Waxqabadka Ogsajiinta Hawada Microporous

Nidaamka daaweynta biyaha wasakhda ah, habka hawo-mareenku wuxuu xisaabiyaa 45% ilaa 75% isticmaalka tamarta dhammaan warshadda daaweynta biyaha wasakhda ah, si loo hagaajiyo waxtarka wareejinta oksijiinta ee habka hawo-mareenka, warshadda daaweynta biyaha wasakhda ah ee hadda jirta ayaa caadi ahaan loo isticmaalaa microporous Nidaamyada hawo-mareenka.Marka la barbar dhigo habka hawada ee goobooyin waaweyn iyo kuwo dhexdhexaad ah, habka hawo-mareenka yar-yar wuxuu badbaadin karaa qiyaastii 50% isticmaalka tamarta. Si kastaba ha ahaatee, heerka ka faa'iidaysiga ogsijiinta ee habka hawadu waxay sidoo kale ku jirtaa inta u dhaxaysa 20% ilaa 30%. Intaa waxaa dheer, waxaa jiray meelo badan oo Shiinaha ah si loogu isticmaalo tignoolajiyada hawada yar yar ee daaweynta webiyada wasakhaysan, laakiin ma jirto cilmi-baaris ku saabsan sida macquulka ah ee loo doorto hawo-mareenada yaryar ee xaaladaha biyaha kala duwan. Sidaa darteed, hagaajinta cabbiraadaha waxqabadka oksijiinta aerator microporous ee wax soo saarka dhabta ah iyo codsiga waa muhiimad weyn.

Waxaa jira arrimo badan oo saameeya waxqabadka microporous aeration iyo ogsijiinta, kuwaas oo ugu muhiimsan kuwaas oo ah mugga hawada, cabbirka daloolka iyo rakibidda qoto dheer ee biyaha.

Waqtigan xaadirka ah, waxaa jira daraasado yar oo ku saabsan xiriirka ka dhexeeya waxqabadka oksijiinta ee hawo-mareenka microporous iyo xajmiga daloolka iyo qoto dheer ee rakibidda gudaha iyo dibaddaba. Cilmi-baaristu waxay diiradda saareysaa wax badan oo ku saabsan hagaajinta wadarta isu-gudbinta isu-gudbinta oksijiinta iyo awoodda ogsijiinta, waxayna dayacday dhibaatada isticmaalka tamarta ee habka hawada. Waxaan u qaadannaa hufnaanta awoodda aragtida sida tusaha cilmi-baarista ugu weyn, oo ay weheliso awoodda oksijiinta iyo isbeddelka isticmaalka oksijiinta, marka hore waxay hagaajinaysaa mugga hawada, dhexroorka daloolka iyo qoto dheer ee rakibidda marka waxtarka hawada uu yahay kan ugu sarreeya, si loo bixiyo tixraaca codsiga tignoolajiyada hawada sare ee yar yar ee mashruuca dhabta ah.

1.Alaabaha iyo hababka

1.1 Diyaarinta tijaabada

Habaynta tijaabada waxa laga sameeyay Plexiglas, jidhka ugu waynna waxa uu ahaa D {0}}.4m × 2m haanta hawo hawoynta cylindrical oo leh barista ogsijiinta kala diri oo ku taal meel 0.5m ka hoosaysa biyaha oogada (oo lagu muujiyay sawirka 1). ).

Jaantuska 1 Qaabaynta Tijaabada Hawada iyo Ogsajiinta

1.2 Qalabka tijaabada

Hawo-mareen yar yar, oo ka samaysan xuub caag, dhexroor 215 mm, cabbirka daloolka 50, 100, 200, 500, 1 000 μm. Sension378 benchtop kala diri tijaabiyaha ogsijiinta, HACH, USA. mitirka socodka gaaska rotor, kala duwanaanshaha 0 ~ 3 m3 / h, saxnaanta ± 0.2%. afuufiyaha HC-S. Kataliye: CoCl 2-6H2O, falanqayn ahaan saafi ah; Deoxidant: Na2SO3, lafagur ahaan saafi ah.

1.3 Habka tijaabada

Tijaabada waxa lasameeyey iyadoo la adeegsanayo habka aan joogsiga lahayn, ie, Na2SO3 iyo CoCl2-6H2O ayaa markii ugu horaysay laga soo qaatay deoxygenation intii lagu jiray tijaabada } Isbeddellada ku yimid uruurinta ogsajiinta ee biyaha ku jirta waqti ka dib ayaa la duubay, waxaana la xisaabiyay qiimaha KLa. Waxqabadka ogsijiinta waxaa lagu tijaabiyay heerar kala duwan oo hawo qaadasho ah (0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3 m3/h), cabbirada daloolka kala duwan (50, 100, 200, 500, 1, 000 μm), iyo moolka biyaha ee kala duwan (0.8, 1.1, 1.3, 1.5, 1.8, 2.0 m), iyo tixraac ayaa sidoo kale lagu sameeyay CJ/T 3015. 2 -1993 "Go'aaminta waxqabadka hawo-mareenka cad ee biyaha" iyo Maraykanka oo cad heerarka tijaabada ogsijiinta biyaha.

2.Natiijooyinka iyo doodaha

2.1 Mabda'a imtixaanka

Mabda'a aasaasiga ah ee imtixaanku wuxuu ku salaysan yahay aragtida xuubka labanlaabka ah ee uu soo jeediyay Whitman 1923. Habka wareejinta baaxadda ogsijiinta waxaa lagu muujin karaa isla'egta (1).

Halkee: dc/dt - heerka wareejinta tirada badan, ie, qadarka ogsijiinta lagu wareejiyo mugga biyaha halkii halbeeg, mg/(Ls).

KLa - wadarta isu geynta oksijiinta hawada hawada ee xaaladaha tijaabada, min-1 ;

C* - Ogsajiinta kala diri ee biyaha ku jirta, mg/L.

Ct - Ogsajiinta ku dhex milmay biyaha wakhtiga hawada t, mg/L.

Haddii heerkulka imtixaanku aanu ahayn 20 digrii, isla'egta (2) waxaa loo isticmaali karaa in lagu saxo KLa:

Awoodda ogsijiinta (OC, kg/h) waxaa lagu muujiyay isla'egta (3).

Halkee: V - mugga barkadda hawada, m3.

Isticmaalka ogsijiinta (SOTE,%) waxa lagu muujiyay isla'egta (4).

Halkee: q - mugga hawada ee xaaladda caadiga ah, m3/h.

Hufnaanta awoodda aragtida [E, kg/(kW-h)] waxaa lagu muujiyey isla'egta (5).

Halkee: P - awoodda qalabka hawada, kW.

Tilmaamayaasha sida caadiga ah loo isticmaalo ee lagu qiimeeyo waxqabadka oksijiinta hawada waa wadarta isu-gudbinta oksijiinta ee KLa, awoodda oksijiinta OC, heerka isticmaalka oksijiinta SOTE iyo hufnaanta awoodda aragtida E [7]. Daraasadaha hadda jira waxay diiradda saareen isbeddellada wadarta guud ee isu-gudbinta oksijiinta, awoodda oksijiinta iyo isticmaalka oksijiinta, iyo in ka yar hufnaanta awoodda aragtida [8, 9]. Hufnaanta awoodda aragtida, sida tusmada waxtarka kaliya ee [10], waxay ka tarjumaysaa dhibaatada isticmaalka tamarta ee habka hawada, taas oo ah diiradda tijaabadan.

2.2 Saamaynta hawadu ku leedahay waxqabadka ogsijiinta

Waxqabadka ogsijiinta ee heerarka kala duwan ee hawo-qaadista waxaa lagu qiimeeyay hawada 2 m hoose ee hawo-qaadiyaha oo leh cabbir dalooleed 200 μm, natiijadiina waxaa lagu muujiyay sawirka 2.

Jaantuska 2 Kala duwanaanshaha K iyo ka faa'iidaysiga ogsijiinta oo leh heerka hawo qaadashada

Sida laga arki karo shaxanka 2, KLa wuxuu si tartiib tartiib ah u kordhiyaa kororka mugga hawada. Tani waxay u badan tahay sababtoo ah mugga hawo-qaadista oo weynaada, ayaa weynaada aagga xiriirinta dareeraha gaaska iyo sare u qaadida waxtarka ogsijiinta. Dhanka kale, cilmi-baarayaasha qaarkood waxay ogaadeen in heerka isticmaalka oksijiinta uu hoos u dhacay kororka mugga hawada, xaalad la mid ah ayaa laga helay tijaabadan. Tani waa sababta oo ah hoos qoto dheer oo biyo ah, wakhtiga degenaanshaha goobooyin biyo ah ayaa kordhay marka mugga hawadu yar yahay, iyo wakhtiga xidhiidhka dareeraha gaaska waa la dheereeyaa; marka mugga hawadu uu weynaado, qaska jidhka biyuhu wuu xoog badan yahay, inta badan Ogsajiinta ayaan si fiican looga faa’iidaysan, oo aakhirka ayaa laga sii daayaa dusha sare ee biyaha oo ah qaab xumbo hawada galaysa. Heerka ka faa'iidaysiga ogsijiinta ee ka soo jeeda tijaabadani ma ahayn mid sare marka loo eego suugaanta, malaha sababtoo ah dhererka reactor ma ahayn mid sare oo ku filan, iyo xaddi badan oo ogsijiin ah ayaa baxsaday iyada oo aan la xiriirin tiirka biyaha, taas oo yaraynaysa heerka isticmaalka oksijiinta.

Kala duwanaanshaha hufnaanta awoodda aragtida (E) ee leh hawo-qaadista ayaa lagu muujiyey sawirka 3.

Jaantuska 3 Hufnaanta awoodda aragtida iyo mugga hawada

Sida lagu arki karo sawirka 3, hufnaanta awoodda aragtida ayaa si tartiib tartiib ah hoos ugu dhacda iyada oo sii kordheysa hawada. Tani waa sababta oo ah heerka wareejinta oksijiinta caadiga ah wuxuu kordhiyaa kororka mugga hawada ee hoos yimaada xaaladaha qoto dheer ee biyaha qaarkood, laakiin kororka shaqada waxtarka leh ee uu isticmaalo afuufiyaha ayaa aad uga muhiimsan kororka heerka wareejinta oksijiinta caadiga ah, sidaa darteed hufnaanta awoodda aragtida waxay hoos u dhigtaa korodhka mugga hawo-mareenka gudaha inta u dhaxaysa mugga hawo-qaadista ee lagu baaray tijaabada. Isku darka isbeddellada ku jira berdaha. 2 iyo 3, waxaa la ogaan karaa in waxqabadka ugu wanaagsan ee ogsijiinta lagu gaaro mugga hawada ee 0.5 m3/h.

2.3 Saamaynta cabbirka daloolka ee waxqabadka ogsijiinta

Cabbirka daloolka ayaa saameyn weyn ku leh sameynta goobooyin, xajmiga weyn ee daloolka, xajmiga weyn ee xumbo. Xumbo ku saabsan waxqabadka ogsijiinta ee saamaynta ayaa inta badan lagu muujiyaa laba dhinac: Marka hore, goobooyin yar oo shakhsi ah, weynaanta guud ee xumbo goobta gaarka ah, weynaanta gaaska-dareere ah ee xidhiidhka wareejinta ballaaran, ayaa aad ugu habboon wareejinta ogsijiinta; Marka labaad, xumbooyinka waaweyni, doorka xoogga leh ee kicinta biyaha, isku dhafka gaaska-dareeraha u dhexeeya si dhakhso ah, ayaa si fiican u saameynaya oksijiinta. Badanaa qodobka ugu horreeya ee habka wareejinta tirada badan ayaa door weyn ka ciyaara. Tijaabadu waxay noqon doontaa mugga hawo-qaadista oo loo dejiyay 0.5 m3/h, si loo baadho saamaynta cabbirka daloolka KLa iyo isticmaalka ogsijiinta, eeg sawirka 4.

Jaantuska. 4 Qalloocyada kala duwan ee KLa iyo ka faa'iidaysiga ogsijiinta oo leh cabbir dalool leh

Sida laga arki karo sawirka 4, labadaba KLa iyo ka faa'iidaysiga ogsijiinta ayaa hoos u dhacay korodhka cabbirka daloolka. Marka la eego xaalada qoto dheer ee biyaha iyo mugga hawada, KLa ee 50 μm aperture aerator waa qiyaastii saddex jeer oo ah 1,{3}} μm aperture aerator. Sidaa darteed, marka hawo-qaadiyaha lagu rakibo meel qoto dheer oo biyo ah, waxaa sii yaraanaya daloolinka awoodda ogsijiinta hawada iyo ka faa'iidaysiga ogsijiinta.

Kala duwanaanshaha hufnaanta awoodda aragtida leh cabbirka daloolka ayaa lagu muujiyey sawirka 5.

Jaantuska 5 Hufnaanta awoodda aragtida vs. cabbirka daloolka

Sida laga arki karo shaxanka 5, hufnaanta awoodda aragtida waxay muujinaysaa isbeddelka sii kordhaya ka dibna hoos u dhacaya korodhka cabbirka daloolka. Tani waa sababta oo ah dhinaca kale, hawo-mareenka yar yar wuxuu leeyahay KLa weyn iyo awoodda ogsijiinta, taas oo ku habboon ogsajiinta. Dhanka kale, luminta caabbinta hoosteeda qoto dheer oo biyo ah ayaa kordhisa hoos u dhaca dhexroorka daloolka. Marka hoos u dhigista xajmiga daloolka ee luminta caabbinta ee saameynta dhiirrigelinta ay ka weyn tahay doorka wareejinta xajmiga oksijiinta, waxtarka awoodda aragtida ayaa la dhimi doonaa iyada oo la dhimayo cabbirka daloolka. Sidaa darteed, marka dhexroorka daloolku yar yahay, waxtarka tamarta aragtida ayaa kordhin doonta kororka dhexroorka daloolka, iyo dhexroorka daloolka 200 μm si uu u gaaro qiimaha ugu sarreeya ee 1.91 kg / (kW-h); marka dhexroorka aperture> 200 μm, luminta iska caabbinta ee habka hawo-mareenku mar dambe ma ciyaari doono doorka ugu weyn ee habka hawada, KLa iyo awoodda oksijiinta ee korodhka dhexroorka aperture ee aerator waa la dhimi doonaa, sidaas darteed, aragtida aragtida hufnaanta korantadu waxay muujinaysaa hoos u dhac weyn.

2.4 Saamaynta qoto-dheer ee biyaha rakibidda ee waxqabadka oksijiinta

Moolka biyaha ee lagu rakibay hawo-qaaduhu wuxuu saameyn aad u weyn ku leeyahay saameynta hawada iyo hawada. Bartilmaameedka daraasadda tijaabada ah waxay ahayd marin-biyood gacmeed oo ka yar 2 m. Qoto dheer ee hawo-mareenka hawada waxaa lagu go'aamiyay moolka biyaha barkada. Daraasadaha hadda jira waxay inta badan diiradda saaraan qoto dheer ee hawo-qaadiyaha (sida, aerator-ka ayaa lagu rakibay barkada hoose ee barkada, iyo qoto-dheeraanta biyaha ayaa la kordhiyaa iyada oo la kordhinayo qadarka biyaha), iyo imtixaanku inta badan wuxuu diiradda saarayaa qoto dheer ee rakibida aerator (ie, qadarka biyaha barkada waa mid joogto ah, iyo dhererka rakibaadda aerator waa la hagaajiyaa si loo helo qoto dheer ee biyaha ugu fiican ee saamaynta hawada), iyo isbeddelada KLa iyo isticmaalka ogsijiinta qoto dheer biyaha ayaa lagu muujiyay sawirka 6.

Jaantuska 6 Qalloocyada kala duwan ee K iyo isticmaalka ogsijiinta oo leh qoto dheer oo biyo ah

Jaantuska 6 wuxuu muujinayaa in korodhka qoto dheer ee biyaha, labadaba KLa iyo ka faa'iidaysiga ogsijiinta ay muujinayaan isbeddel muuqda oo sii kordhaya, iyadoo KLa ay ku kala duwan tahay in ka badan afar jeer 0.8 m qoto dheer oo biyo ah iyo 2 m qoto dheer oo biyo ah. Tani waa sababta oo ah biyaha qoto dheer, dheeraanta wakhtiga degenaanshaha goobooyinka ku jira tiirka biyaha, dheeraanta wakhtiga xidhiidhka dareeraha gaaska, ayaa ka sii wanagsan saamaynta wareejinta ogsijiinta. Sidaa darteed, qoto dheer ee hawo-qaadiyaha ayaa la rakibay, si aad ah ugu habboon awoodda ogsijiinta iyo isticmaalka oksijiinta. Laakiin rakibidda qoto dheer ee biyuhu waxay kordhisaa isla markaa khasaaraha iska caabbinta ayaa sidoo kale kordhi doona, si looga gudbo khasaaraha iska caabinta, waxaa lagama maarmaan ah in la kordhiyo qadarka hawada, taas oo si lama filaan ah u horseedi doonta korodhka isticmaalka tamarta iyo kharashka hawlgalka. Sidaa darteed, si loo helo qoto dheer ee rakibidda ugu habboon, waxaa lagama maarmaan ah in la qiimeeyo xiriirka ka dhexeeya waxtarka awoodda aragtida iyo qoto dheeraanta biyaha, fiiri Shaxda 1.

Jadwalka 1 wuxuu muujinayaa in hufnaanta tamarta aragtidu ay aad u hooseyso qoto dheer ee rakibaadda 0.8m, oo leh kaliya 0.5 kg/(kW-h), taasoo ka dhigaysa hawo galinta biyaha gaagaaban mid aan habboonayn. Ku rakibida qoto dheer ee biyaha ee 1.1 ~ 1.5 m, sababtoo ah kororka weyn ee awoodda oksijiinta, halka aerator by saamaynta iska caabin ah ma aha mid cad, sidaas darteed hufnaanta awoodda aragtida ayaa si degdeg ah u kordheysa. Maaddaama qoto-dheeraanta biyuhu ay sii kordheyso 1.8 m, saameynta caabbinta caabbinta ee waxqabadka oksijiinta waxay noqotaa mid aad iyo aad u muhiim ah, taasoo keentay koritaanka hufnaanta awoodda aragtida waxay u egtahay in ay hoos u dhigto, laakiin weli waxay muujinaysaa isbeddel sii kordhaya, iyo rakibidda. Moolka biyaha ee 2 m, hufnaanta awoodda aragtida waxay gaartaa ugu badnaan 1.97 kg / (kW-h). Sidaa darteed, kanaalka <2 m, hawo-mareenka hoose ayaa doorbidaya ogsijiinta ugu fiican.

Gabagabo

Isticmaalka habka aan joogtada ahayn ee hawo-mareenka yar-yar ee tijaabada ogsijiinta biyaha cad, ee qotoda biyaha tijaabada (< 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.

Hufnaanta awoodda aragtida waa tilmaanta kaliya ee waxtarka. Xaaladaha tijaabada, hufnaanta awoodda aragtida leh ee hawada iyo rakibidda qoto dheer ee biyaha ayaa kordheysa, iyadoo kororka aperture-ka marka hore uu kordho ka dibna hoos u dhaco. Rakibaadda qoto dheer ee biyaha iyo daloolintu waa inay noqotaa isku-dhafan macquul ah si loo sameeyo waxqabadka oksijiinta si loo gaaro tan ugu fiican, guud ahaan, qoto dheer ee xulashada biyaha ee aperture-ka weyn.

Natiijooyinka baaritaanku waxay muujinayaan in hawada-biyoodka gacmeed aan la isticmaalin. Qoto dheer ee rakibaadda 2m, mugga hawo-qaadista 0.5 m3/h iyo hawo-qaade leh cabbir dalooleed 200 μm ayaa keenay ugu badnaan hufnaanta awoodda aragtida 1.97 kg/(kW-h).