Le tubazioni di aerazione aerobica sono un'apparecchiatura chiave utilizzata nel trattamento delle acque reflue per fornire in modo efficiente ossigeno ai serbatoi aerobici. I tipi comuni includono dispositivi di aerazione del tipo a tubo microporoso, del tipo sollevabile e del tipo a disco, che presentano vantaggi come un elevato tasso di utilizzo dell'ossigeno, un basso blocco e una facile manutenzione.
I tubi di aerazione aerobica sono ampiamente utilizzati nei processi a fanghi attivi delle acque reflue urbane e nei sistemi di trattamento delle acque reflue industriali. L'aria viene trasportata ai tubi di aerazione tramite ventilatori e attraverso i micropori vengono rilasciate bollicine fini, aumentando così la concentrazione di ossigeno disciolto nell'acqua e favorendo la degradazione degli inquinanti organici da parte dei microrganismi. La progettazione e la scelta dei tubi di aerazione influiscono direttamente sull'efficienza del trattamento e sul livello di consumo energetico.

Panoramica dei principi fondamentali

Il funzionamento dei tubi di aerazione si basa sulla "teoria della doppia membrana" - c'è un film d'aria e un film liquido tra le bolle e il corpo idrico e l'ossigeno deve penetrare in questi due strati di membrane per dissolversi nell'acqua. La chiave per migliorare l’efficienza del trasferimento dell’ossigeno sta nel ridurre la dimensione delle bolle, aumentare l’area di contatto e prolungare il tempo di permanenza.

I moderni tubi di aerazione adottano per lo più un design a micropori variabili e presentano le seguenti fasi operative principali:

1. Fase di alimentazione: l'aria compressa viene trasportata attraverso la tubazione fino al fondo della testa di aerazione, superando la pressione ed entrando nello spazio tra la membrana di gomma e il telaio di supporto.
2. Fase di aerazione: il gas spinge i micropori pre-aperti sulla membrana elastica (come la gomma EPDM) ad espandersi, formando un gran numero di bolle fini con diametri dell'ordine del millimetro o del micrometro che vengono rilasciate uniformemente nell'acqua. Queste bolle fini hanno un'ampia superficie e una lenta velocità di risalita, migliorando significativamente il tasso di utilizzo dell'ossigeno.
3. Fase di arresto del gas e-chiusura automatica: quando l'erogazione di aria si interrompe, la pressione dell'acqua e l'elasticità della membrana lavorano insieme per far sì che i micropori si contraggano e si chiudano automaticamente; allo stesso tempo, la valvola un-unidirezionale incorporata-viene chiusa, formando una tripla barriera anti-riflusso per evitare che le acque reflue rifluiscano causando ostruzioni.

Tabella dei parametri dei deflettori di ossigenazione

Tipo	Materiale	Caratteristiche principali	Può essere migliorato	Scenari applicabili
Aeratore tubolare microporoso	Membrana in gomma ABS + EPDM	Bolle fini (1–4 mm), elevato tasso di utilizzo dell'ossigeno, area di servizio 0,8–1,2㎡/unità	NO	Impianti di trattamento delle acque reflue urbane, sistemi a funzionamento continuo per acque reflue industriali
Tubo aeratore aggiornabile	HDPE/ABS + membrana in gomma	Può essere sollevato dalla superficie dell'acqua per la manutenzione, non è necessario interrompere il flusso dell'acqua per lo svuotamento	SÌ	Per le occasioni che richiedono una manutenzione frequente o una manutenzione di produzione continua-
Aeratore a disco	Membrana in ABS + EPDM	Installazione stabile, aerazione uniforme	NO	Installazione fissa sul fondo di grandi serbatoi biochimici
Sistema di aerazione a catena sospesa	Tubo galleggiante in PE + membrana in gomma	Tubo Aerazione mobile, che forma la distribuzione delle onde DO, migliorando l'attività microbica	SÌ	Per progetti di ristrutturazione, scenari con requisiti di gradiente di ossigeno disciolto

Applicazioni dei tubi di aerazione aerobica

1. Impianti di trattamento delle acque reflue

Utilizzato nei processi di trattamento biochimico come il metodo dei fanghi attivi, per fornire ossigeno ai batteri aerobici e decomporre gli inquinanti organici nelle acque reflue.
I tubi di aerazione microporosi sono spesso utilizzati nel trattamento delle acque reflue urbane grazie al loro elevato tasso di utilizzo dell'ossigeno (fino al 25%-35%), che si traduce in un notevole risparmio energetico.
Nelle acque reflue con facile intasamento o elevato contenuto di solidi sospesi, vengono più comunemente utilizzate le teste di aerazione a vortice anti-bloccaggio.

2. Trattamento delle acque reflue industriali

Le acque reflue ad alta-concentrazione scaricate da settori quali quello chimico, farmaceutico, della tintura e della lavorazione alimentare richiedono un forte trattamento di ossidazione.
Le acque reflue contenenti olio o alto contenuto di sale vengono selezionate con materiali resistenti alla corrosione-come teste di aerazione in gomma EPDM o lega di titanio.
I dispositivi di aerazione regolabili sono adatti per scenari in cui è richiesta una produzione continua per la manutenzione, come nell'industria petrolchimica e della birra.

3. Acquacoltura

Aumentare l'ossigeno disciolto negli stagni o nei sistemi di ricircolo dell'acqua per garantire la sopravvivenza degli organismi acquatici come i pesci.
Ciò è particolarmente cruciale nell'agricoltura ad alta-densità.
Le teste di aerazione microporose a forma di padella-o tubo-vengono utilizzate principalmente per garantire bolle piccole e distribuite uniformemente.

4. Altri scenari speciali

Luoghi con elevati requisiti di qualità dell'aria come ospedali e impianti di lavorazione alimentare vengono utilizzati per la dispersione del gas nei sistemi di disinfezione con ozono.
Durante le riparazioni delle condotte sottomarine, i palloncini sigillanti subacquei vengono combinati con sistemi di aerazione per operazioni di deviazione o blocco temporaneo.

Caratteristiche dei tubi di aerazione aerobica

Struttura semplice

La struttura del tubo di aerazione è semplice e facilita l'installazione e la manutenzione.

Elevato tasso di utilizzo dell'ossigeno

Il tubo di aerazione può trasferire in modo efficiente l'ossigeno all'acqua, aumentando il tasso di utilizzo dell'ossigeno.

Nessun intasamento dei fori dell'aria

Il design del foro d'aria del tubo di aerazione può prevenire l'intasamento, garantendo la continuità e la stabilità del processo di aerazione.

Resistenza alla corrosione

Il tubo di aerazione è solitamente realizzato con materiali resistenti alla corrosione-come gomma EPDM e gomma siliconica e può essere utilizzato a lungo in ambienti corrosivi come acidi e alcali.

Lunga durata

Grazie alla resistenza alla corrosione del materiale e all'affidabilità della struttura, il tubo di aerazione ha una lunga durata.

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