طراحی و ساخت پمپ ورتكس دوفازی مقیاس بزرگ درتصفیه پساب های شهری، صنعتی و كشاورزی
محور پژوهش
محیط زیست
پژوهشکده/دانشکده
پژوهشکده علوم و تکنولوژی زیردریا
عنوان
6 : طراحی و ساخت پمپ ورتکس دو فازی مقیاس بزرگ در تصفیه پساب‌های شهری، صنعتی و کشاورزی
هدف از اجرای پژوهش، کاربردها، مزیت‌ها و ضرورت انجام پروژه
هدف : استفاده از راه حل نوین پمپ ورتکس دوفازی جهت تولید حباب میکرو و حبابهای نانو کاربرد: انجام فرآیند های صنعتی شناورسازی ، هوادهی و گند زدایی در تصفیه پساب در صنایع مختلف ، گند زدایی و باز چرخانی آب برای مصارف آب فضای سبز و کشاورزی ضرورت انجام : کاهش قابل ملاحظه مصرف انرژی و هزینه های اولیه در تصفیه پساب و استفاده بهینه از پساب از طریق بازچرخانی آن گزارش و شرح زیرساخت‌ها، فعالیت‌ها، و دستاوردها از طریق یکی از واحد های فناور دانشگاه صنعتی اصفهان(دانتک)، دستیابی به فناوری طراحی و ساخت پمپ‌های ورتکس دوفازی با سه هدف تولید حباب‌های میکرو و نانو، راه حل‌های مهندسی نوین در شناورسازی و نهایتا انتقال سیالات دو فازی (نزدیک به شرایط بخار اشباع) انجام شده است. است. این پمپ ها توانایی پمپاژ سیال دوفاز (گاز-سیال) را دارند و بطور خاص می‌تواند با اختلاط هوا و آب، مقدار اکسیژن محلول در آب را به حالت مافوق اشباع (غنی از اکسیژن) برساند. خوشبختانه هم اکنون طراحی و ساخت نمونه پمپ‌های ورتکس دوفازی در ظرفیت‌های 1 و 7 متر مکعب انجام شده است. این پمپ به تنهایی سه عمل مکش، اختلاط سیال-گاز و فشار سازی (پمپاژ) را به تنهایی انجام می‌دهد و می‌تواند جایگزین روش‌های پیچیده و هزینه بر هوادهی در آب و یا حباب سازی جهت سیستم‌های "شناورسازی با استفاده از هوای محلول"، 1DAF، شود. این پمپ به گونه‌ای طراحی شده است که در خروجی می‌تواند حباب‌هایی در اندازه میکرو (20-30 میکرومتر) و نانو (کمتر از400 نانومتر) تولید کند و این امر منجر به افزایش بسیار زیاد نرخ انتقال اکسیژن به سیال می‎‌گردد. علاوه بر افزایش نرخ انتقال، این حباب‌های بسیار کوچک، ویژگی‌های منحصر به فرد دیگری نیز دارند که امروزه استفاده از آن‌ها را در صنایع مختلف به یکی از موضوعات پراهمیت دنیا تبدیل کرده است و همچنان تحقیقات گسترده‌ای در خصوص عملکرد آن‌ها در سیستم و کاربری‌های مختلف در معتبرترین مراکز تحقیقاتی در دنیا در حال انجام است. این تکنولوژی بصورت محدود به بازار وارد شده است و شرکت‌های متفاوتی در کشورهایی نظیر ژاپن، آلمان و آمریکا در حال استفاده از آن در صنایع گوناگون هستند. بدست آوردن دانش فنی، ارائه راه‌حل های نو در استفاده از این پمپ در صنایع مختلف نظیر تصفیه پساب، نفت و گاز، کشاورزی، شیلات و دیگر صنایع و البته ساخت این پمپ با ظرفیت‌های 14 و 25 مترمکعب بر ساعت جهت کاربرد در صنایع بزرگ، از اهداف دیگر این پژوهش است. هر چند ایده‌های بسیار متفاوتی در خصوص کاربری‌های این تکنولوژی در صنایع مختلف در دانتک وجود دارد ولی اولویت اصلی این شرکت استفاده از تکنولوژی در تصفیه آب و پساب و در حقیقت گندزدایی با استفاده از تزریق نانو ازن در آب و پساب و استفاده از این سیستم در بخش تصفیه خانه‌های تکمیلی است و در گام بعد ساخت پمپ‌های با ظرفیت بالاتر به منظور استفاده در صنایع بزرگ تصفیه آب و پساب و گند زدایی می‌باشد. امروزه استفاده از ازن به منظور گندزدایی علیرغم هزینه بسیار بالای تولید ازن و نرخ انتقال و ماندگاری پایین آن در سیال اصلی، به شکل روز افزونی در صنایع مختلف و بخصوص صنعت آب و پساب در حال رشد است. علاوه بر آن خطرات استفاده از ظرفیت‌های بسیار زیاد ازن ژنراتورها و بازدهی کم آنها اجتناب ناپذیر است. در این ایده محوری، استفاده از نانو ازن با بکارگیری پمپ ورتکس دوفازی می‌تواند نرخ انتقال ازن به آب را از حدود 10 درصد در سیستم‌های رایج به بیش از 50 درصد برساند. در صورت اثبات این فناوری، بدلیل افزایش چندین برابری سطح تماس رادیکاهای آزاد و ازن، ظرفیت ازن ژنراتورهای مورد نیاز برای حجم مشخصی از پساب کاهش یافته و همزمان کیفیت عمل گند زدایی نیز بهبود می یابد. ارزیابی عملکرد نانو ازن در مواجه با پساب‌ها با ویژگی‌های مختلف و اندازه گیری میزان کاهش مواردی از قبیل COD، BOD، کلیفرم و حذف رنگ و موارد دیگر است. همچنین برآورد راندمان در مقایسه با سیستم‌های سنتی تزریق ازن و برآورد کیفیت پساب خروجی دستگاه از موارد دیگری است که در اثبات فناوری مورد نیاز است . تصاویر و محتوای گرافیکی مرتبط











تصویر 11: پمپ ورتکس دو فازی مقیاس بزرگ