دیفیوزر تصفیه فاضلاب چیست و انواع آن کدام است؟

شرکت مهندسی پاک پساب اقلیم

(مورد تایید کارگروه تخصصی محیط زیست و اقتصاد چرخشی معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش بنیان ریاست جمهوری)

فهرست مطالب

دیفیوزر تصفیه فاضلاب چیست و انواع آن کدام است؟
دیفیوزر تصفیه فاضلاب چیست و انواع آن کدام است؟

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

دیفیوزرها انواع مختلفی دارند که در ادامه به بررسی آن‌ها می‌پردازیم:

1. دیفیوزر هوادهی حباب درشت و حباب ریز

درشت بودن حباب تولیدی یا ریز بودن آن، هر یک منافعی را برای طرح تصفیه فراهم می‌آورد که توسط طراح فرایند تعیین می‌شود. یکی از این منافع، افزایش راندمان تزریق اکسیژن به فاضلاب است. ازآنجایی‌که انرژی لازم برای عملکرد سیستم‌های هوادهی در یک تصفیه‌ خانه فاضلاب در حدود 50 تا 70 درصد از کل انرژی مورد نیاز یک تصفیه خانه است، تزریق حداکثری اکسیژن به فاضلاب موجب کاهش هزینه‌های نهایی و بهبود عملکرد تصفیه‌خانه می‌شود. عدم طراحی درست دیفیوزرها و در نتیجه عدم انتقال درست اکسیژن به فاضلاب، موجب هدررفت هزینه‌های صورت گرفته در بخش انرژی و کاهش راندمان تصفیه هوازی فاضلاب می‌شود.

دیفیوزر هوادهی حباب ریز تعداد زیادی از حباب‌های هوای بسیار کوچک را تولید می‌کنند که به آرامی از کف مخازن یا حوضچه‌های هوادهی فاضلاب به سطح آب صعود می‌کنند و نسبت به دیفیوزرهای حباب درشت به صورت کارآمدتر انتقال اکسیژن به آب را فراهم می‌کنند. دیفیوزرهای حباب ریز در انواع شکل لوله‌ای، دیسکی، صفحه‌ای و گنبدی تولید می‌شوند.

دیفیوزر هوادهی حباب درشت و حباب ریز

دیفیوزرهای حباب درشت، علاوه بر کاربرد تزریق اکسیژن به پساب، در موارد نیاز به اختلاط در حوضچه‌های تصفیه فاضلاب، مورد استفاده قرار می‌گیرد. این تجهیزات حباب‌هایی با اندازه‌های ¼ تا ½ اینچی (6.4 تا 13 میلی‌متر) تولید می‌کنند که به سرعت از محل نصب در کف حوضچه‌ها یا مخازن تصفیه فاضلاب بالا می‌روند. دیفیوزرهای حباب درشت معمولاً در کاتال های دانه گیر (Grit Chamber) ، مخازن متعادل‌سازی (Equalization Tanks)، مخازن تماس کلر با پساب (chlorine contact tanks)، هاضم‌های هوازی (Aerobic Digesters) و گاهاً در مخازن هوادهی فاضلاب استفاده می‌شوند.  در شرایط هوادهی یکسان، دیفیوزرهای حباب درشت معمولاً نصف میزان انتقال اکسیژن توسط دیفیوزرهای حباب ریز، قادر به انتقال اکسیژن به پساب هستند. به بیانی دیگر برای تزریق مقدار مشخصی اکسیژن به فاضلاب، در صورت استفاده از دیفیوزرهای حباب درشت، به تولید هوای بیشتری و در نتیجه مصرف انرژی بیشتری نیاز داریم. از سوی دیگر، قدرت ایجاد میکسینگ در فاضلاب برای دیفیوزرهای حباب درشت به مراتب بیشتر از دیفیوزرهای حباب ریز است.

در مقاله تصفیه فاضلاب به روش بی‌ هوازی شما می‌توانید اطلاعات بیشتری در این زمینه کسب کنید.

2. دیفیوزر هوادهی دیسکی و لوله‌ای

دیفیوزرها به دو شکل متداول دیسکی و لوله‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند. تفاوت اصلی بین این دو مدل دیفیوزر هوادهی در شکل آن‌هاست. دیفیوزرهای دیسکی دارای شکل تخت و مدوری هستند درحالی‌که دیفیوزرهای لوله‌ای، استوانه‌هایی بلند و باریک هستند.

دیفیوزر هوادهی دیسکی و لوله‌ای
  • دیفیوزرهای دیسکی: این دیفیوزرها – به ویژه دیفیوزرهای 9 اینچی حباب ریز – متداول‌ترین تجهیزات تزریق هوا در صنعت تصفیه فاضلاب هستند. دیفیوزرهای حباب ریز از سرامیک، پلاستیک یا غشاهای لاستیکی epdm به شکل دیسک ساخته می‌شوند و به وسیله مجموعه لوله‌های انتقال هوا به دستگاه‌های بلوئر هوادهی متصل می‌گردند. اکسیژن از طریق هوای تولیدی در بلوئرها در لوله‌های انتقال هوا جریان می‌یابد و از طریق منافذ بسیار ریز موجود بر روی دیفیوزرهای دیسکی، به صورت حباب‌های هوای بسیار کوچک به پساب منتقل می‌شود. این دیفیوزرها ممکن است دارای پوشش‌های محافظتی از مواد PTFE،FEPDMTM یا VITON باشند تا از آن در برابر گرفتگی (FOULING) محافظ نماید.
  • دیفیوزرهای لوله‌ای: دیفیوزرهای لوله‌ای بسیار مشابه دیفیوزرهای دیسکی عمل می‌کنند. این دیفیوزرها از غشاهایی استوانه‌ای شکل  بلندی تشکیل می‌شود که با اتصال به شبکه لوله‌های هوا، هوای تولیدی در بلوئرها را به فاضلاب انتقال می‌دهد. برای کاهش امکان گرفتگی و رسوب در این تجهیزات، ممکن است از پوشش‌های محافظ استفاده شود.
دیفیوزرهای لوله‌ای

کاربرد دیفیوزر تصفیه فاضلاب

 علاوه بر نکات یاد شده در مورد اهمیت حباب ریز یا حباب درشت بودن دیفیوزرها در واحدهای مختلف تصفیه، شکل دیفیوزرها در محل استفاده از آن‌ها اهمیت زیادی دارد. هر یک از انواع دیفیوزرهای دیسکی و لوله‌ای برای شرایط مختلفی مناسب‌تر هستند دیفیوزرهای دیسکی انتخاب بهتری در مخازن یا حوضچه‌های کم‌عمق هستند. زیرا نیاز به اختلاط کمتر در این مخازن و همچنین راندمان بالاتر در انتقال اکسیژن در این دیفیوزرها از دلایل آن است.

از سوی دیگر دیفیوزرهای دیسکی برای سیستم‌های ثابت مناسب‌تر هستند. در سیستم‌های ثابت، شبکه دیفیوزرها با پیچ‌ومهره و بست‌های مناسب به کف مخازن وصل می‌شود و این مسئله مانع از شناوری این تجهیزات می‌گردد. از سوی دیگر، عمر طولانی و نیاز به نگهداری کمتر در سیستم‌هایی که امکان باز کردن دیفیوزرها و تعمیر یا تعویض آن‌ها وجود ندارد، انتخاب بهتری است.

برای شناخت انواع بلوئر مقاله انواع بلوئر را مطالعه کنید.

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:

مزایا و معایب دیفیوزرهای متداول در تصفیه فاضلاب

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.

پیشنهاد می‌کنیم مقاله تصفیه فاضلاب به روش هوازی را مطالعه کنید.

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.
مزایای دیفیوزرهای لوله‌ای

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.

برای ثبت امتیاز روی ستاره ها کلیک کنید

آخرین مقالات

اشتراک گذاری

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

WhatsApp WhatsApp
حساب کاربری من