Diffusori a bolle fini vs. a bolle grosse
By: Tom Frankel
Post Date: Luglio 19th 2019
Sommario
Nel trattamento primario e secondario delle acque reflue, è comune utilizzare l’aerazione come metodo per rimuovere la materia organica. L’aerazione a bolle sommerse, in particolare, funziona efficacemente diffondendo piccole bolle d’aria da miscelare con le acque reflue e facilitare il lavoro dei batteri aerobi nella disgregazione dei rifiuti organici. In generale, l’aerazione a bolle sommerse fornisce un sistema più avanzato rispetto all’aerazione superficiale e molti impianti di trattamento delle acque reflue si sono mossi in questa direzione.
Tuttavia, esistono due diversi tipi di diffusori a bolle: diffusori a bolle fini e diffusori a bolle grosse. La scelta di quella più adatta alla tua struttura dipenderà dalle tue esigenze e priorità.
Diffusori a bolle fini e a bolle grosse: qual è la differenza?
Sebbene i diffusori a bolle fini e i diffusori a bolle grossolane funzionino entrambi tramite l’aerazione a bolle, è importante identificare alcune caratteristiche distintive del loro design e funzione per determinare quale sia appropriato.
I diffusori a membrana a bolle fini producono una bolla di diametro inferiore per il processo di aerazione. Queste bolle misurano tipicamente da 1 a 3 mm di diametro. Questa aerazione a bolle fini di solito fornisce il 2% o più di efficienza standard di trasferimento dell’ossigeno (SOTE) durante l’aerazione. I diffusori a bolle fini sono disponibili in una gamma di diametri stessi. In SSI Aeration, Inc., offriamo diffusori a bolle fini da 7, 9 e 12 pollici progettati per prestazioni e durata nell’uso municipale e industriale.
I diffusori a bolle d’aria grossolane, al contrario, producono un diametro maggiore della bolla per spostare, agitare e miscelare efficacemente le acque reflue. L’aerazione a bolle grossolane in genere fornisce l’1% o meno di SOTE durante l’aerazione. In SSI, offriamo una gamma di diffusori a bolle grossolane in una varietà di fasce di prezzo per garantire che i nostri prodotti di lunga durata, progettati secondo gli standard più elevati, possano soddisfare ogni tipo di esigenza.
Diffusori a bolle fini: Tipi
I diffusori a bolle fini sono disponibili in diversi stili di funzione e complessità. Di seguito, troverai un breve elenco di alcuni modelli di diffusori a bolle sottili:
1. Disco
I diffusori a disco sono costituiti da una membrana in gomma EPDM montata su una piastra.
SSI Aeration, Inc., offre un esclusivo rivestimento in PTFE sulla membrana di gomma che è altamente efficace nel combattere il rivestimento batterico e le incrostazioni. Mentre l’aria compressa scorre attraverso la membrana, la gomma si espande. Questa espansione apre la costellazione di piccoli fori e rilascia migliaia di bolle nell’acqua.
I diffusori a disco sono molto efficaci nella loro funzione ma possono essere più complessi da installare rispetto ad altri tipi di diffusori.
2. Tubo
I diffusori a tubo sono costituiti da un cilindro lungo e stretto in plastica o ceramica circondato da una membrana in gomma EPDM. Ancora una volta, la gomma si espande mentre l’aria compressa scorre attraverso di essa per aprire i minuscoli fori e rilasciare bolle di piccolo diametro nelle acque reflue.
Questo tipo di diffusore a bolle fini tende ad avere una superficie maggiore rispetto ai diffusori a disco e produce più bolle. Richiedono una spesa iniziale inferiore rispetto ai diffusori a disco perché sono più semplici da installare, anche se non sempre sono meno costosi da mantenere a lungo termine.
3. Tubi perforati/tubi a bolle
Sebbene i diffusori a disco e i diffusori a tubo costituiscano due tipi principali di diffusori a bolle fini, sono disponibili anche altri tipi di diffusori a bolle fini, come tubi perforati o tubi a bolle, diffusori. Questi sono costituiti da pannelli di plastica perforati. L’aria compressa scorre e fuoriesce attraverso le perforazioni.
A differenza dei diffusori a disco e tubo, non c’è espansione o contrazione del materiale per aprire i fori.
Diffusori a bolle fini: vantaggi
Di seguito, troverete una discussione di alcune delle caratteristiche che rendono i diffusori a bolle fini, sia a disco che a tubo, una scelta efficace per il trattamento delle acque reflue.
1. Aerazione efficiente
L’efficienza di aerazione standard (SAE) è misurata dal numero di libbre di ossigeno miscelate nelle acque reflue per cavalli all’ora prodotte dalle soffianti che alimentano il sistema di trattamento.
I diffusori a bolle fini disperdono più ossigeno nella colonna d’acqua per un’aerazione più efficiente, producendo in genere almeno il doppio della massa di ossigeno rispetto ai diffusori a bolle grossolane comparabili. Soprattutto durante il trattamento secondario, quando le acque reflue devono essere purificate per soddisfare lo standard EPA di rimozione dell’85% della materia organica, un’aerazione efficiente è una risorsa importante.
2. Trasferimento efficiente dell’ossigeno
L’efficienza standard di trasferimento dell’ossigeno (SOTE) si riferisce all’efficienza con cui l’ossigeno disperso si combina con l’acqua affinché avvenga il processo di aerazione. Un numero elevato di bolle minuscole, come quelle prodotte con diffusori a bolle fini, sono in grado di trasferire più ossigeno nella colonna d’acqua rispetto a un numero minore di bolle più grandi.
Questa maggiore efficienza di trasferimento dell’ossigeno degli aeratori è il risultato di due fattori:
- Area superficiale: una massa di molte piccole bolle ha una superficie cumulativa molto più ampia di poche bolle più grandi. Questa maggiore superficie consente un maggiore tasso di trasferimento di ossigeno quando l’aria e l’acqua entrano in contatto attraverso le superfici delle bolle.
- Velocità: le bolle più piccole salgono più lentamente di quelle più grandi. Questa bassa velocità si traduce in una maggiore quantità di tempo di contatto tra aria e acqua e consente di distribuire più ossigeno in tutta la colonna d’acqua. L’aumento del tempo per il trasferimento dell’ossigeno si traduce in una maggiore efficienza di trasferimento.
Tutto sommato, le bolle più piccole prodotte da un diffusore a bolle fini possono realizzare la stessa quantità di trasferimento di ossigeno con circa la metà dell’aria richiesta da un diffusore a bolle grossolane.
3. Efficienza energetica
L’efficienza energetica è uno dei miglioramenti più interessanti offerti dai diffusori a bolle fini ed è una delle ragioni principali per cui i diffusori a bolle fini sono stati così ampiamente adottati.
In un tipico impianto di trattamento delle acque reflue, il 50% del fabbisogno energetico proviene dal sistema di aerazione. Un diffusore ad alta efficienza energetica porta a una riduzione del fabbisogno energetico e si traduce in risparmi significativi per qualsiasi impianto di trattamento. I diffusori a bolle fini generalmente costano meno per funzionare rispetto ad altri tipi di aerazione, come l’aerazione a bolle grossolane, in termini di energia utilizzata. Questo perché la minore quantità di aria compressa necessaria per un diffusore a bolle fini richiede meno energia alle soffianti che alimentano il sistema di aerazione.
Diffusori a bolle fini: Cons
Sebbene i diffusori a bolle fini offrano una varietà di vantaggi, non sono adatti a tutte le applicazioni. Di seguito sono descritti alcuni degli svantaggi dei diffusori a bolle fini:
1. Fattore alfa basso
Il fattore alfa si riferisce alla resistenza del diffusore alle incrostazioni. I diffusori di ossigeno a pori ultra fini tendono a sporcarsi più rapidamente dei diffusori a bolle grossolane perché i minuscoli pori sono più suscettibili all’ostruzione di batteri e rifiuti organici.
Questo basso fattore alfa ha diverse conseguenze. In primo luogo, l’accumulo di fanghi compromette la funzione del diffusore e ne riduce l’efficienza nell’aerazione e nel trasferimento di ossigeno. In secondo luogo, invia una contropressione attraverso il sistema, che può portare a una maggiore usura delle soffianti. Infine, il rapido tasso di incrostazione significa che i diffusori devono essere puliti e sostituiti più spesso, causando perdite all’impianto di trattamento in termini sia di denaro che di tempo.
2. Miscelazione più debole
Le bolle più piccole prodotte dai diffusori a bolle fini, sebbene estremamente efficienti per l’aerazione e il trasferimento di ossigeno, sono più scadenti nella miscelazione. Il loro volume inferiore rispetto ai diffusori a bolle grossolane significa che non possono spostare la stessa quantità di liquido.
Nel trattamento delle acque reflue, la miscelazione è fondamentale per mantenere i biosolidi in sospensione in modo che non possano depositarsi nell’acqua e formare fanghi, il che rende il processo di trattamento meno efficiente ed è costoso e richiede tempo per la rimozione. La miscelazione è necessaria anche per portare i microrganismi a contatto con la materia organica solida al fine di scomporla. I diffusori a bolle fini forniscono meno potenza per facilitare questo processo.
3. Installazione e pulizia complesse
Spesso, quando è necessario installare o pulire i diffusori, l’intero serbatoio deve essere disidratato e defangato. Ciò costa tempo, almeno una settimana per pulizia, oltre a manodopera e denaro per l’impianto di trattamento delle acque reflue. In alcuni casi, se i diffusori sono fissati a laterali galleggianti, l’installazione deve avvenire mentre il diffusore è immerso nelle acque reflue, il che può essere più difficoltoso e pericoloso.
Diffusori a bolle grossolane: Tipi
Ora che abbiamo discusso dei diffusori a bolle fini e dei loro pro e contro, possiamo esaminare alcuni dei vantaggi e degli svantaggi dei diffusori a bolle grosse. I diffusori a bolle grossolane, che possono produrre bolle grandi fino a 50 mm, sono disponibili in alcuni tipi diversi, come quelli elencati di seguito:
1. Diffusori a disco
Il diffusore ReliaBall di SSI Aeration, Inc. è un diffusore a disco a bolle grossolane. Questo tipo di diffusore è tipicamente costituito da un’ampia fascia con fori perforati. A volte, questo tipo di diffusore include un cappuccio con una membrana. L’aria compressa scorre attraverso le perforazioni e nelle acque reflue, producendo grandi bolle.
2. Diffusori a tubo
I diffusori a tubo a bolle grossolane sono costituiti da un tubo o tubo. Questo tubo può avere dei fori o, in alcuni casi, l’aria compressa scorre attraverso il fondo del tubo. Gli orifizi possono essere statici o aprirsi e chiudersi con il flusso di aria compressa.
Diffusori a bolle grossolane: pro
Di seguito, troverai una discussione sui migliori punti di vendita dei diffusori a bolle grossolane per i sistemi di trattamento delle acque reflue:
1. Alto fattore alfa
I fori più grandi dei diffusori a bolle grosse significano che i diffusori sono meno suscettibili alle incrostazioni rispetto ai diffusori a bolle fini. È meno probabile che batteri e biosolidi rimangano intrappolati e si incrostino nelle perforazioni. Ciò mantiene i diffusori in funzione in modo efficiente e riduce la contropressione che altrimenti provocherebbe l’usura dei soffiatori.
2. Miscelazione forte
Le bolle più grandi prodotte dai diffusori a bolle grossolane hanno più volume, spostano più liquido di scarto e di conseguenza producono più potenza per la miscelazione. I biosolidi sono tenuti in sospensione ed è meno probabile che formino fanghi indesiderati. L’efficace miscelazione dei diffusori a bolle grossolane facilita la scomposizione dei rifiuti organici grazie alla sua potente combinazione di ossigeno, batteri e materiale di scarto.
3. Bassa manutenzione
I pori più grandi dei diffusori a bolle grossolane significano che i diffusori sono meno soggetti a intasamento e richiedono una pulizia meno frequente con un’idropulitrice o una spazzola manuale. Questa bassa manutenzione fa risparmiare tempo e denaro all’impianto di trattamento.
4. Durata
Una maggiore resistenza alle incrostazioni significa che i diffusori si consumano e richiedono una sostituzione meno frequente. Allo stesso modo, l’onere ridotto della sostituzione consente di risparmiare denaro.
Diffusori a bolle grossolane: Cons
Sebbene i diffusori a bolle grossolane offrano notevoli vantaggi in termini di potenza e durata, è importante che le strutture di trattamento considerino gli svantaggi di questi diffusori, discussi di seguito:
1. Trasferimento di ossigeno meno efficiente
I diffusori a bolle grossolane producono meno bolle più grandi che viaggiano più velocemente di quelle prodotte dai diffusori a bolle fini. Bolle più grandi e più veloci trasferiscono meno ossigeno nella colonna d’acqua. In genere, il SOTE dei diffusori a bolle grossolane è inferiore all’1%. Per ottenere l’efficienza di trasferimento dell’ossigeno di un diffusore a bolle fini paragonabile, un diffusore a bolle grossolane richiederebbe il doppio dell’aria.
2. Aerazione meno efficiente
Allo stesso modo, nonostante il maggiore potere di miscelazione verticale, i diffusori a bolle grossolane disperdono meno ossigeno nell’acqua per un’aerazione meno efficiente, raggiungendo in genere il 50% o meno dell’efficienza ottenuta con i diffusori a bolle fini.
3. Meno efficienza energetica
I diffusori a bolle grossolane sono generalmente meno efficienti dal punto di vista energetico rispetto all’aerazione a bolle fini. La quantità di aria compressa necessaria per il funzionamento di un diffusore a bolle grossolane comporta maggiori esigenze per le soffianti e un consumo maggiore per l’impianto elettrico.
Scegli i diffusori di aerazione giusti per la tua applicazione
A seconda delle vostre esigenze, i diffusori a bolle fini o a bolle grosse possono avere chiari vantaggi per il lavoro che dovete svolgere. Sapere come i diffusori a bolle fini e a bolle grosse possono essere applicati al processo di trattamento delle acque reflue ti aiuterà a fare una scelta vantaggiosa.
Serbatoi profondi
Per serbatoi profondi e voluminosi, i diffusori a bolle grossolane forniscono in genere prestazioni superiori. Il loro potere verticale premium significa che il materiale organico all’interno delle acque reflue sarà sufficientemente miscelato per una corretta scomposizione e rimarrà in sospensione senza formare fanghi indesiderati.
Solidi pesanti
Per le acque reflue con un’elevata composizione di biosolidi, i diffusori a bolle grossolane funzionano bene. Le forti prestazioni di miscelazione migliorano la scomposizione dei solidi e sono più adatti dei diffusori a bolle fini a resistere alle gravi incrostazioni che potrebbero derivare da un’elevata composizione di biosolidi. In luoghi come vasche di equalizzazione e camere di sabbiatura, i diffusori a bolle grossolane superano le prestazioni dei diffusori a bolle fini.
Riduzione del costo del capitale
Per le aziende in cui mantenere bassi i costi è una priorità assoluta, gli stili di linea economica dei diffusori a bolle grossolane offrono una buona vestibilità pur mantenendo l’elevata qualità di produzione su cui contano gli impianti di trattamento delle acque reflue. In alcuni casi, il design innovativo ed economico è in grado di ridurre i costi del 75%.
Un ambiente attento all’energia
Per un’azienda focalizzata sulla riduzione della propria impronta di carbonio o sul perseguimento di un’immagine più ecologica, i diffusori a bolle fini costituiscono un abbinamento ideale, a condizione che la struttura disponga delle risorse necessarie per una pulizia più frequente e più scrupolosa dei suoi diffusori. L’aerazione efficiente e il consumo di energia relativamente basso dei diffusori a bolle fini forniscono un adattamento ad alte prestazioni per una struttura di trattamento lungimirante.
Diffusori a bolle fini e grosse riconosciuti in tutto il mondo presso SSI Aeration, Inc.
Indipendentemente dal fatto che un impianto di trattamento delle acque reflue sia più adatto per diffusori a bolle fini, diffusori a bolle grossolane o una combinazione dei due, SSI Aeration, Inc. è un leader globale per soluzioni e servizi superiori. I nostri prodotti hanno design innovativi, ingegneria di livello mondiale e qualità testata nel tempo per mantenere i sistemi di trattamento delle acque reflue funzionanti in modo regolare ed efficiente. Contattaci oggi stesso per saperne di più sul motivo per cui siamo affidabili e rispettati in tutto il mondo.
Mr. Frankel co-founded SSI in 1995 with experience in design and distribution of engineered systems. He is in charge of sales, marketing and operations in the company. Mr. Frankel holds multiple US patents related to diffusers. He is a graduate of Washington University in St. Louis.