Nguyên lý làm việc và các yếu tố ảnh hưởng chính của thiết bị sục khí dạng đĩa

Máy sục khí dạng đĩa là một trong những thiết bị sục khí được sử dụng phổ biến trong quá trình xử lý nước thải. Nguyên lý làm việc của nó là phá vỡ không khí thành bong bóng mịn thông qua các đĩa quay, tăng diện tích tiếp xúc khí-lỏng và do đó cải thiện hiệu quả truyền oxy.

Các yếu tố chính ảnh hưởng đến hiệu suất oxy hòa tan của thiết bị sục khí dạng đĩa là:

Cấu trúc đĩa : Bao gồm số lượng, đường kính, kích thước lỗ xốp và sự phân bố của các đĩa. Các thiết kế cấu trúc khác nhau sẽ ảnh hưởng đến việc tạo ra, kích thước và phân bố bong bóng, do đó ảnh hưởng đến hiệu suất oxy hòa tan.

Số lượng đĩa : Càng có nhiều đĩa thì diện tích sục khí càng lớn, diện tích tiếp xúc với chất lỏng càng lớn và hiệu suất oxy hòa tan theo lý thuyết càng cao. Tuy nhiên, quá nhiều đĩa sẽ làm tăng điện trở của thiết bị và tăng mức tiêu hao năng lượng.

Đường kính đĩa : Đường kính đĩa ảnh hưởng đến việc tạo ra và kích thước của bong bóng. Đĩa có đường kính lớn hơn tạo ra bong bóng lớn hơn, nổi lên nhanh hơn, tồn tại trong nước trong thời gian ngắn hơn và có hiệu suất oxy hòa tan tương đối thấp.

Kích thước và phân bố khẩu độ : Kích thước và sự phân bố của các lỗ chân lông quyết định kích thước và số lượng bong bóng. Nếu kích thước lỗ chân lông quá lớn thì bọt khí sinh ra sẽ quá lớn, không có lợi cho quá trình hòa tan oxy; nếu kích thước lỗ chân lông quá nhỏ sẽ dễ bị tắc nghẽn. Sự phân bố các lỗ phải đồng đều để đảm bảo sự phân bố đều của bong bóng.

Chất liệu đĩa : Vật liệu đĩa ảnh hưởng đến khả năng chống ăn mòn, chống mài mòn và tạo bọt của thiết bị sục khí. Nói chung, các vật liệu chống ăn mòn và chống mài mòn như thép không gỉ và nhựa kỹ thuật được sử dụng.

Tốc độ : Tốc độ quá thấp: Khi tốc độ quá thấp, tốc độ tạo bong bóng chậm, thời gian tiếp xúc khí-lỏng ngắn và hiệu suất oxy hòa tan thấp.

Tốc độ quá cao: Khi tốc độ quá cao, mặc dù tốc độ tạo bong bóng nhanh nhưng bong bóng quá nhỏ, tốc độ nổi lên nhanh, thời gian lưu trong nước ngắn và dễ tạo ra quá nhiều bọt, Điều này ảnh hưởng đến việc vận chuyển oxy và làm tăng tiêu thụ năng lượng.

Phương pháp tối ưu hóa cấu trúc và tốc độ đĩa

Chọn cấu trúc đĩa phù hợp theo chất lượng nước và tải trọng : Đối với nước thải hữu cơ nồng độ cao, có thể sử dụng các đĩa có lỗ nhỏ hơn và số lượng lớn hơn để tăng diện tích tiếp xúc khí-lỏng.
Xác định tốc độ tối ưu thông qua thí nghiệm hoặc tính toán mô phỏng : Chất lượng nước và tải trọng khác nhau đòi hỏi tốc độ khác nhau. Thông qua thí nghiệm hoặc tính toán mô phỏng, xác định tốc độ tối ưu để đạt được mục tiêu vừa đảm bảo đủ oxy hòa tan vừa giảm tiêu thụ năng lượng.
Sử dụng điều chỉnh tốc độ tần số thay đổi : Sử dụng bộ điều chỉnh tốc độ tần số thay đổi, tốc độ có thể được điều chỉnh khi cần thiết để cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng.
Tối ưu hóa luồng không khí : Bằng cách điều chỉnh luồng không khí, kích thước và số lượng bong bóng có thể được kiểm soát để cải thiện hiệu suất oxy hòa tan.

Kết hợp với các công nghệ khác:

Kết hợp với máy sục khí vi xốp: Kết hợp thiết bị sục khí dạng đĩa với thiết bị sục khí vi xốp có thể cải thiện hiệu quả sục khí và giảm tiêu thụ năng lượng.
Kết hợp với chất mang màng sinh học: Kết hợp thiết bị sục khí với chất mang màng sinh học có thể làm tăng lượng vi sinh vật bám vào và tăng cường khả năng phân hủy sinh học.
Trong một số hệ thống xử lý nước thải, thiết bị sục khí dạng đĩa và máy khuếch tán đĩa có thể được sử dụng kết hợp để đáp ứng tốt hơn nhu cầu điều trị. Ví dụ, trước tiên có thể sử dụng thiết bị sục khí dạng đĩa để đưa oxy vào nước thải, sau đó có thể sử dụng máy khuếch tán dạng đĩa để thúc đẩy hơn nữa quá trình khuếch tán và hòa tan oxy trong nước thải.