تاريخ التطور واتجاه تطور تعويم الهواء المذاب

إن تقنية تنقية المياه بتعويم الهواء المذاب (DAF) هي تقنية فصل الصلبة والسائلة التي تطورت بسرعة في الثلاثين عامًا الماضية.مبدأها هو إذابة الهواء في الماء تحت الضغط ثم إذابته تحت ضغط منخفض.أطلق الهواء لإنتاج عدد كبير من الفقاعات الصغيرة.يتضمن التفاعل بين الفقاعات الصغيرة والجسيمات عمليات معقدة مثل الامتزاز، والتلبد، والديناميكا المائية.

تجعل الفقاعات تلتصق بالجزيئات العالقة، لتشكل جسمًا مختلطًا بثقل نوعي إجمالي أقل من 1. وبما أن الطفو أكبر من الجاذبية، فإن الجسم المختلط يطفو على سطح الماء ليشكل زبدًا، ويتدفق الماء النظيف إلى الأسفل ، وجمع الحثالة والمياه النظيفة على التوالي لتحقيق فصل الصلبة والسائلة. يمكن تنقية مياه الصرف الصحي.في مجال معالجة المياه، يتم استخدام تكنولوجيا تنقية المياه بتعويم الهواء على نطاق واسع في الداخل والخارج.

لقد مر تطوير تكنولوجيا تعويم الهواء المذاب بالمراحل الرئيسية التالية:

مرحلة الاستكشاف الأولية (أوائل القرن العشرين):

يعود تاريخ أقدم تكنولوجيا لتعويم الهواء إلى أوائل القرن العشرين.في ذلك الوقت، تم إنشاء الفقاعات بشكل أساسي عن طريق إدخال الهواء أو الغازات الأخرى مباشرة إلى الماء.ومع ذلك، كانت الفقاعات الناتجة عن هذه الطريقة كبيرة نسبيًا وغير فعالة.في عام 1930، استخدم مصنع للورق في السويد الهواء لتفريقه في الماء تحت الضغط لمعالجة مياه الصرف الصحي.كان الجوهر هو تقسيم الهواء المضغوط إلى فقاعات صغيرة من خلال ألواح بلاستيكية صغيرة المسام ونثرها في الماء لتحقيق تعويم الهواء.كان هذا هو النموذج الأولي لتعويم الهواء المنتشر.

يطول تطور تعويم الهواء في هذه المرحلة.السبب الرئيسي هو أن تكنولوجيا تصنيع الفقاعات الدقيقة غير ناضجة.عند استخدام تعويم الهواء المشتت، فإن الفقاعات المنتجة ليست مرضية بما فيه الكفاية، وقدرة الالتصاق للجسيمات أقل شأنا، وسوف تسبب الفقاعات العملاقة أيضًا اضطرابًا شديدًا.التدفق يكسر الكتلة.في ذلك الوقت، لم يكن التعويم بالهواء يستخدم على نطاق واسع وكان يستخدم بشكل أساسي لمعالجة مياه الصرف الصحي التي تحتوي على شوائب ذات وزن نوعي صغير، مثل الزيت والدهون والألياف.

لحل مشكلة الفقاعات الدقيقة، اخترع الناس تعويم الهواء بالتحليل الكهربائي (الشكل 1).يستخدم تعويم الهواء التحليلي الأنودات والكاثودات غير القابلة للذوبان، حيث يمرر التيار المباشر مباشرة لتحليل مياه الصرف الصحي بالكهرباء.

تنتج الأنودات والكاثودات الهيدروجين والأكسجين لتكوين فقاعات دقيقة.تلتصق الفقاعات بالجزيئات أو الكتل الملوثة الموجودة في مياه الصرف الصحي وتطفو على سطح الماء.تكون الفقاعات الناتجة عن التحليل الكهربائي أصغر بكثير من تلك التي تتكون عن طريق الانتشار، ولكن تكلفة التشغيل مرتفعة للغاية ويصعب الترويج لها.

يستخدم تعويم هواء المكره (الشكل 2) محركًا لدفع المكره للدوران بسرعة عالية.يتم سحق الهواء إلى فقاعات دقيقة وخلطه بالماء لتكوين خليط من الماء والهواء.تدفع الفقاعات جزيئات الشوائب الموجودة في الماء إلى الطفو.معدات التعويم بالهواء هذه مناسبة لمعالجة مياه الصرف الصحي ذات التركيزات العالية من الملوثات، لكن قدرة المعالجة ليست كبيرة.

شكل 1

الشكل 2

مرحلة النضج التكنولوجي (الأربعينيات - الخمسينات):

بعد الحرب العالمية الثانية، ومع تطور التصنيع، زاد الطلب على طرق أكثر كفاءة لمعالجة المياه يوميًا، كما تم تحسين تكنولوجيا تعويم الهواء المذاب.

لم يكن الأمر كذلك حتى ولادة التعويم بالهواء المذاب بالضغط في الخمسينيات من القرن الماضي، حيث بدأ تعويم الهواء على المسار السريع للتطور.يقوم نظام الهواء المذاب عالي الضغط بحقن الماء النظيف والهواء المضغوط في خزان الهواء المذاب من خلال مضخة مياه وضاغط هواء، ويبلغ الضغط 0.3 ~ 0.5Mpa.

في خزان تذويب الهواء المغلق، تسمح حركة الماء عالية السرعة في الفوهة وأنبوب الخلط للهواء بالذوبان الكامل بسرعة.بعد ذلك، يتم فك ضغطه وإطلاقه من خلال المحرر تحت الضغط العادي، مكونًا كمية كبيرة من الماء بقطر يتراوح من 20 إلى 50 ميكرومتر.تخلق الفقاعات الدقيقة والكتل الموجودة في الماء خليطًا مستقرًا بثقل نوعي أقل من 1. وبسبب الطفو، يطفو الخليط على سطح الماء وينفصل عن الماء.

فترة الابتكار التكنولوجي والتحسين (القرن الحادي والعشرين):

يوفر التقدم في البحث العلمي والابتكار التكنولوجي كفاءة واستقرارًا أعلى لمعدات تعويم الهواء المذاب.من خلال تحسين تصميم المكونات الحيوية مثل غرفة خلط الغاز السائل، ونظام توليد الفقاعات، وآلات كشط الخبث، بالإضافة إلى إدخال أنظمة التحكم الذكية، أصبحت تكنولوجيا تعويم الهواء المذاب أكثر كفاءة، وموفرة للطاقة، وصديقة للبيئة. ودي.

وفي أواخر الستينيات، كانت أجهزة الغاز المذاب بالضغط تستخدم بالفعل في بلدي لتنقية المحاليل الملحية ومعالجة مياه الصرف الصحي البترولية.في السبعينيات، تطورت تكنولوجيا تعويم الهواء بسرعة، وتشكلت تكنولوجيا تعويم الهواء الحديثة.

دخلت شركتنا مجال معالجة مياه الصرف الصحي في عام 2005 وبدأت في بناء وتصنيع معدات فصل المواد الصلبة والسائلة في عام 2011. وبعد سنوات من التطوير، ننتج حاليًا تعويم الهواء المذاب عالي الكفاءة.حجم الجسيمات من الفقاعات الدقيقة هو 10-30μm، ووقت الإقامة في الماء أطول.كفاءة خلط الماء والغاز أعلى من 95%.تم تطوير بعض الطرق الجديدة بناءً على عملية التعويم بالهواء التقليدية، مثل دوامة تعويم الهواء مقعرة عملية (CAF). تعويم الهواء الضحل عالي الكفاءة عملية، وما إلى ذلك (انظر الشكل 3.4.5).

تعويم الهواء المذاب

تعويم الهواء الضحل عالي الكفاءة

دوامة تعويم الهواء مقعرة

نحن نعتمد تكنولوجيا التصنيع المرنة في الإنتاج ونستخدم التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD)، والتصنيع بمساعدة الكمبيوتر (CAM)، وأنظمة التحكم الذكية الرقمية لتحسين كفاءة الإنتاج وتقليل الأخطاء البشرية.تعكس الترقية التكرارية المستمرة لمنتجات تعويم الهواء الخاصة بشركتنا أيضًا عملية التطوير والتحديث لتكنولوجيا تعويم الهواء.

لقد أصبحت تكنولوجيا التعويم بالهواء المذاب جزءًا لا غنى عنه في معالجة مياه الصرف الصحي ومياه الصرف الصحي، خاصة أنها تظهر نتائج ملحوظة في إزالة النفط العائم والمواد الصلبة العالقة والطحالب وبعض المواد العضوية المقاومة للحرارة.مع التقدم المستمر للعلوم والتكنولوجيا، من المتوقع أن تستمر هذه التكنولوجيا في التحسين والمساهمة في حلول أكثر ابتكارًا في صناعة معالجة المياه.

النظرة المستقبلية (المستقبل):

في المستقبل، من المتوقع أن تحقق تكنولوجيا تعويم الهواء المذاب المزيد من الاختراقات والابتكارات غير العادية في العديد من الجوانب.

أولاً، قد يستكشف الباحثون طرقًا جديدة لتوليد الفقاعات النانوية من حيث تكنولوجيا توليد الفقاعات.نظرًا لصغر حجمها ومساحة سطحها ونشاطها العالي، من المتوقع أن تعمل الفقاعات النانوية على تحسين كفاءة إزالة المواد الصلبة العالقة والملوثات عن طريق تقنية تعويم الهواء المذاب.بالإضافة إلى ذلك، تتمتع الفقاعات النانوية بثبات ممتاز ويمكن أن تتواجد في الماء لفترات طويلة، مما يؤدي إلى إطالة فترة المعالجة.

ثانياً، يمكن دمج تكنولوجيا تعويم الهواء المذاب مع تقنيات معالجة المياه الأخرى لتشكيل نظام معالجة أكثر كفاءة وشمولاً.على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي الجمع بين تعويم الهواء المذاب وتقنيات الأكسدة المتقدمة (مثل الأوزون وبيروكسيد الهيدروجين وما إلى ذلك) إلى تحلل المواد العضوية المقاومة للحرارة بشكل أكثر فعالية وتحسين جودة النفايات السائلة.بالإضافة إلى ذلك، فإن الجمع بين تعويم الهواء المذاب وتكنولوجيا المعالجة البيولوجية (مثل طريقة الحمأة المنشطة، وطريقة الأغشية الحيوية، وما إلى ذلك) يمكن أن يستفيد بشكل كامل من تأثير تحلل الكائنات الحية الدقيقة ويحسن تأثير المعالجة الشامل.

ثالثًا، مع التطوير المستمر للذكاء الاصطناعي وتكنولوجيا البيانات الضخمة، قد تصبح معدات تعويم الهواء المذاب ذكية وآلية.ومن خلال تقديم نظام تحكم مبتكر، يمكن مراقبة جودة المياه وتأثيرات المعالجة في الوقت الفعلي، ويمكن تعديل معلمات تشغيل المعدات تلقائيًا وفقًا للظروف لتحقيق التشغيل الأمثل.بالإضافة إلى ذلك، يمكننا الحصول على فهم متعمق للتغيرات في جودة المياه وآليات إزالة الملوثات من خلال تحليل البيانات المكثف، مما يوفر دعمًا قويًا لتحسين تصميم المعدات وتأثيرات المعالجة.

وأخيرًا، قد تتوسع تقنية تعويم الهواء المذاب لتشمل المزيد من مجالات التطبيق.بالإضافة إلى المجالات التقليدية لمعالجة مياه الصرف الصحي، ومعالجة مياه الصرف الصناعي، وتنقية مياه الشرب، يمكن أيضًا تطبيق هذه التكنولوجيا على مكافحة التلوث البحري، والتحكم في تخثث المياه، وجوانب أخرى.ومن خلال التوسع المستمر في مجالات تطبيقها، من المتوقع أن تساهم تكنولوجيا تعويم الهواء المذاب بشكل أكبر في حماية البيئة والتنمية المستدامة.

باختصار، مع التقدم المستمر والابتكار في العلوم والتكنولوجيا، من المتوقع أن تحقق تكنولوجيا تعويم الهواء المذاب المزيد من الاختراقات والتطورات غير العادية في المستقبل.من خلال التحسين المستمر لتصميم المعدات، وإدخال تقنيات جديدة، وتحقيق الذكاء، وتوسيع مجالات التطبيق، من المتوقع أن تقدم هذه التكنولوجيا حلولًا أكثر ابتكارًا لصناعة معالجة المياه وتساهم بشكل أكبر في حماية البيئة والتنمية المستدامة.