Charakterizácia znečistenia a výkon prevzdušňovania Obnova jemného-pórového difúzora v čistiarňach odpadových vôd
Ako kritický krok v procese aktivovaného kalu v komunálnych čistiarňach odpadových vôd (ČOV) poskytuje prevzdušňovanie na dodávku kyslíka nielen dostatok kyslíka na udržanie základných životných aktivít mikroorganizmov, ale tiež udržuje kal v suspenzii, čím uľahčuje adsorpciu a odstraňovanie znečisťujúcich látok. Prevzdušňovanie je tiež energeticky najnáročnejšie-jednotkou v ČOV, ktorá predstavuje 45 % až 75 % celkovej spotreby energie elektrárne. Výkon prevzdušňovacieho systému teda priamo ovplyvňuje účinnosť čistenia a prevádzkové náklady ČOV. Prevzdušňovacie zariadenie je kľúčovým komponentom prevzdušňovacieho systému, pričom prevzdušňovače s jemnými bublinami sú najčastejšie používané v komunálnych ČOV kvôli ich vysokej účinnosti prenosu kyslíka (OTE). Počas-dlhodobej prevádzky sa však znečisťujúce látky nevyhnutne hromadia na povrchu a v póroch prevzdušňovačov. Na zabezpečenie kvality odpadovej vody je potrebný dodatočný prívod vzduchu z dúchadiel, čo vedie k zvýšenej spotrebe energie. Okrem toho znečistenie zhoršuje upchávanie pórov a mení materiál prevzdušňovača. Strata tlaku (dynamický tlak za mokra, DWP) komponentov prevzdušňovača sa pri dlhšej prevádzke zvyšuje, čím sa zvyšuje tlak vzduchu na výstupe dúchadla a spôsobuje ďalšie plytvanie energiou.
Znečisťujúce látky, ktoré sa hromadia na povrchu a vo vnútri pórov prevzdušňovačov s jemnými bublinami, zahŕňajú biologické, organické a anorganické nečistoty. Organické znečistenie je výsledkom adsorpcie a zrážania organickej hmoty a ukladania mikrobiálnych sekrétov. Anorganické znečistenie typicky pozostáva z chemických precipitátov tvorených polyvalentnými katiónmi, ako sú oxidy kovov. Na základe toho, či je možné ich odstrániť fyzickým čistením, možno znečisťujúce látky kategorizovať ako fyzikálne reverzibilné alebo fyzikálne nezvratné znečistenie. Fyzikálne reverzibilné znečistenie možno odstrániť jednoduchými fyzikálnymi metódami, ako je mechanické čistenie, pretože tieto znečisťujúce látky sú voľne pripevnené k povrchu prevzdušňovača. Fyzikálne nezvratné znečistenie nie je možné odstrániť fyzikálnym čistením a vyžaduje si dôkladnejšie chemické čistenie. V rámci fyzikálne ireverzibilného znečistenia sa znečisťujúce látky, ktoré možno odstrániť chemickým čistením, nazývajú chemicky reverzibilné znečistenie, zatiaľ čo tie, ktoré sa nedajú odstrániť ani chemickým čistením, sa považujú za nenávratné znečistenie.
V súčasnosti sa medzi prevzdušňovače s jemnými bublinami, ktoré sa používajú v domácom prostredí, patria tradičné gumené materiály, ako je etylén-propyléndiénový monomér (EPDM) a novšie materiály, ako je polyetylén s vysokou{0}}hustotou (HDPE). Vrstva distribúcie plynu HDPE prevzdušňovačov je vytvorená potiahnutím vnútorného prívodného potrubia vzduchu roztaveným polymérom s priemerom pórov približne (4,0 ± 0,5) mm. HDPE ponúka dobré chemické, mechanické a nárazuvzdorné vlastnosti a dlhú životnosť. Jeho veľkosť pórov je však nekonzistentná a nerovnomerne rozložená, čo ich robí náchylnými na usadzovanie znečisťujúcich látok. Materiál EPDM je vysoko flexibilný, s pórmi vytvorenými mechanickým rezaním. EPDM prevzdušňovače majú vyšší počet pórov na jednotku plochy, čím vytvárajú menšie bublinky (minimálne 0,5 mm). Hydrofilný charakter gumovej membrány tiež podporuje tvorbu bublín. Avšak mikroorganizmy majú tendenciu sa prichytávať a rásť na povrchoch EPDM, pričom ako substrát využívajú zmäkčovadlá. Súčasne spotreba zmäkčovadiel spôsobuje tvrdnutie materiálu prevzdušňovača, čo v konečnom dôsledku vedie k únavovému poškodeniu a skráteniu životnosti. Preto je potrebné preskúmať vzory akumulácie znečisťujúcich látok na týchto dvoch materiáloch a následné zmeny v účinnosti prenosu kyslíka a tlakovej strate.
V tejto štúdii boli po rokoch prevádzky vymenené jemné bublinkové prevzdušňovače z dvoch komunálnych ČOV s podobnými procesnými podmienkami ako výskumné subjekty. Znečisťujúce látky na prevzdušňovačoch boli extrahované a charakterizované vrstva po vrstve, aby sa identifikovali ich hlavné zložky. Na základe toho bola hodnotená účinnosť čistiacich metód pri obnove účinnosti prenosu kyslíka v prevzdušňovačoch s cieľom poskytnúť základné údaje a technické referencie pre dlhodobo-optimalizovanú a stabilnú prevádzku jemnobublinových prevzdušňovacích systémov.
1 Materiály a metódy
1.1 Úvod do čistiarní odpadových vôd
Obe ČOV sa nachádzajú v Šanghaji a ako základnú úpravu využívajú anaeróbny{0}}anoxický{1}}oxický proces (AAO). ČOV A využíva vírivú štrkovú komoru + konvenčný AAO + vysokoúčinný vláknitý filter + UV dezinfekčný proces. ČOV B používa prevzdušňovanú komoru s pieskom + konvenčnú AAO + vysokoúčinnú sedimentačnú nádrž + UV dezinfekčný proces. Obe čistiarne stabilne spĺňajú normu stupňa A podľa "Štandardu vypúšťania znečisťujúcich látok z komunálnych čistiarní odpadových vôd" (GB 18918-2002). Konkrétne konštrukčné a prevádzkové parametre sú uvedené vTabuľka 1.
1.2 Extrakcia a charakterizácia znečisťujúcich látok z prevzdušňovača
Prevzdušňovače s jemnými bublinami použité v experimentoch boli rúrkový prevzdušňovač HDPE (Ecopolemer, Ukrajina) zozbieraný zo závodu A a rúrkový prevzdušňovač EPDM (EDI-FlexAir, USA) zozbieraný zo závodu B. Fotografie oboch sú zobrazené naObrázok 1. Stará HDPE trubica bola v prevádzke 10 rokov, s rozmermi D×L=120 mm×1000 mm a priemerom pórov (4±0,50) mm, schopná vytvárať jemné bublinky 2~5 mm. Stará EPDM trubica bola v prevádzke 3 roky, s rozmermi D×L=91 mm×1003 mm, vytvárala jemné bublinky 1,0~1,2 mm, s minimálnym priemerom bubliniek 0,5 mm.
Staré HDPE a EPDM skúmavky boli vybraté z aeróbnych nádrží, umiestnené na potravinovú fóliu a opláchnuté deionizovanou vodou. Mechanické čistenie sa uskutočňovalo pomocou plameňom-sterilizovanej čepele, aby sa zoškrabali znečisťujúce látky prichytené na povrchu prevzdušňovača.
Na ďalšie štúdium vplyvu znečistenia na výkon prenosu kyslíka sa na HDPE trubici vykonalo chemické čistenie. Po mechanickom vyčistení sa HDPE trubica namočila do 5 % HCI a 5 % NaClO počas 24 hodín. Staré rúrky, mechanicky vyčistené rúrky a chemicky vyčistené rúrky sa sušili v sušiarni pri teplote 60 stupňov (model XMTS-6000) počas 60 hodín. Ich povrchy sa potom skúmali pomocou skenovacej elektrónovej mikroskopie (SEM, model JSM-7800F, Japonsko), energiovo-disperznej röntgenovej spektroskopie (EDX, Oxford Instruments, UK) a konfokálnej laserovej skenovacej mikroskopie (CLSM, model TCS SP8, Nemecko). Čistiaci roztok HCl sa prefiltroval cez 0,45 μm membránu a kvantitatívna analýza polyvalentných katiónov (vrátane iónov Ca, Mg, Al, Fe atď.) sa uskutočnila pomocou optickej emisnej spektrometrie s indukčne viazanou plazmou (ICP, model ICPS-7510, Japonsko). Keďže HCl a NaClO môžu spôsobiť denaturáciu a starnutie membrány EPDM, na skúmavke EPDM nebolo vykonané chemické čistenie. EPDM skúmavka bola narezaná na kúsky membrány 5 cm x 5 cm a namočená v HCl na kvantitatívnu analýzu polyvalentných katiónov v roztoku.
1.3 Testovacie zariadenie a metóda na prenos kyslíka z prevzdušňovača
Výkonnosť prenosu kyslíka jemnobublinových prevzdušňovačov sa testovala podľa "Stanovenia výkonnosti prevzdušňovačov s jemnými bublinami v čistej vode" (CJ/T 475-2015). Nastavenie testu je zobrazené vObrázok 2.
Prístroj má konštrukciu z nehrdzavejúcej{0}}oceľovej konštrukcie s rozmermi 1,2 m × 0,3 m × 1,4 m, s okienkami z organického skla na oboch stranách. Prevzdušňovač bol pripevnený v strede dna pomocou kovovej podpery s hĺbkou ponorenia 1,0 m. Na monitorovanie koncentrácie rozpusteného kyslíka (DO) v reálnom čase- sa použil viacparametrový analyzátor kvality vody (Hach HQ30D, USA). Ako deoxygenačné činidlo sa použil bezvodý siričitan sodný a ako katalyzátor sa použil chlorid kobaltnatý. Údaj tlakomeru predstavoval dynamický vlhký tlak prevzdušňovača (DWP, kPa). Výsledky merania boli korigované na teplotu, salinitu a DO. Ako hodnotiaci index bola použitá štandardizovaná účinnosť prenosu kyslíka (SOTE, %).
Spotreba energie dúchadla súvisí s prietokom privádzaného vzduchu a tlakom výstupného vzduchu, ktoré sú ovplyvnené SOTE a DWP prevzdušňovača. Preto sa na hodnotenie výkonu prevzdušňovača použil index spotreby energie pri prevzdušňovaní J (kPa·h/g), ktorý predstavuje kombinovaný účinok SOTE a DWP. Je definovaná ako tlaková strata, ktorú musí prevzdušňovač prekonať na jednotku hmotnosti preneseného kyslíka. J sa vypočíta zo sklonu lineárnej regresie medzi DWP/SOTE a prietokom vzduchu (AFR), ako je znázornené v nasledujúcej rovnici:
kde:
AFRje prietok vzduchu, m³/h;
ρvzduchuje hustota vzduchu, braná ako 1,29 × 103 g/m³ pri 20 stupňoch;
yO2je obsah kyslíka vo vzduchu, vyjadrený ako 0,23 g O₂/g vzduchu.
2 Výsledky a analýza
2.1 Výkon prenosu kyslíka u nových, starých a vyčistených prevzdušňovačov
Obrázok 3ukazuje SOTE a DWP prevzdušňovačov pri rôznych prietokoch vzduchu.
Z obrázkov 3(a) a (b) sú hodnoty SOTE pre nové HDPE a nové EPDM rúrky (7,36 ± 0,53) % a (9,68 ± 1,84) %, v tomto poradí. EPDM trubica vytvára menšie bubliny s väčším špecifickým povrchom, čím sa zvyšuje kontaktná plocha plynu-kvapaliny a čas zotrvania, čo vedie k vyššiemu SOTE. SOTE oboch prevzdušňovačov klesal so zvyšujúcim sa AFR, pretože vyšší AFR zvyšuje počet bublín a počiatočnú rýchlosť, čo vedie k väčšiemu počtu zrážok bublín a tvorbe väčších bublín, čo bráni prenosu kyslíka z plynnej do kvapalnej fázy. SOTE trubice EPDM vykazoval výraznejší klesajúci trend so zvyšujúcou sa AFR v porovnaní s trubicou HDPE. Je to preto, že póry HDPE prevzdušňovača sú tuhé a nemenia sa s AFR, zatiaľ čo póry EPDM prevzdušňovača sú flexibilné a širšie sa otvárajú so zvýšeným AFR, vytvárajú väčšie bubliny a ďalej znižujú SOTE.
Po dlhodobej{0}}prevádzke SOTE HDPE trubice klesol na (5,39±0,62) %, čo je zníženie o 26,7 %, najmä v dôsledku upchávania pórov akumuláciou znečisťujúcich látok a znížením počtu účinných pórov na tvorbu bublín. Mechanické čistenie zvýšilo SOTE HDPE trubice na (5,59 ± 0,66) %, ale regenerácia nebola významná, pravdepodobne preto, že znečisťujúce látky na HDPE trubici boli nielen pripevnené k povrchu, ale aj vo vnútri pórov, čo sťažovalo ich odstránenie mechanickým čistením. Jiang a kol. zistili, že NaClO dokáže účinne odstrániť znečisťujúce látky z HDPE rúrok a obnoviť ich výkon prevzdušňovania. Po vyčistení NaClO sa SOTE HDPE trubice obnovil na (6,14 ± 0,63) %, čo je 83,4 % úrovne novej trubice, stále sa nemôže úplne zotaviť. Je to preto, že pri dlhšej prevádzke sa znečisťujúce látky pevne prichytia, zmenia štruktúru pórov, bránia prúdeniu vzduchu, zvyšujú koalescenciu bublín, zmenšujú špecifickú povrchovú plochu bublín a čas zotrvania, a tak bránia prenosu kyslíka. Súčasne znečistenie spôsobuje nerovnomernú distribúciu vzduchu, čo znižuje celkový výkon.
SOTE starej EPDM trubice klesol na (9,06±1,75)%, čo je zníženie o 6,4%. Okrem upchávania pórov akumuláciou znečisťujúcich látok biologické znečistenie spotrebuje zmäkčovadlá v materiáli, vytvrdzuje prevzdušňovač a deformuje póry. Deformované póry sa nemôžu vrátiť do pôvodného stavu, produkujú väčšie bubliny a znižujú SOTE. Mechanické čistenie zvýšilo SOTE trubice EPDM na (9,47 ± 1,87) %, čím sa takmer obnovilo na úroveň novej trubice, čo naznačuje, že znečisťujúce látky na trubici EPDM boli voľne pripevnené k povrchu a mohli byť väčšinou odstránené mechanickým čistením.
Z obrázkov 3(c) a (d), DWP novej EPDM trubice bol (6,47±0,66) kPa, výrazne vyšší ako u novej HDPE trubice [(1,47±0,49) kPa]. Je to preto, že priemer pórov trubice EPDM je menší ako priemer trubice HDPE, čo má za následok väčší odpor pri pretláčaní bublín. Po dlhodobej-prevádzke sa DWP starej HDPE trubice zvýšil na (4,36±0,56) kPa, čo je 2,97-násobok hodnoty novej trubice. Nárast DWP súvisí tak so stupňom upchávania pórov, ako aj so zmenami materiálu. Mechanické čistenie znížilo DWP HDPE skúmavky na 2,25-násobok hodnoty novej skúmavky. Čistenie NaClO ho ďalej znížilo na (2,04 ± 0,45) kPa, čo je 1,39-násobok hodnoty novej skúmavky. To opäť naznačuje, že väčšina znečisťujúcich látok na HDPE trubici sa usadila vo vnútri pórov a nedala sa účinne odstrániť mechanickým čistením, čo si na obnovenie výkonu vyžaduje čistenie NaClO. DWP starej EPDM trubice sa zvýšil na (8,10 ± 0,94) kPa, 1,25-násobok hodnoty novej trubice, a po mechanickom čistení sa znížil na 1,10-násobok.
Obrázok 4ukazuje zmenu DWP/SOTE (označené ako DWP') s AFR pre prevzdušňovače.
Na prispôsobenie DWP' verzus AFR sa použila lineárna regresná rovnica a parameter spotreby energie J sa získal zo sklonu. Hodnoty J pre nové HDPE a nové EPDM trubice boli 0,064 a 0,204 kPa·h/g, v tomto poradí, čo naznačuje, že na jednotku hmotnosti preneseného kyslíka, EPDM trubica musí prekonať väčšiu stratu tlaku. V čase výmeny sa hodnoty J pre HDPE a EPDM trubice zvýšili na 0,251 a 0,274 kPa·h/g. Znečistenie prevzdušňovača vedúce k zvýšenej strate tlaku môže ovplyvniť bezpečnú prevádzku ventilátora. Po mechanickom vyčistení sa hodnoty J pre HDPE a EPDM trubice znížili na 0,184 a 0,237 kPa·h/g. Zmeny v J možno použiť na kvantitatívnu analýzu znečisťujúcich látok v prevzdušňovači. Rozdiel v J medzi starou rúrkou a mechanicky vyčistenou rúrkou je spôsobený fyzikálne reverzibilným znečistením. Rozdiel medzi mechanicky vyčistenou trubicou a novou trubicou je spôsobený fyzikálne nezvratným znečistením. Rozdiel medzi mechanicky vyčistenou trubicou a chemicky vyčistenou trubicou je spôsobený chemicky reverzibilným znečistením, zatiaľ čo rozdiel medzi chemicky vyčistenou trubicou a novou trubicou je spôsobený neodstrániteľným znečistením. Obrázok 5 ukazuje zmeny parametra spotreby energie J pre prevzdušňovače.
OdObrázok 5v prípade HDPE trubice fyzikálne reverzibilné a fyzikálne ireverzibilné znečistenie predstavovalo 35,8 % a 64,2 % celkového znečistenia. V rámci fyzikálne ireverzibilného znečistenia tvorilo chemicky reverzibilné znečistenie 42,8 % a nevratné znečistenie 21,4 %. V prípade trubice EPDM predstavovalo fyzikálne vratné a fyzikálne ireverzibilné znečistenie 52,9 % a 47,1 %. Neopraviteľné znečistenie sa spočiatku neobjavuje, ale časom sa hromadí, čo v konečnom dôsledku určuje životnosť prevzdušňovača. Preto by sa mali stanoviť rozumné plány čistenia, aby sa spomalil prechod z reverzibilného na nevratné znečistenie a aby sa minimalizovalo hromadenie neodstrániteľného znečistenia.
2.2 SEM pozorovanie nových, starých a vyčistených prevzdušňovačov
Obrázok 6ukazuje SEM snímky povrchov nových, starých a mechanicky vyčistených prevzdušňovačov. Pórovitá štruktúra novej HDPE trubice je jasne viditeľná, zatiaľ čo povrch novej trubice z EPDM je hladký s čistými-vyrezanými pórmi. Po niekoľkých rokoch prevádzky sa výrazne zmenila povrchová morfológia oboch prevzdušňovačov. Nerovnomerné tyčinkové- a blokové znečisťujúce látky úplne pokryli povrch, pričom znečisťujúce látky sa nahromadili okolo a vo vnútri pórov, čo bráni prenosu kyslíka a zvyšuje stratu tlaku. Po mechanickom čistení bola väčšina znečisťujúcich látok na povrchu EPDM trubice odstránená, ale póry zostali upchaté. V prípade HDPE trubice sa hrúbka vrstvy znečisťujúcich látok znížila, ale póry boli stále pokryté.
2.3 Analýza anorganického znečistenia nových, starých a vyčistených prevzdušňovačov
EDX sa použil na ďalšiu analýzu hlavného elementárneho zloženia povrchov prevzdušňovača s výsledkami uvedenými vTabuľka 2. Uhlík, kyslík, železo, kremík a vápnik boli detegované na HDPE aj EPDM povrchoch. HDPE trubica tiež obsahovala horčík, zatiaľ čo trubica EPDM obsahovala hliník. Usudzuje sa, že anorganické znečisťujúce látky na trubici z HDPE boli oxid kremičitý, uhličitan vápenatý, uhličitan horečnatý a fosforečnan železitý, zatiaľ čo tie na trubici z EPDM boli oxid kremičitý a oxid hlinitý. Tieto anorganické precipitáty sa vytvorili, keď koncentrácie anorganických iónov z komunálnych odpadových vôd a aktivovaného kalu dosiahli nasýtenie na povrchu prevzdušňovača. Po mechanickom čistení vykazovali anorganické prvky na povrchoch prevzdušňovača malý rozdiel v porovnaní so starými rúrkami, čo naznačuje, že mechanické čistenie nemôže účinne odstrániť anorganické znečisťujúce látky. Kim a spol. zistili, že po-dlhodobej prevádzke sú anorganické znečisťujúce látky pokryté organickými znečisťujúcimi látkami, ktoré pevne priľnú k povrchu a vo vnútri pórov, čo sťažuje ich odstránenie mechanickým čistením.
Po čistení HCl boli kovové ióny na povrchoch prevzdušňovača úplne odstránené. HCl korodovala časť organickej vrstvy pokrývajúcej povrch, prenikla do nej a reagovala s kovovými iónmi, pričom neutralizáciou a rozkladom odstraňovala anorganické zrazeniny. Čistiaci roztok HCl použitý na namáčanie prevzdušňovačov bol analyzovaný pomocou ICP na výpočet obsahu anorganických znečisťujúcich látok. Obsah Ca, Mg a Fe v HDPE skúmavke bol 18,00, 1,62 a 13,90 mg/cm2, zatiaľ čo v EPDM skúmavke bol obsah Ca, Al a Fe 9,55, 1,61 a 3,38 mg/cm2.
2.4 Analýza organického znečistenia nových, starých a vyčistených prevzdušňovačov
Na kvantitatívne preskúmanie distribúcie organických znečisťujúcich látok sa použil softvér Image J na výpočet pomeru bioobjemu a substrátového pokrytia celkových buniek, polysacharidov a proteínov z mikrosnímok CLSM, pričom ako konečné výsledky sa brali priemery (Obrázok 7).
Z obrázku 7(a) boli proteíny a celkové bunky hlavnými zložkami organických polutantov na HDPE a EPDM skúmavkách, s maximálnymi celkovými objemami dosahujúcimi 7,66 x 105 a 7,02 x 105 μm3. Celkový objem buniek v skúmavke EPDM bol 2,5-krát väčší ako v skúmavke z HDPE, čo je v súlade so zisteniami Garrida-Baserba et al., ktorí uviedli vyššiu celkovú koncentráciu DNA na starých EPDM prevzdušňovačoch v porovnaní s inými materiálmi. Wanger a spol. zistili, že keď sa mikroorganizmy prichytia na skúmavky EPDM, ak okolitému prostrediu chýba dostatok organického substrátu, začali používať zmäkčovadlá membrán EPDM. Mikroorganizmy môžu využívať zmäkčovadlá ako zdroj uhlíka, urýchľujúc rast a reprodukciu, čím zosilňujú biologické znečistenie na povrchu EPDM. Obsahy polysacharidov a proteínov v skúmavke z EPDM boli oveľa nižšie ako v skúmavke z HDPE, pravdepodobne v dôsledku vyššieho veku kalu v závode B v porovnaní s závodom A, čo viedlo k nižšej koncentrácii extracelulárnej polymérnej látky (EPS). Ako hlavné zložky EPS sa proteíny a polysacharidy vylučované mikroorganizmami stali významnými zdrojmi organických znečisťujúcich látok na povrchu HDPE trubice v závode A.
Po mechanickom vyčistení sa množstvo celkových buniek, polysacharidov a proteínov v HDPE skúmavke znížilo o 1,49 x 105, 0,13 x 105 a 1,33 x 105 μm3, v danom poradí. Na skúmavke EPDM boli zodpovedajúce zníženia 2,20 x 105, 1,88 x 105 a 2,38 x 105 μm3, v danom poradí. To naznačuje, že mechanické čistenie môže do určitej miery znížiť organické znečistenie.
V prípade HDPE skúmavky sa však plocha pokrytia substrátom polysacharidmi a proteínmi zvýšila po mechanickom čistení-z 2,75 % a 6,28 % na 4,67 % a 7,09 % [obrázok 7(b)]. K tomu došlo, pretože extracelulárne polymérne látky (EPS) majú vysokú viskozitu. V dôsledku toho malo mechanické čistenie kontraproduktívny účinok rozširovania proteínov, polysacharidov a anorganických znečisťujúcich látok po povrchu HDPE trubice, čo viedlo k väčšiemu pokrytiu plochy. To pravdepodobne vysvetľuje, prečo mechanické čistenie nedokázalo výrazne obnoviť účinnosť prevzdušňovania HDPE trubice.
Po čistení NaClO sa celkový počet buniek, polysacharidov a proteínov na HDPE skúmavke znížil o 2,34 x 10⁵, 3,42 x 10⁵ a 4,53 x 10⁵ μm3, v uvedenom poradí, čo ukazuje výrazne vyššiu účinnosť odstraňovania ako mechanické čistenie. NaClO oxiduje funkčné skupiny organických znečisťujúcich látok na ketóny, aldehydy a karboxylové kyseliny, čím zvyšuje hydrofilitu základných zlúčenín a znižuje priľnavosť znečisťujúcich látok k prevzdušňovaču. Okrem toho môžu byť vločky a koloidy kalu rozložené pomocou oxidantov na jemné častice a rozpustené organické látky.
3 Závery
①Hodnoty SOTE pre nové HDPE a nové EPDM rúrky boli (7,36 ± 0,53) % a (9,68 ± 1,84) %, v tomto poradí. SOTE trubice EPDM vykazoval výraznejší klesajúci trend so zvyšujúcou sa AFR v porovnaní s trubicou HDPE. Je to preto, že póry HDPE prevzdušňovača sú tuhé a nemenia sa s AFR, zatiaľ čo póry EPDM prevzdušňovača sú flexibilné a širšie sa otvárajú so zvýšeným AFR, vytvárajú väčšie bubliny a ďalej znižujú SOTE.
②V dôsledku akumulácie znečisťujúcich látok na povrchu a vo vnútri pórov sa účinnosť prenosu kyslíka HDPE trubice znížila o 26,7% a jej tlaková strata sa zvýšila na 2,97-násobok novej trubice. Pretože väčšina znečisťujúcich látok na HDPE trubici bola uložená vo vnútri pórov, mechanické čistenie nebolo účinné. Po chemickom čistení sa SOTE HDPE trubice obnovil na 83,4 % úrovne novej trubice a DWP sa znížil na 1,39-násobok hodnoty novej trubice, čo ukazuje na výrazné zlepšenie výkonu. V dôsledku usadzovania znečisťujúcich látok sa však nemohol úplne zotaviť do pôvodného stavu. V prípade HDPE trubice fyzikálne reverzibilné, chemicky reverzibilné a neodstrániteľné znečistenie predstavovalo 35,8 %, 42,8 % a 21,4 %.
③Po dlhodobej{0}}prevádzke sa účinnosť prenosu kyslíka trubicou EPDM znížila o 6,4 % a jej tlaková strata sa zvýšila na 1,25-násobok v porovnaní s novou trubicou. Po mechanickom čistení sa výkon prevzdušňovania EPDM trubice takmer obnovil na úroveň novej trubice, čo naznačuje, že znečisťujúce látky na trubici EPDM boli voľne prichytené k povrchu a mohli byť z veľkej časti odstránené mechanickým čistením. V prípade trubice EPDM predstavovalo fyzikálne vratné a fyzikálne ireverzibilné znečistenie 52,9 % a 47,1 %.
④Proteíny boli hlavnou zložkou organických znečisťujúcich látok na skúmavke z HDPE, zatiaľ čo celkové bunky boli hlavnou zložkou na skúmavke EPDM. Je to preto, že mikroorganizmy využívajú zmäkčovadlá v materiáli EPDM ako zdroj uhlíka, čím sa urýchľuje ich rast a reprodukcia, čím sa zintenzívňuje biologické znečistenie prevzdušňovačov materiálu EPDM.