دیفیوزر با هدف کمک به انجام هوادهی در پروسه های هوازی تصفیه فاضلاب (دیفیوزر هوادهی فاضلاب) و همچنین وارد کردن اکسیژن به مخزن های هوادهی برای اکسیداسیون فاضلاب به وسیله ی باکتری های هوازی فاضلاب و یا دیفیوزر هوادهی استخر استفاده می شود. این امر به کمک دستگاه هواده یا ایر بلوئر و گاهی اوقات ساید چنل ها نیز امکان پذیر می باشد که باعث پویایی خاصی در صنعت های مرتبط شده است. همچنین دارای انواع متعددی مانند دیفیوزر هوادهی حباب ریز و دیفیوزر هوادهی حباب درشت و دیگر انواع می باشد.

مشخصات فنی دیفیوزر هواده

در مکانیزم هوادهی با شیوه ی هوادهی عمقی آب و فاضلاب برای منتقل کردن هوای فشرده به وسیله ی بلوئرها و پخش کردن هماهنگ هوا در عمق استخر، هوادهی باید از تجهیزاتی با کاربرد مناسب و راندمان بالا استفاده شود این وسیله مجهز در صنعت آب و فاضلاب دیفیوزر هوادهی شناخته شده است در صنعت آب و فاضلاب به دیفیوزرها نازل هوادهی هم گفته می شود. از دیگر کاربردهای دیفیوزرها می توان به مزارع و استخرهای پرورش ماهی های سرد آبی و گرم آبی مانند قزل آلا و کپور و سایر موجودات آبزی پرور اشاره کرد که برای تامین اکسیژن آبزیان و ماهی ها کاربرد دارد. از دیفیوزرها برای پخش کردن اکسیژن و هوادهی آب در عمق استخر نیز استفاده می شود. با توجه به مقدار ظرفیت بلوئر و دیفیوزر، تعداد دیفیوزرهای مورد استفاده را محاسبه می کنند هرچقدر میزان عمقی که دیفیوزرها نصب می شوند، بیشتر باشد (عمق استخر یا حوضچه) فرایند انتقال اکسیژن از راندمان بالاتری بر خوردار می باشد. برای حساب کردن فشار مورد نظر بلوئرها، مقدار افت فشاری که توسط دیفیوزرها ایجاد می شود را 50 میلی بار در نظر می گیریم. اگر از سیستم لوله کشی استفاده شود، باید توجه داشت که هوا به صورت هماهنگ بین دیفیوزرها پخش شود.

انواع دیفیوزر هوادهی

1. دیفیوزر بشقابی یا دیفیوزر دیسکی
2. دیفیوزر تیوپی یا دیفیوزر لوله ای
3. دیفیوزر پلیتی

بیشترین کاربرد را در بین دیفیوزرها، دیفیوزرهای بشقابی یا دیسکی دارند که در سه سایز تولید می شوند:

1. دیفیوزر هوا 10 اینچ (25 سانتی متر)
2. دیفیوزر هوا 12 اینچ (30 سانتی متر)
3. دیفیوزر هوا 14 اینچ (35 سانتی متر)

نکات مهمی که  در مورد طراحی سیستم هوادهی عمقی توصیه می‌شود:

1. محاسبات تعداد دیفیوزر بر اساس میزان ظرفیت هوای بلوئر انجام شود. لازم به ذکر است ظرفیت بلوئر نیز بسته به میزان آلودگی فاضلاب و نوع فرآیند تصفیه محاسبه می‌شود.
2. جهت محاسبه تعداد دیفیوزر مورد نیاز برای میزان مشخص دبی هوا، از ظرفیت دیفیوزر در محدوده بهینه جداول زیر استفاده شود.
3. ظرفیت حداکثر دیفیوزر صرفا به مدت 15 دقیقه در شبانه روز مجاز می‌باشد و فقط جهت شستشوی دیفیوزرها استفاده می‌شود.
4. هر چقدر عمق نصب دیفیوزر بیشتَر باشد به عبارت دیگر عمق مخازن فاضلاب بیشتر باشد راندمان انتقال اکسیژن بیشتر خواهد بود.
5. در محاسبات فشار بلوئر، افت فشار دیفیوزر حدود 50 میلی‌بار در نظر گرفته شود.
6. در سیستم لوله‌کشی دقت شود هوا به طور یکنواخت بین همه دیفیوزرها توزیع گردد.

دیفیوزر لوله ای

این نوع دیفیوزر در مخزن هایی که عرض کوچکی دارند و هوای لازم برای هوادهی زیاد می باشد استفاده می شود.

دیفیوزر پلیتی

جنس بدنه ی این دیفیوزر از پلی پروپیلن مقاوم شده با فیبر شیشه ای می باشد. یکی از دلایلی که باعث افزایش راندمان و طول عمر دیفیوزر پلیتی شده است، طراحی خاص آن بوده که داری مزایای بسیاری می باشد:

1. مقدار انتقال اکسیژن بالا
2. دارای فشار ثابت با افت کم
3. جوابگو بودن در هر شرایطی

کاربرد دیفیوزر

1. شیلات و آبزی پروری
2. صنایع فولاد
3. صنایع غذایی و لبنی
4. صنایع نفت
5. آب و فاضلاب

انواع دیفیوزرهای هوادهی از نظر اندازه حباب‌های تولید شده

دیفیوزرها از نظر نوع و اندازه حبابی که تولید می‌کنند به دو دسته عمده حباب ریز (Fine Bubble)و حباب درشت (Coarse Bubble)تقسیم می‌شوند. دیفیوزرهای حباب ریز که حبابهایی با قطر بین 1 تا 3 میلی‌متر ایجاد می‌کنند، عمدتاً برای ایجاد سطح تماس بیشتر بین هوا و سیال و در نهایت انتقال بیشتر و سریع تر گاز (اکسیژن یا سایر گازها) به سیال به کار می‌روند. دیفیوزرهای حباب درشت که حبابهایی با قطر بین 3 تا 5 میلی‌متر ایجاد می‌کنند، به واسطه حباب‌های با اندازه بزرگ قادر به ایجاد یک رژیم جریان یکنواخت و قابل قبول است، از این رو بیشتر برای اختلاط دو یا چند ترکیب با سیال (آب یا فاضلاب) به کار می‌روند و بالطبع داری هوادهی بالاتری می‌باشند.

دیفیوزرها از نظر شکل عمدتاً به سه گروه دیسکی، لوله‌ای و صفحه‌ای تقسیم می‌شوند که نوع دیسکی به جهت خصوصیات هوادهی مناسب و مقاومت بالا در برابر گرفتگی و آسانی نصب، از محبوبیت بیشتری برخوردار است.

انواع دیفیوزرهای هوادهی از نظر جنس

دیفیوزرها در قدیم بیشتر از جنس فلزات ضد زنگ و سرامیک بودند. در سال‌های اخیر این دیفیوزرها جای خود را بیشتر به دیفیوزرهای ممبرانی از جنس EPDM یا PTFE داده‌اند که از مزایای این دیفیوزرها می‌توان به سبک بودن، مقاومت در برابر خوردگی بیولوژیکی و شیمیایی، آسانی نصب و قیمت ارزان نسبت به انواع قدیمی اشاره کرد^.

دیفیوزر ها: نصب، انواع چیدمان و آرایش استقرار

طراحی بهینه و انتخاب نحوه چیدمان و نصب صحیح سیستم هوادهی (دیفیوزر) در تصفیه خانه ها، تاثیر بسزایی بر روی راندمان انتقال اکسیژن و کارایی کلی سیستم تصفیه فاضلاب دارد. گزینه های مختلف چیدمان دیفیوزرها در مخزن هوادهی وجود دارد که از آن جمله می‌توان به مارپیچی یکطرفه، مارپیچی مرکزی، مارپیچی دو طرفه، شبکه ای و پوشش تمام کف، اشاره نمود. طراحی نهایی به عواملی چون نوع فرایند، نوع فاضلاب، میزان دسترسی به واحد، محدودیت طراحی اولیه (اکسیژن رسانی یا اختلاط)، راندمان و نوع واحدی که در آن دیفیوزر استفاده می شود، استاندارهای خروجی، اختلاط جامدات، تعداد واحدها و جریان هوای مورد نیاز بستگی دارد.

مطالعات ارزیابی زیادی در رابطه با ارتباط بین نرخ جذب اکسیژن و نحوه چیدمان و نصب دیفیوزر ها صورت گرفته است. سرعت صعود حباب‌ها در آب و زمان ماند آن ها درون آب، با چیدمان سیستم هوادهی رابطه مستقیم دارد. هر چقدر حباب ها زمان طولانی تری درون آب باقی بمانند، نرخ جذب بالاتر خواهد داشت.
هندسه مخزن، نوع دیفیوزر ، ملاحضات اقتصادی در خصوص هزینه های سرمایه گذاری در مقایسه با هزینه های بهره برداری، بر روی تصمیمات مهندسی در رابطه با انتخاب نحوه چیدمان و نصب دیفیوزر ها موثر هستند. بعنوان مثال چنانچه که دیفیوزر های تیوبی با راندمان بالا در یک سیستم استفاده شوند، تعداد واحدها، لوله کشی ها، ساپورت ها، مدت زمان نصب و هزینه های نگهداری ممکن است تنها ۲۵% سیستم دیفیوزر دیسکی با سطح تخلخل مدیای مشابه باشند.

دیفیوزر با چیدمان و نصب مارپیچی یکطرفه

در این نحوه چیدمان، دیفیوزر ها به صورت خطی در یک سمت دیواره مخزن هوادهی قرار می گیرند. هنگامی که هوادهی آغاز می شود هیدرولیک هوا در آب به گونه ای خواهد بود که آب در یک سمت دیواره که دیفیوزر ها در آن قرار دارند، به سمت بالا صعود می کند و در دیواره مقابل به سمت پایین می آید که موجب ایجاد جریان گردشی در مخزن می شود.

چیدمان مارپیچی مرکزی

در این نوع آرایش چیدمان، دیفیوزر ها به صورت یک خط در مرکز مخزن هوادهی قرار داده می شوند. پس از آغاز عملیات هوادهی هیدرولیک جریان هوا به گونه ای خواهد بود که آب را از مرکز به سمت سطح آب بالا می برد و به سمت دیواره های جانبی انتقال داده و در کنار دیواره های آب به سمت پایین می آید و در واقع دو جریان گردشی از سمت مرکز مخزن به جناحین وجود دارد.

چیدمان مارپیچی دوطرفه

در این نوع نحوه چیدمان دو خط دیفیوزر در کناره هر دیواره مخزن نصب می شود. پس از اعمال هوادهی، جریان هیدرولیکی هوا، آب را از کنار هر دیواره به سطح آورده و در قسمت مرکزی مخزن جریان آب که از دو طرف مرکز به هم رسیده اند، به سمت پایین آمده و مجدداً این سیکل تکرار می شود. در واقع دو سری جریان گردشی از سمت دیواره ها به سمت مرکز مخزن هوادهی بوجود می آید.

چیدمان متقاطع

این چیدمان از ردیف های دیفیوزر در عرض مخزن هوادهی با فاصله زیاد ردیف ها از هم و فاصله کم دیفیوزر از یکدیگر تشکیل شده است. هر ردیف از دیفیوزر ها منطقه اثر خود را دارند و آب را تا سطح بالا آورده و حرکت گردشی آب تا کف مخزن ادامه می یابد. این نوع چیدمان موجب ایجاد سلول ها یا جایگاه های چندگانه اختلاط در کل مخزن می شود.

چیدمان شبکه ای استاندارد

این نوع چیدمان در واقع به چیدمانی اشاره دارد که در آن کل کف مخزن را با الگویی هماهنگ و یکنواخت پوشش داده شده است. به منظور دستیابی به راندمان چیدمان شبکه ای متداول، دیفیوزر ها در بخش های جانبی و یا به شکل شبکه ای منظم با سطح پوشش کف بین ۵ تا ۱۵ درصد، نصب می شوند.

چیدمان شبکه با پوشش کامل کف

همانند چیدمان شبکه ای استاندارد می باشد، با این تفاوت که تعداد بسیار بیشتری از دیفیوزر در هر خط هوا قرار می گیرد. سیستمی که بر اساس به حداقل رساندن نرخ شار برای به حداکثر رساندن کارایی طراحی شده است، پوشش کف حدود ۱۵ تا ۸۰ درصد خواهد داشت.