המסת גז לנוזל- דרכים לביצוע, יתרונות וחסרונות

כמה דוגמאות חשובות של העברת גז לטיפול במים ושפכים:

1. העברת חמצן לתהליכים ביולוגיים הנעשים ע”י חיידקים ובקטריות.
2. נידוף חומרים אורגניים רעילים נדיפים (סולבנטים).
3. חילופי CO2 לחומצה פחמתית לבקרת pH.
4. נידוף אמוניה.
5. הורדת ריח – חמצון תרכובות גופרית נדיפות
6. חיטוי בכלור ואוזון ופרוק חומרים אורגנים רעילים

יעילות החמצון במים תלויה במספר גורמים:

1. ריכוז המסיסות של גז בנוזל כפונקציה של לחץ במצב קבוע (חוק הנרי).
P = לחץ חלקי של גז C=P/KH – חוק הנרי
C = ריכוז הגז המומס בנוזל ברוויה
KH = קבוע הנרי

ככל שיש עליה בלחץ, מסיסות הגז בנוזל ברוויה עולה ביחס ישר. כלומר העלייה בלחץ, מפני המים לעומק של 3 מטר, היא עליה מ 1 אטמ. ל 1.3 אטמוספרה. עליית המסיסות ברוויה בקרוב ל 30%.
2. המסיסות של גז בנוזל ברוויה כפונקציה של טמפרטורה במצב קבוע (חוק הנרי).

kH – לטמפרטורה מסוימת הוא קבוע הנרי
T – הטמפרטורה התרמודינמית

oT – הטמרפטורה הסטנדרטית (298K)
C – קבוע
משוואה זו אינה מדויקת, אלא מקורבת בלבד. מומלץ להשתמש בנוסחה מבוססת ניסויים עבור הגז הנתון, שתהיה מדויקת יותר.
ככל שהטמפרטורה קרה יותר המסיסות עולה. זה לא עולה ביחס ישר. ההפרש בין טמפ’ פני המים לעומק של 3 מטר יכולה להגיע עד 5 מעלות. עליית המסיסות ברוויה עם שינוי זה יכולה להגיע ל10%.

3. קצב ההמסה של גז בנוזל כפונקציה רוויה. ככל שהנוזל רחוק יותר מנקודת הרוויה, מהירות הריאקציה, קצב ההמסה עולה ביחס ישר. חשוב להדגיש שצריך להביא בחשבון שבעומק המים אספקת החמצן נמוכה יותר כך שההפרש בין כמות החמצן במים לבין הרוויה גדול עוד יותר.

4. כושר מסיסות של גז בנוזל כפונקציה של חשיפה למגע בין הגז לנוזל.
בחמצנית המגע הוא בטיפות גדול הנזרקות לאוור ובפני המים הבאים במגע עם האויר בחלק העליון של גוף המים.
בדיפיוזר המגע הוא בגודל הבועה ככל שהיא תהיה קטנה יותר כך פני השטח יהיו גדולים יותר, ומהירות העלייה של בועה זו כלפי מעלה תהיה נמוכה יותר וככל שעומק הדיפיוזר עמוק משך זמן המגע יהיה ארוך יותר.
5. כושר מסיסות של גז בנוזל כפונקציה של מומסים במים. מקדמים אלפא ובטא. ככל שיש יותר מומסים במים המורידים את המתח הפנים של הנוזל ומפריעים לקליטת הגז בנוזל. מקדם זה יכול לרדת עם ערבול חזק. במקביל גודל הבועה ככל שתהיה קטנה יותר מתח הפנים יהיה חזק יותר ויפריע למסיסות.
נעשו מספר עבודות לבדיקת יעילות החמצון. והתוצאות הן חד משמעיות.
השימוש בדיפיוזרים לעומת שימוש באוורור מכאני יעיל יותר ומנצל נפח מים גדול יותר.
היעלות היא בסדר גודל של בין פי 2 עד לפי 4 בשיטת החמצון של הדיפיוזרים בבועות קטנות.
בכדי להגיע ליעילות הגבוהה ביותר חשוב לאפיין את המערכת על פי התנאים בשטח ולהשתמש בציוד הנכון ביותר עבור כך.
הסיבות לכך הן ברורות. והן נזכרות למעלה.

השיקולים לבחירת סוג החמצון נקבע לי התנאים בשטח:

1. יעילות חשמלית.
יעילות החמצון בדיפיוזר עם בועות קטנות יעיל יותר בין בפי 2 עד פי 4 יותר מחמצון מכאני. הדבר תלוי במקום עצמו כלומר בעומקים שיש במאגר, עומס המומסים במים, עוצמת הערבול במקום.

2. תפעול ותחזוקה.
מערכת דיפיוזרים רוב המערכת היא מצב סטטי כאשר המפוח נמצא על החוף מחוץ למים וקל ונוח לתפעול ותחזוקה.
מערבל טבול הוא המכשיר היחיד הנמצא המים.
מסובך יותר לתפעול בזמן הורדת המאגר.
חמצניות קלות לתפעול, נמצאות במים, קל לשנות את מיקומן בזמן הורדת המאגר.

3. תנאי המקום עומק טמפרטורה.
חמצניות מתאימות לחמצון של גופי מים רדודים עד 1 מטר.
בגופי מים עמוקים ניתן לנצל גם מערכות חמצון לעומקים גדולים המאפשרים ניצול נפח מים גדול יותר לדגים שלא צריכים להיות מוגבלים רק לנפח המים המחומצנים שבחלק העליון.
הבדלים בין דיפיוזר AEROTUBE לבין דיפיוזר סטנדרטי:

סיכום:

בשימוש בדיפיוזרים לגידול דגים כאמצעי חמצון על פני אוורור מכאני, ניתן להשיג מספר אלמנטים:
1. שימוש יעיל יותר ולכן חסכון משמעותי באנרגיה על מנת להכניס את אותן כמויות חמצן במים.
2. הגדלה משמעותית של נפח המים המטופלים המקבלים חמצן וכך הגדלה משמעותית של נפח המים המאפשר חיים לדגים.
3. שימוש במערכת ללא חלקים נעים במים. תחזוקה פשוטה ועמידות לטווח זמן ארוך יותר.
4. הורדת ערכי אמוניה במים.

יתרונות והבדלים דיפיוזרים אוורור מכאני: