دیفیوزر هوادهی یکی از تجهیزات صنعتی است که برای افزایش غلظت اکسیژن در آب و فاضلاب و برای تأمین اکسیژن مورد نیاز برای میکروب‌های مفیدی که در فرایند تصفیه آب و فاضلاب به کار می‌روند، استفاده میشود. دیفیوزرهای هوادهی به وسیله‌ی یک پمپ هوا، هوای فشرده را از محیط بیرون جذب می‌کند و آن را به صورت هوای فشرده و به صورت همگن در آب یا فاضلاب پخش می‌کند.
هدف اصلی استفاده از دیفیوزر هوادهی، افزایش سطح تماس بین هوا و آب است تا غلظت اکسیژن در آب و یا فاضلاب افزایش یابد و میکروب های مفیدی که در فرایند تصفیه آب و فاضلاب به کار می‌روند، بتوانند به خوبی فعالیت کنند.
تامین اکسیژن برای فرآیندهای تصفیه هوادهی یکی از بزرگترین چالش های مصرف انرژی در هر تصفیه خانه فاضلاب است. به طور معمول، تامین اکسیژن برای هوادهی 50٪ تا 90٪ از انرژی مورد نیاز یک تاسیسات تصفیه فاضلاب را تشکیل می دهد. به همین دلیل، انتخاب نوع مناسب دیفیوزر در فرایند های تصفیه فاضلاب بسیار مهم می باشد.
کاربرد دیفیوزر هوادهی در صنایع مختلف
دیفیوزرهای هوادهی در صنایع مختلف از جمله تصفیه فاضلاب، تصفیه آب، آبزی پروری، و آکواریوم ها مورد استفاده قرار میگیرند.
تصفیه فاضلاب: در پکیج های فاضلاب، از دیفیوزرهای هوادهی برای تامین اکسیژن برای میکروارگانیسم هایی که آلاینده های موجود در آب را تجزیه می کنند، استفاده می شود. در فرایند تصفیه فاضلاب، از آب و هوا برای تحریک باکتری‌ها و میکروارگانیسم‌های مفید برای تصفیه آب استفاده میشود. این دیفیوزرها، هوا را با فشار و حجم مورد نیاز در آب منتشر می‌کنند تا بهترین شرایط را برای تصفیه آب فراهم
تصفیه آب: در فرآیندهای مختلف تصفیه آب از دیفیوزرهای هوادهی برای حذف آلاینده ها استفاده می شود. در فرایند تصفیه آب، دیفیوزرهای هوادهی برای سیستم های تهویه و اکسیژناسیون آب استفاده میشود. با استفاده از دیفیوزرهای هوادهی، میزان اکسیژن در آب افزایش می‌یابد و باعث رشد بیشتر باکتری‌ها و میکروارگانیسم ها میشود که در نهایت باعث بهبود کیفیت آب تصفیه شده میشود.
آبزی پروری: در آبزی پروری، از دیفیوزرهای هوادهی برای تامین اکسیژن ماهی ها و دیگر آبزیان به منظور حفظ یک اکوسیستم سالم و پر رونق استفاده می گردد. در آبزی پروری، پخش کننده های هوادهی نقش مهمی در تامین سطح اکسیژن محلول کافی برای آبزیانی مانند ماهی، سخت پوستان و نرم تنان ایفا می کنند. اکسیژن محلول برای بقا و رشد گونه های آبزی ضروری می باشد و اغلب در سیستم های آبزی پروری محدود است. دیفیوزرهای هوادهی با آزاد کردن حباب های هوا در آب باعث افزایش سطح اکسیژن آب می شود.
آکواریوم ها: از دیفیوزرهای هوادهی در آکواریوم ها برای تامین اکسیژن، حفظ کیفیت و پایداری آب و کاهش سطح دی اکسید کربن استفاده می گردد.
انواع دیفیوزرهای هوادهی عمقی
سیستم دیفیوزر هوادهی عمقی با توجه به نوع فاضلاب، محل استفاده و میزان اکسیژن مورد نیاز در انواع مختلفی طراحی و تولید می شود. به طور کلی با توجه به اندازه حباب های تولید شده توسط دیفیوزر و ساختار در نظر گرفته شده برای ساخت هوادهی عمقی می توان این تجهیزات را به دو گروه تقسیم کرد:
دیفیوزر حباب درشت
دیفیوزر حباب درشت ( Large bubble diffuser ) قادر است حباب هایی به اندازه 3 میلی متر تولید کند. این دیفیوزرها بیشتر برای تصفیه خانه هایی که نیاز به ایجاد تلاطم در سیال دارند استفاده می شوند.
همچنین می توان از این دیفیوزرها برای جلوگیری از رسوب مواد مختلف در کف تصفیه خانه استفاده کرد.لازم به ذکر است مقدار انرژی مورد نیاز برای حباب های بزرگ بیشتر از حباب های کوچک است.
مزایای استفاده از دیفیوزر حباب درشت
- دیفیوزر حباب درشت در اختلاط حوضچه از لایه بندی و توزیع یکنواخت DO در حوض در تمام اعماق بسیار موثر می باشند.
- به دلیل اندازه حفره های بزرگتر، فشار کمتری به سیستم هوادهی وارد می شود.
- نیاز به نگهداری بسیار کمتری وجود دارد و دیفیوزرها نیازی به تعویض مکرر ندارند زیرا منافذ دیرتر مسدود می شوند.
معایب استفاده از دیفیوزر حباب درشت
- حباب های درشت به دلیل اینکه سطح کل کمتری دارند، اکسیژن زیادی را به آب منتقل نمی کنند.
- با سرعت بیشتری بالا می روند و مدت زمان انتقال اکسیژن به آب را کاهش می دهند.
دیفیوزر حباب ریز
دیفیوزر حباب ریز Fine Bubble Diffuser یکی از متداول ترین انواع سیستم های هوادهی عمقی فاضلاب است. در این نوع دیفیوزرها، حباب‌هایی به قطر حدود 2 میلیمتر تولید میشود. این حباب‌ها برای فرآیندهایی مانند مخلوط کردن مواد شیمیایی با آب، جلوگیری از رسوب مواد جامد در آب و همچنین بهبود فرایند هوموژنیزاسیون مورد استفاده قرار میگیرند.
از ویژگی های مثبت دیفیوزر حباب ریز نسبت به حباب درشت می توان به مصرف انرژی کمتر و هوادهی بهتر اشاره کرد.
مزایا استفاده از دیفیوزر حباب ریز
- حجم زیادی تولید می کند، سطح بیشتری را فراهم می‌کند و اجازه می‌دهد تا اکسیژن بیشتری به آب منتقل شود.
- انتقال اکسیژن بیشتر
معایب استفاده از دیفیوزر حباب ریز
- حفره های کوچک فشار بیشتری به سیستم هوادهی اضافه می‌کنند.
- از آنجایی که حفره ها کوچک هستند، کانی سازی مواد جامد محلول و رشد بیولوژیکی می تواند شروع به پوشاندن یا حتی مسدود کردن منافذ کند.
- دیفیوزرهای حباب ریز اغلب نیاز به تعمیر و نگهداری منظم دارند و باید بیشتر از پخش کننده های حباب درشت تعویض شوند.
انواع دیفیوزرهای هوادهی بر اساس شکل
در تقسیم بندی دیگری، انواع دیفیوزرهای هوادهی را می توان با توجه به شکل و عملکردهای متفاوت تقسیم بندی کرد:
دیفیوزر دیسکی یا بشقابی (Disc Diffuser)
دیفیوزر دیسکی(Disc Diffuser) یکی از انواع دیفیوزرهای هوادهی است که در صنعت تصفیه فاضلاب و آب مورد استفاده قرار می گیرند. این دیفیوزرها معمولاً از پلیمرهای مقاوم تهیه می‌شوند و از تعداد زیادی دیسک کوچک تشکیل شده‌اند که در قسمت پایین دیفیوزر به هم متصل شده‌اند.
در دیفیوزر دیسکی هوا به صورت حباب‌های ریز و یکنواخت در آب پخش می شود. این نوع از دیفیوزرها در تسریع فرآیند تصفیه فاضلاب و بهبود کیفیت آب تصفیه شده کمک می‌کنند.
استفاده از دیفیوزر دیسکی یا بشقابی، به ویژه دیفیوزرهای حباب ریز 9 یا 12 اینچی، در صنعت تصفیه فاضلاب بسیار رایج هستند. مونتاژ شدن از قبل، نصب سریع و آسان و بالا بردن راندمان هوادهی باعث شده تا این نوع سیستم ها یکی از گسترده ترین سیستم های هوادهی حباب ریز در جهان باشد.
مدل های دیسکی معمولاً از غشاهای سرامیکی و پلاستیکی تشکیل شده اند که به سیستم لوله ها و بلوئر ها متصل می شوند. بلوئر ها هوا را از طریق لوله ها می فرستند و هوا به صورت حباب هایی از طریق منافذ ریز به بیرون جریان می یابد.
دیفیوزر لوله ای Tube diffusers
دیفیوزر لوله‌ای یکی از انواع دیفیوزرهای هوادهی است که به طور گسترده در صنایع تصفیه فاضلاب و تصفیه آب، ایجاد اکسیژن برای آبزی‌پروری، و پروسه‌های صنعتی دیگر مورد استفاده قرار می گیرد. این دیفیوزرها در اصل شامل یک لوله فلزی با طول و قطر مشخص و حفره های کوچک در سطح خارجی آن می‌باشد که از طریق آن هوا به داخل آب وارد میشود و به صورت حباب های ریز در آب توزیع میشود. این حباب‌ها سطح بیشتری را به آب می‌دهند که باعث افزایش تماس آب با هوا و بهبود انتقال اکسیژن از هوا به آب می گردد.
از مزایای دیفیوزر لوله‌ای می‌توان به کاهش مصرف انرژی، بهبود کیفیت آب، افزایش راندمان فرایند تصفیه و همچنین کاهش هزینه های تصفیه اشاره کرد. این دیفیوزرها دارای طراحی ساده، نصب آسان و هزینه کمتر نسبت به دیفیوزرهای دیگر می باشند.
این نوع دیفیوزر های حباب ریز نسبت به دیفیوزرهای دیسکی سطح بیشتری دارند و حباب های بیشتری تولید می کنند. آنها به هزینه های اولیه کمتری نسبت به دیفیوزرهای دیسکی نیاز دارند به دلیل اینکه نصب آنها ساده تر است.
