دیفیوزر هوادهی چیست؟

دیفیوزر هوادهی یک تجهیزات صنعتی است که برای افزایش غلظت اکسیژن در آب و فاضلاب و برای تأمین نیاز اکسیژن مورد نیاز برای میکروب‌های مفیدی که در فرایند تصفیه آب و فاضلاب به کار می‌روند، استفاده می‌شود. دیفیوزر 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 دیفیوزر هوادهی، افزایش سطح تماس بین هوا و آب است تا غلظت اکسیژن در آب و فاضلاب افزایش یابد و میکروب‌های 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، طبق EPA، 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 بسیار مهم است.

در این مقاله به معرفی، کاربرد و بررسی انواع دیفیوزر هوادهی حباب ریز و حباب درشت، همچنین شکل های دیسکی و لوله ای و موارد کاربرد هر کدام پرداخته ایم. همراه ما باشید.

کاربرد دیفیوزر هوادهی در صنایع مختلف

دیفیوزرهای هوادهی در صنایع مختلفی از جمله تصفیه فاضلاب، آبزی پروری، تصفیه آب فرآیندهای صنعتی و آکواریوم ها استفاده می شود.

تصفیه فاضلاب: در تصفیه خانه های فاضلاب، از دیفیوزرهای هوادهی برای تامین اکسیژن برای میکروارگانیسم هایی که آلاینده های موجود در آب را تجزیه می کنند، استفاده می شود.

آبزی پروری: در آبزی پروری، از دیفیوزرهای هوادهی برای تامین اکسیژن ماهی ها و دیگر گونه های آبزی به منظور حفظ یک اکوسیستم سالم و پر رونق استفاده می شود.

تصفیه آب فرآیندهای صنعتی: در فرآیندهای مختلف صنعتی از دیفیوزرهای هوادهی برای تصفیه آب فرآیند و حذف آلاینده ها استفاده می شود.

آکواریوم ها: از پخش کننده های هوادهی در آکواریوم ها برای تامین اکسیژن برای ساکنان، حفظ کیفیت و پایداری آب و کاهش سطح دی اکسید کربن استفاده می شود.

کاربرد دیفیوزر هوادهی در صنعت تصفیه آب و فاضلاب

دیفیوزرهای هوادهی در صنعت تصفیه فاضلاب برای ایجاد هوا در مخازن و استخرهای تصفیه استفاده می‌شوند. در فرایند تصفیه فاضلاب، مخازن تصفیه از آب و هوا برای تحریک باکتری‌ها و میکروارگانیسم‌های مفید برای تصفیه آب استفاده می‌شود. این تجهیزات، هوا را با فشار و حجم مورد نیاز تحت آب منتشر می‌کنند تا بتوان بهترین شرایط را برای تصفیه آب فراهم کرد.

در صنعت تصفیه آب، دیفیوزرهای هوادهی برای سیستم‌های تهویه و اکسیژناسیون آب استفاده می‌شوند. با استفاده از دیفیوزرهای هوادهی، میزان اکسیژن در آب افزایش می‌یابد و باعث رشد بیشتر باکتری‌ها و میکروارگانیسم‌ها می‌شود که نهایتاً باعث بهبود کیفیت آب تصفیه شده می‌شود.

علاوه بر این، دیفیوزرهای هوادهی در سیستم‌های تهویه آب و تصفیه فاضلاب استفاده می‌شوند. با تأمین هوا به مخازن تصفیه، پمپاژ و خطوط لوله‌کشی آب، تهویه و تعادل اکسیژنی محیط تضمین می‌شود. همچنین، برای کاهش انباشت گازهایی همچون گاز کربنیک در مخازن تصفیه مورد استفاده قرار می‌گیرند.

کاربرد دیفیوزر هوادهی در آبزی پروری

در آبزی پروری، پخش کننده های هوادهی نقش مهمی در تامین سطح اکسیژن محلول کافی برای گونه های آبزی مانند ماهی، سخت پوستان و نرم تنان ایفا می کنند. اکسیژن محلول برای بقا و رشد گونه های آبزی ضروری است و اغلب در سیستم های آبزی پروری محدود است. دیفیوزرهای هوادهی با آزاد کردن حباب های هوا در آب کار می کنند که باعث افزایش سطح اکسیژن آب می شود.

برخی از کاربردهای رایج دیفیوزرهای هوادهی در آبزی پروری عبارتند از:

مکمل اکسیژن: پخش کننده های هوادهی برای تکمیل سطوح اکسیژن طبیعی در سیستم های آبزی پروری استفاده می شود تا اطمینان حاصل شود که گونه های آبزی دارای اکسیژن کافی هستند.

گردش آب: با رهاسازی حباب های هوا، پخش کننده های هوادهی می توانند به گردش آب و بهبود کیفیت آب، کاهش تجمع زباله و کاهش خطر بیماری کمک کنند.

کاهش آمونیاک: آمونیاک برای گونه های آبزی سمی است و می تواند در سیستم های آبزی پروری انباشته شود. دیفیوزرهای هوادهی می توانند با بهبود کیفیت و گردش آب به کاهش سطح آمونیاک کمک کنند.

کنترل جلبک: رشد جلبک ها را می توان از طریق هوادهی کاهش داد، زیرا افزایش حرکت آب به جلوگیری از تجمع مواد مغذی که می توانند از رشد جلبک ها حمایت کنند، کمک می کند.

به طور کلی، پخش کننده های هوادهی نقش حیاتی در حفظ سلامت و بهره وری سیستم های آبزی پروری ایفا می کنند و برای اطمینان از رشد و بقای گونه های آبزی ضروری هستند.

هنگام خرید دیفیوزر هوادهی چه نکات مهمی وجود دارد؟

• حجم آب هوادهی: اندازه دیفیوزر باید متناسب با حجم آبی باشد که باید هوادهی شود.
• سطح اکسیژن محلول مورد نیاز: پخش کننده های مختلف بازده انتقال اکسیژن متفاوتی دارند، بنابراین مهم است که یکی را انتخاب کنید که بتواند سطح مورد نظر اکسیژن محلول را برآورده کند.
• شرایط عملیاتی: عواملی مانند دما، فشار و اغتشاش می توانند بر عملکرد دیفیوزر تأثیر بگذارند، بنابراین مهم است که یکی را انتخاب کنید که برای شرایط عملکرد سیستم مناسب باشد.
• الزامات تعمیر و نگهداری: برخی از دیفیوزرهای هوادهی به نگهداری بیشتری نسبت به سایرین نیاز دارند، بنابراین مهم است که در هنگام انتخاب، الزامات نگهداری را در نظر بگیرید.
• قیمت: انواع دیفیوزر هوادهی می توانند از نظر قیمت و هزینه متفاوت باشند، بنابراین مهم است که یکی را انتخاب کنید که در حد بودجه شما باشد.
• شهرت و گارانتی سازنده: مهم است که انتخاب شما از یک سازنده معتبر باشد.

معرفی انواع دیفیوزر هوادهی عمقی

سیستم دیفیوزر هوادهی عمیق با توجه به نوع فاضلاب، محل استفاده و میزان اکسیژن مورد نیاز در انواع مختلف 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 عمیق می توان این تجهیزات را به دو گروه کلی زیر تقسیم کرد:

دیفیوزر حباب درشت

دیفیوزر حباب درشت ( Large bubble diffuser ) همانطور که از نامش پیداست قادر است حباب هایی به بزرگی 3 میلی متر تولید کند. این گروه از سیستم های هوادهی عمیق بیشتر برای تصفیه خانه هایی که نیاز به ایجاد تلاطم در سیال دارند استفاده می شود.

همچنین می توان از این سیستم برای جلوگیری از رسوب مواد مختلف در کف تصفیه خانه استفاده کرد. 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 سراسر حوض در تمام اعماق بسیار موثر هستند.
• به دلیل اندازه سوراخ بزرگتر، فشار بسیار کمتری به سیستم هوادهی وارد می شود.
• منافذ دیرتر مسدود می شوند، بنابراین نیاز به نگهداری بسیار کمتری وجود دارد و دیفیوزرها نیازی به تعویض مکرر ندارند.

معایب به کارگیری دیفیوزر هوادهی حباب درشت

• حباب های درشت به دلیل اینکه سطح کل کمتری دارند، اکسیژن زیادی را به ستون آب منتقل نمی کنند.
• همچنین با سرعت بیشتری بالا می روند و مدت زمان انتقال اکسیژن به آب را کاهش می دهند.

دیفیوزر حباب ریز

دیفیوزر هوادهی حباب ریز Fine Bubble Diffuser یکی از متداول ترین انواع سیستم های هوادهی عمیق فاضلاب است. در این نوع دیفیوزر، حباب‌هایی با قطر بیشتر از 2 میلیمتر تولید می‌شود. این حباب‌ها برای فرآیندهایی مانند مخلوط کردن مواد شیمیایی با آب، جلوگیری از رسوبگذاری مواد جامد در آب و همچنین بهبود فرایند هوموژنیزاسیون (ترکیب دو یا چند ماده در یکپارچگی کامل) مورد استفاده قرار می‌گیرند.

از ویژگی های مثبت دیفیوزر حباب ریز نسبت به نوع حباب بزرگ می توان به مصرف انرژی کمتر و هوادهی بهتر اشاره کرد.

استفاده از دیفیوزر حباب ریز چه مزایایی دارد؟

• دیفیوزر هوادهی حباب ریز، حباب های کوچک زیادی تولید می کنند که به آرامی به سطح می آیند.
• حجم زیاد، سطح بیشتری را فراهم می‌کند و اجازه می‌دهد تا حدود 2 برابر اکسیژن به آب منتقل شود.
• انتقال اکسیژن بیشتر برای استخرهایی با جمعیت ماهیان متراکم و/یا نژادهای خاصی از ماهی که به سطوح DO بالاتری نیاز دارند، مفید است.

معایب استفاده از دیفیوزر هوادهی حباب ریز

• سوراخ‌های کوچک فشار بیشتری به سیستم هوادهی اضافه می‌کنند.
• از آنجایی که سوراخ ها کوچک هستند، کانی سازی مواد جامد محلول و رشد بیولوژیکی می تواند شروع به پوشاندن یا حتی مسدود کردن منافذ کند.
• پخش کننده های حباب ریز اغلب نیاز به تعمیر و نگهداری منظم دارند و باید بیشتر از پخش کننده های حباب درشت تعویض شوند.

تقسیم بندی انواع دیفیوزر هوادهی بر اساس شکل

در یک تقسیم بندی دیگر، انواع دیفیوزر هوادهی را می توان با توجه به شکل آنها و عملکردهای متفاوت هر شکل تقسیم بندی کرد. در زیر، به بررسی و مقایسه دو مدل دیسکی و لوله ای می پردازیم:

دیفیوزر دیسکی یا بشقابی Disc Diffuser

دیفیوزر دیسکی یا بشقابی (Disc Diffuser) یکی از انواع دیفیوزرهای هوادهی است که در صنعت تصفیه فاضلاب و آب استفاده می‌شود. این دیفیوزرها معمولاً از پلیمرهای مقاوم در برابر شکستن تهیه می‌شوند و از تعداد زیادی دیسک کوچک تشکیل شده‌اند که در قسمت پایین دیفیوزر به هم متصل شده‌اند.

وظیفه دیفیوزر دیسکی این است که هوا را که از داخل سیستم تهویه بیرون می‌آید، به صورت حباب‌های ریز و یکنواخت در آب پخش کند. با این کار، اکسیژن حل شده در هوا در آب حل می‌شود و بیوفیلم‌های مفید در فرآیند تصفیه فاضلاب شکل می‌گیرند. این دیفیوزرها در تسریع فرآیند تصفیه فاضلاب و بهبود کیفیت آب تصفیه شده کمک می‌کنند.

استفاده از دیفیوزر دیسکی یا شقابی، به ویژه دیفیوزرهای حباب ریز 9 اینچی، در صنعت تصفیه فاضلاب بسیار رایج هستند. مونتاژ شدن از قبل، نصب سریع و آسان و بالا بردن راندمان هوادهی باعث شده تا سیستم پخش دیسکی یکی از گسترده ترین سیستم های هوادهی حباب ریز در جهان باشد.

مدل های دیسکی معمولاً از غشاهای سرامیکی، پلاستیکی یا لاستیکی EPDM تشکیل شده اند که به سیستم لوله ها و بلوئر ها متصل می شوند. دمنده ها هوا را از طریق لوله ها می فرستند و هوا به صورت حباب هایی از طریق شکاف ها یا منافذ ریز در غشاهای پخش کننده به بیرون جریان می یابد. سپس حباب ها با انتقال اکسیژن به ستون آب، عملیات هوادهی را انجام می دهند.

برخی از مزایای دیفیوزر دیسکی (بشقابی)

دیفیوزر دیسکی یا بشقابی به عنوان یکی از انواع دیفیوزرهای هوادهی، دارای مزایای زیر است:

1. افزایش کارایی: با استفاده از دیفیوزر دیسکی، آب به صورت یکنواخت به هوا ارائه می‌شود و حباب‌های کوچک و یکنواختی در آن ایجاد می‌شود که موجب افزایش کارایی فرآیند تصفیه آب می‌شود.
2. صرفه‌جویی در هزینه‌ها: استفاده از دیفیوزر دیسکی در مقایسه با دیفیوزرهای دیگر مانند دیفیوزر لوله‌ای، نیاز به فشار بسیار کمتری از هوا دارد. این موضوع موجب کاهش هزینه‌های مربوط به انرژی مصرفی در فرآیند تصفیه آب می‌شود.
3. قابلیت نصب آسان: دیفیوزر دیسکی به راحتی قابلیت نصب و تعویض دارد و نیاز به تخصص و تجهیزات خاصی ندارد.
4. طول عمر بالا: دیفیوزر دیسکی معمولاً از مواد با کیفیت بالا ساخته شده است و به همین دلیل دارای طول عمر بالایی می‌باشد.
5. کارایی بالا در فشارهای پایین: دیفیوزر دیسکی، قابلیت کار در فشارهای پایین را دارد و برای سیستم‌هایی با فشار پایین کارآمدی بالایی دارد.

بنابراین، مزایای متعددی برای استفاده از دیفیوزر دیسکی وجود دارد که می‌تواند در بهبود کارایی و کاهش هزینه‌های مرتبط با فرآیند تصفیه آب موثر باشد.

معایب استفاده از دیفیوزر هوادهی دیسکی

• به فضای بیشتری نیاز دارد: مدل های هوادهی دیسکی به مساحت بیشتری نیاز دارند. استفاده از تعداد زیادی دیفیوزر دیسکی در یک مخزن کوچک بسیار دشوار است.
• هزینه و زمان راه اندازی بیشتر : غالبا چیدمان مدل دیسکی نسبت به مدل های لوله ای هزینه بالاتری دارد، به خصوص در پیکربندی هایی که به فولاد ضد زنگ گران قیمت نیاز است هم هزینه و هم زمان راه اندازی بالا می رود.
• شناوری بالاتری دارد: شکل مسطح دیفیوزرهای دیسکی باعث شناورتر بودن آنها نسبت به مدل لوله ای می شود. این شناوری ممکن است باعث ایجاد حرکت ناخواسته در سیستم دیفیوزر شود.
• قدرت اختلاط کمتر نسب به مدل های لوله ای: به این دلیل که دیفیوزر هوادهی دیسکی تمایل به تولید حباب‌های کوچک‌تر دارند، قدرت کمتری برای اختلاط ارائه می‌دهند. با این حال، استفاده از یک دیفیوزر دیسکی حباب درشت باعث به حداقل رساندن ضرر می شود.

دیفیوزر لوله ای Tube diffusers

این نوع پخش کننده حباب ریز نسبت به دیفیوزرهای دیسکی سطح بیشتری دارد و حباب های بیشتری تولید می کند. آنها به هزینه های اولیه کمتری ( هرچند در بلند مدت ممکن است هزینه های متفاوتی داشته باشند ) نسبت به دیفیوزرهای دیسکی نیاز دارند زیرا نصب آنها ساده تر است.

برخی از مزایای دیفیوزرهای لوله ای شامل موارد زیر است:

• طراحی بهینه : مدل های لوله ای طراحی بسیار باریکی دارند و زمانی که مخازن عمیق‌تر و باریک‌تری داشته باشید بسیار به کار می آیند.
• تولید حباب های نسبتا درشت و در نتیجه بالا رفتن قابلیت اختلاط
• هزینه کمتر: به دلیل کاهش استفاده از فولاد ضد زنگ (فولاد ضد زنگ گران است) و استفاده از پلاستیک و لاستیک، خرید این محصول برای مصرف کننده بسیار مقرون به صرفه است.
• شناوری خنثی: دیفیوزرهای لوله ای به طور خنثی شناور هستند. این ویژگی به آنها در طراحی سیستم های هوادهی خاص، مزیت می دهد.
• کاهش زمان راه اندازی: کاهش مقدار فولاد ضد زنگ مورد نیاز برای دیفیوزرهای لوله ای باعث بالا رفتن سرعت طراحی، نصب و راه اندازی شبکه هوادهی می شود.

برخی از معایب دیفیوزر هوادهی لوله ای

• معایب دیفیوزرهای لوله ای شامل موارد زیر است:
• تعمیر و نگهداری : دیفیوزرهای لوله ای معمولاً تعمیرات و نگهداری بالاتری نسبت به مدل های دیسکی دارند.
• طول عمر کوتاه تر: معمولا مدل های لوله ای نسبت به مدل های دیسکی دوام کمتری دارند، اگرچه استفاده از غشاهای با پوشش محافظ می تواند به دوام بیشتر کمک کند.
• احتمال خرابی فاجعه آمیز : از آنجایی که دیفیوزرهای لوله ای دارای روزنه های بزرگ تری نسبت به مدل دیسکی هستند، احتمال خرابی فاجعه بار افزایش می یابد. اگر یک روزنه ترک بخورد، دهانه بزرگ باعث نشت مقدار بسیاری از اکسیژن می شود. استفاده از دیفیوزرهای لوله ای حباب ریز می تواند به کاهش این خطر کمک کند.
• راندمان انتقال اکسیژن کمتر: حباب های بزرگتر که اغلب از پخش کننده های لوله تولید می شوند منجر به کاهش راندمان انتقال اکسیژن می شوند. با این حال، استفاده از دیفیوزرهای لوله حباب ریز می تواند به کاهش این عیب کمک کند.
• سیستم های ثابت و مخازن کم عمق: مدل های لوله ای مزایای خاصی برای سیستم های ثابت یا مخازن کم عمق ارائه نمی دهند، اگرچه برای سیستم های دیگر دارای نقاط قوت هستند.

انتخاب دیفیوزر هوادهی دیسکی یا لوله ای ؟

انتخاب دیفیوزر هوادهی دیسکی یا لوله ای؟

انتخاب بین دیفیوزر دیسکی و لوله ای وابستگی به شرایط مختلف و نیازهای خاص شما دارد. در برخی موارد دیفیوزر دیسکی به دلیل داشتن سطح بزرگ‌تر فعالیت، برای تصفیه آب بهتر استفاده می شود. این نوع دیفیوزر به خاطر شکل هندسی آن، به طور معمول قابلیت نصب و اتصال به سیستم های مختلفی دارد و همچنین می توان آن را به سادگی تعویض کرد.

به عنوان مثال، در مواردی که در سیستم های بزرگ ضروری است تا با حجم بالایی از هوا تأمین شود، بهتر است از دیفیوزر لوله ای استفاده کنید. این نوع دیفیوزر، عمدتاً در سیستم های فاضلاب و تصفیه خانه های بزرگ استفاده می شود و عملکرد بهتری در این موارد دارد. همچنین دیفیوزر لوله ای به دلیل شکل ساختارش، به دلیل داشتن مساحت کوچکتر سطح فعالیت، از تلفات انرژی کمتری برخوردار است.

بنابراین، برای انتخاب بهترین نوع دیفیوزر باید به نیازهای خاص خود و شرایط محیطی که قرار است در آن استفاده شود، توجه کنید.

قیمت دیفیوزر هوادهی

قیمت دیفیوزر هوادهی بسته به نوع، اندازه، جنس و کیفیت آن متفاوت است. همچنین، قیمت‌ها بسته به شرکت تولید کننده و فروشنده نیز متفاوت است. برای مثال، دیفیوزرهای بزرگ‌تر و با کیفیت‌تر از دیفیوزرهای کوچکتر و با کیفیت پایین تر قیمت بیشتری دارند. همچنین، برندهای مختلف دیفیوزرهای متفاوتی با کیفیت‌ها و قیمت‌های متفاوت تولید می‌کنند. بنابراین برای دقیق‌تر بودن، بهتر است با شرکت‌ پارس مکانیک تماس بگیرید و قیمت‌های را بررسی کنید.

بررسی عوامل موثر در قیمت دیفیوزر هوادهی

قیمت دیفیوزر هوادهی تحت تاثیر عوامل مختلفی قرار می‌گیرد که در زیر به بررسی آنها می‌پردازیم:

• جنس: دیفیوزر های هوادهی از جنس‌های مختلفی تولید می‌شوند که هر کدام دارای قیمت متفاوتی هستند. برای مثال، دیفیوزر های سیلیکونی قیمت بالاتری نسبت به دیگر نوع دیفیوزر ها دارند.
• سایز : سایز دیفیوزر نیز تاثیر بسزایی در قیمت آن دارد. دیفیوزر های بزرگتر با قیمت بالاتری عرضه می‌شوند.
• شکل دیفیوزر: شکل دیفیوزر نیز می‌تواند تاثیرگذار در قیمت آن باشد. برای مثال، دیفیوزر های دیسکی در بعضی موارد قیمت بالاتری دارند.
• شرکت تولید کننده: شرکت های مختلفی در زمینه تولید دیفیوزر هوادهی فعالیت می‌کنند. قیمت هر کدام از این شرکت ها ممکن است به دلیل تفاوت در سطح تجهیزات و تکنولوژی های استفاده شده، متفاوت باشد.
• مقدار سفارش: مقدار سفارش نیز می‌تواند تاثیرگذار در قیمت باشد. در صورت سفارش بالایی، تخفیفی برای قیمت در نظر گرفته می‌شود.