نصب و آماده‌سازی این تجهیزات شده است. این مسئله موجب علاقه بیشتر خریداران، در پروژه‌هایی شده است که زمان محدودتری از طراحی تا راه‌اندازی دارند.
پیشنهاد می کنیم از صفحه تجهیزات تصفیه خانه فاضلاب دیدن فرمایید.
معایب دیفیوزرهای لوله‌ای
- نیاز به نگهداری بیشتر: دیفیوزرهای لوله‌ای به نسبت دیفیوزرهای دیسکی نیاز به نگهداری بیشتری دارند. هرچند استفاده از پوشش‌های محافظتی همچون مواد PTFE می‌تواند تا حد زیادی نیاز به نگهداری از این تجهیزات را کاهش دهد.
- طول عمر کمتر: دیفیوزرهای لوله‌ای عمر استفاده کمتری نسبت به دیفیوزرهای دیسکی دارند؛ اگرچه استفاده از پوشش‌های محافظتی در ساخت این تجهیزات، موجب افزایش عمر مصرف آن‌ها خواهد بود.
- احتمال بالاتر در شکستگی‌های گسترده و مخاطره آمیز: ازآنجایی‌که دیفیوزرهای لوله‌ای دارای روزنه‌های بزرگتری نسبت به دیفیوزرهای دیسکی هستند، احتمال خرابی‌های فاجعه بار افزایش می‌یابد. اگر یک روزنه ترک بخورد، دهانه بزرگ می‌تواند مقادیر زیادی اکسیژن نشت دهد. بااین‌حال، استفاده از دیفیوزرهای لوله‌ای حباب ریز می‌تواند به کاهش این خطر کمک کند.
- راندمان پائین‌تر در انتقال اکسیژن: حباب‌های بزرگ‌تر که اغلب از روزنه‌های موجود در دیفیوزرهای لوله‌ای تولید میشوند منجر به کاهش راندمان انتقال اکسیژن می‌گردند. بااین‌حال، استفاده از دیفیوزرهای لوله‌ای حباب ریز می‌تواند به کاهش این مشکل کمک نماید.
- کارایی کمتر در مخازن کم‌عمق و پیکربندی‌های ثابت: در مخازن کم‌عمق یا در سیستم‌هایی که نصب دیفیوزرها به صورت ثابت انجام می‌شود، استفاده از این دیفیوزرها منافع کمتری دارد.
سخن پایانی
انتخاب دیفیوزر تصفیه فاضلاب مناسب برای یک تصفیه خانه به عوامل مختلفی همچون نرخ هوادهی دیفیوزر، شکل مخازن محل نصب دیفیوزرها، عمق آب، محل مورد استفاده و میزان دسترسی‌ها برای نگهداری، تعمیر و یا تعویض دیفیوزرها بستگی دارد. شناخت کامل از کارکرد این تجهیزات و انتخاب مناسب، باعث افزایش طول عمر دیفیوزرها، افزایش راندمان تصفیه و در نهایت کاهش هزینه‌های تصفیه خانه می‌شود.
درصورتی‌که سوالی در این زمینه دارید در قسمت نظرات با ما به اشتراک بگذارید تا در اسرع وقت کارشناسان ما پاسخ دهند.
