Az elszennyeződés jellemzése és a levegőztetési teljesítmény Finom{0}}pórusú diffúzor visszanyerése szennyvíztisztító telepeken
A települési szennyvíztisztító telepek (WWTP) eleveniszapos folyamatának kritikus lépéseként az oxigénellátás levegőztetése nemcsak elegendő oxigént biztosít a mikroorganizmusok alapvető élettevékenységének fenntartásához, hanem az iszapot is lebegő állapotban tartja, megkönnyítve a szennyező anyagok adszorpcióját és eltávolítását. A levegőztetés emellett a legtöbb energiát-fogyasztó egység a szennyvíztisztító telepeken, és az erőmű teljes energiafogyasztásának 45-75%-át teszi ki. Ezért a levegőztető rendszer teljesítménye közvetlenül befolyásolja a szennyvíztisztító telep tisztítási hatékonyságát és üzemeltetési költségeit. A levegőztető berendezések a levegőztető rendszer kulcsfontosságú elemei, a nagy oxigénszállítási hatékonyságuk (OTE) miatt a települési szennyvíztisztító telepeken a leggyakrabban használt finombuborékos levegőztetők. A hosszú távú{7}}működés során azonban a szennyező anyagok elkerülhetetlenül felhalmozódnak a levegőztető felületén és pórusaiban. A szennyvíz minőségének biztosítása érdekében további levegőellátásra van szükség a fúvókról, ami megnövekedett energiafogyasztáshoz vezet. Ezenkívül a szennyezés súlyosbítja a pórusok eltömődését és megváltoztatja a levegőztető anyagát. A levegőztető alkatrészeinek nyomásvesztesége (dinamikus nedves nyomás, DWP) növekszik a hosszabb működés során, növelve a fúvó kilépő levegőnyomását és további energiapazarlást okozva.
A finom buborékos levegőztetők felületén és pórusaiban felhalmozódó szennyező anyagok közé tartozik a biológiai, szerves és szervetlen szennyeződés. A szerves szennyeződés a szerves anyagok adszorpciója és kicsapódása, valamint a mikrobiális váladék lerakódása következtében jön létre. A szervetlen szennyeződés jellemzően többértékű kationok, például fém-oxidok által képzett kémiai csapadékokból áll. Attól függően, hogy fizikai tisztítással eltávolíthatók-e, a szennyező anyagok fizikailag reverzibilis vagy fizikailag visszafordíthatatlan szennyeződések közé sorolhatók. A fizikailag visszafordítható szennyeződés egyszerű fizikai módszerekkel, például mechanikus súrolással eltávolítható, mivel ezek a szennyeződések lazán kötődnek a levegőztető felületéhez. A fizikailag visszafordíthatatlan szennyeződés fizikai tisztítással nem szüntethető meg, alaposabb vegyszeres tisztítást igényel. A fizikailag visszafordíthatatlan szennyeződéseken belül a vegyszeres tisztítással eltávolítható szennyeződéseket kémiailag reverzibilis szennyeződésnek, a vegyi tisztítással sem eltávolítható szennyeződéseket pedig helyrehozhatatlan szennyeződésnek nevezzük.
Jelenleg a belföldön használt finombuborékos levegőztetők közé tartoznak a hagyományos gumianyagok, például az etilén-propilén-dién-monomer (EPDM) és az újabb anyagok, például a nagy{0}}sűrűségű polietilén (HDPE). A HDPE levegőztetők gázelosztó rétegét úgy alakítják ki, hogy a belső levegőelvezető csövet körülbelül (4,0 ± 0,5) mm pórusátmérőjű olvadt polimerrel vonják be. A HDPE jó kémiai, mechanikai és ütésállósági tulajdonságokkal és hosszú élettartammal rendelkezik. Pórusméretei azonban inkonzisztensek és egyenetlenül oszlanak el, így hajlamosak a szennyező anyagok lerakódására. Az EPDM anyag rendkívül rugalmas, mechanikus vágással létrehozott pórusokkal. Az EPDM levegőztetők felületegységenként nagyobb számú pórust tartalmaznak, így kisebb buborékok keletkeznek (legalább 0,5 mm). A gumimembrán hidrofil jellege szintén kedvez a buborékképződésnek. A mikroorganizmusok azonban hajlamosak megtapadni és növekedni az EPDM felületeken, szubsztrátként lágyítókat használva. Ezzel egyidejűleg a lágyítószerek fogyasztása a levegőztető anyagának megkeményedését okozza, ami végső soron a fáradtság okozta károsodáshoz és az élettartam lerövidüléséhez vezet. Ezért szükséges megvizsgálni a szennyezőanyag felhalmozódási mintázatokat ezen a két anyagon, és az ebből adódó változásokat az oxigénszállítás hatékonyságában és a nyomásveszteségben.
Ebben a tanulmányban finom buboréklevegőztetőket cseréltek ki több éves működés után két települési szennyvíztisztító telepről, amelyek a kutatási alanyokhoz hasonló folyamatkörülmények között működtek. A levegőztetőkön lévő szennyező anyagokat rétegről rétegre vonták ki és jellemezték a fő összetevőik azonosítása érdekében. Ennek alapján értékelték a tisztítási módszerek hatékonyságát a levegőztetők oxigénszállítási hatékonyságának visszanyerésében, azzal a céllal, hogy alapvető adatokat és műszaki referenciákat adjanak a finombuborékos levegőztető rendszerek hosszú távú optimalizált és stabil működéséhez.
1 Anyagok és módszerek
1.1 A szennyvíztisztító telepek bemutatása
Mindkét szennyvíztisztító telep Sanghajban található, és központi kezelésként az anaerob-anoxikus-oxikus (AAO) eljárást alkalmazzák. Az A szennyvíztisztító örvényszemcsés kamrát + hagyományos AAO-t + nagy-hatékonyságú szálszűrőt + UV-fertőtlenítési eljárást alkalmaz. A B WWTP levegőztetett szemcsekamrát + hagyományos AAO-t + nagy{10}}hatékonyságú ülepítőtartályt + UV-fertőtlenítési eljárást használ. Mindkét üzem stabilan megfelel a "Szennyezőanyagok kibocsátási szabványa a települési szennyvíztisztító telepekhez" (GB 18918-2002) A fokozatú szabványának. A specifikus tervezési és működési paraméterek a következőkben láthatók1. táblázat.
1.2 A levegőztető szennyezőanyagainak kivonása és jellemzése
A kísérletekben használt finom buborékos levegőztető egy cső alakú HDPE levegőztető (Ecopolemer, Ukrajna) és egy cső alakú EPDM levegőztető (EDI{0}}FlexAir, USA) a B üzemből gyűjtött.1. ábra. A régi HDPE cső 10 éve működött, méretei D×L=120 mm×1000 mm, pórusátmérője (4±0,50) mm volt, és 2–5 mm-es finom buborékok előállítására képes. A régi EPDM cső 3 évig működött, méretei D×L=91 mm×1003 mm, 1,0–1,2 mm-es finom buborékokat termelt, és a buborék minimális átmérője 0,5 mm.
A régi HDPE és EPDM csöveket kiszedték az aerob tartályokból, ragasztófóliára helyezték, és ioncserélt vízzel leöblítették. A mechanikus súrolást lánggal{1}}sterilizált pengével végezték a levegőztető felületéhez tapadt szennyeződések lekaparására.
A szennyeződés oxigéntranszfer teljesítményre gyakorolt hatásának további tanulmányozása érdekében a HDPE csövet vegyszeres tisztításnak vetették alá. A mechanikus súrolás után a HDPE csövet 24 órán át 5% HCl és 5% NaClO oldatba áztattuk. A régi csöveket, a mechanikusan dörzsölt csöveket és a vegyileg tisztított csöveket 60 fokos kemencében (XMTS-6000 modell) 60 órán át szárították. Felületüket ezután pásztázó elektronmikroszkóppal (SEM, JSM-7800F modell, Japán), energiadiszperzív röntgenspektroszkópiával (EDX, Oxford Instruments, Egyesült Királyság) és konfokális lézeres pásztázó mikroszkóppal (CLSM, TCS SP8 modell, Németország) vizsgálták. A HCl tisztítóoldatot 0,45 μm-es membránon szűrtük át, és a többértékű kationok (köztük Ca, Mg, Al, Fe ionok stb.) kvantitatív analízisét végeztük induktív csatolású plazma optikai emissziós spektrometriával (ICP, modell ICPS-7510, Japán). Mivel a HCl és a NaClO az EPDM membrán denaturálódását és öregedését okozhatja, az EPDM csövön nem végeztek vegyi tisztítást. Az EPDM csövet 5 cm × 5 cm-es membrándarabokra vágtuk, és HCl-be áztattuk az oldatban lévő többértékű kationok kvantitatív elemzéséhez.
1.3 A levegőztető oxigénátviteli teljesítményének tesztelő berendezése és módszere
A finombuborékos levegőztetők oxigéntranszfer teljesítményét a "Finombuborékos levegőztetők tiszta víz oxigénátviteli teljesítményének meghatározása" (CJ/T 475-2015) szerint tesztelték. A teszt beállítása a következőben látható:2. ábra.
A készülék rozsdamentes -acél szerkezet, 1,2 m × 0,3 m × 1,4 m méretű, mindkét oldalán szerves üvegből készült kilátóablakkal. A levegőztetőt a középső aljára rögzítették egy fém támasztékkal, 1,0 méteres merülési mélységgel. Egy több-paraméteres vízminőség-elemzőt (Hach HQ30D, USA) használtunk az oldott oxigén (DO) koncentrációjának valós idejű -figyelésére. Oxigénmentesítő szerként vízmentes nátrium-szulfitot, katalizátorként kobalt-kloridot használtak. A nyomásmérő leolvasása a levegőztető dinamikus nedves nyomását (DWP, kPa) jelentette. A mérési eredményeket a hőmérsékletre, a sótartalomra és a DO-ra korrigáltuk. Értékelési indexként a standardizált oxigénszállítási hatékonyságot (SOTE, %) használtuk.
A ventilátor energiafogyasztása mind a befúvott levegő áramlási sebességéhez, mind a kilépő levegő nyomásához kapcsolódik, amelyeket a levegőztető SOTE, illetve DWP-je befolyásol. Ezért a SOTE és a DWP együttes hatását reprezentáló J levegőztetési energiafogyasztási indexet (kPa·h/g) alkalmaztuk a levegőztető teljesítményének értékelésére. Ez az a nyomásveszteség, amelyet a levegőztetőnek le kell küzdenie az átvitt oxigén egységnyi tömegére vonatkoztatva. A J kiszámítása a DWP/SOTE és a légáramlási sebesség (AFR) közötti lineáris regressziós illesztés meredekségéből történik, amint azt a következő egyenlet mutatja:
Ahol:
AFRa levegő áramlási sebessége, m³/h;
ρlevegőa levegő sűrűsége 1,29 × 10³ g/m³-nak 20 fokon;
yO2a levegő oxigéntartalma, 0,23 g O2/g levegőben.
2 Eredmények és elemzés
2.1 Új, régi és tisztított levegőztetők oxigénátviteli teljesítménye
3. ábramutatja a levegőztetők SOTE és DWP értékét különböző légáramlási sebességeknél.
A 3(a) és (b) ábrán az új HDPE és új EPDM csövek SOTE értékei (7,36±0,53)%, illetve (9,68±1,84)% voltak. Az EPDM cső kisebb, nagyobb fajlagos felületű buborékokat termel, növelve a gáz-folyadék érintkezési felületét és a tartózkodási időt, így magasabb SOTE-t eredményez. Mindkét levegőztető SOTE-értéke csökkent az AFR növekedésével, mivel a magasabb AFR növeli a buborékok számát és a kezdeti sebességet, ami több buborékütközéshez és nagyobb buborékok képződéséhez vezet, ami akadályozza az oxigén átjutását a gázból a folyadék fázisba. Az EPDM cső SOTE-ja kifejezettebb csökkenő tendenciát mutatott az AFR növekedésével a HDPE csőhöz képest. Ennek az az oka, hogy a HDPE levegőztető pórusai merevek és nem változnak az AFR hatására, míg az EPDM levegőztető pórusai rugalmasak és szélesebbre nyílnak a megnövekedett AFR hatására, nagyobb buborékokat képezve és tovább csökkentve a SOTE-t.
Hosszan tartó-működés után a HDPE cső SOTE értéke (5,39±0,62)%-ra csökkent, ami 26,7%-os csökkenést jelent, főként a szennyező anyagok felhalmozódása miatt, amely eltömíti a pórusokat, és csökkenti a buborékképződéshez szükséges hatékony pórusok számát. A mechanikus súrolás (5,59±0,66)%-ra növelte a HDPE cső SOTE értékét, de a visszanyerés nem volt jelentős, valószínűleg azért, mert a HDPE csövön lévő szennyező anyagok nemcsak a felülethez tapadtak, hanem a pórusokon belül is lerakódtak, így mechanikus súrolással nehezen távolíthatók el. Jiang et al. megállapították, hogy a NaClO hatékonyan eltávolítja a szennyező anyagokat a HDPE csövekből, és helyreállítja a levegőztetési teljesítményüket. NaClO tisztítás után a HDPE cső SOTE-ja (6,14±0,63)%-ra tért vissza, ami az új cső szintjének 83,4%-a, még mindig nem tud teljesen helyreállni. Ennek az az oka, hogy hosszan tartó működés során a szennyező anyagok szorosan összetapadnak, megváltoztatják a pórusszerkezetet, akadályozzák a légáramlást, növelik a buborékok összeolvadását, csökkentik a buborékok fajlagos felületét és tartózkodási idejét, és ezáltal akadályozzák az oxigénszállítást. Ezzel egyidejűleg a szennyeződés egyenetlen levegőeloszlást okoz, ami rontja az általános teljesítményt.
A régi EPDM cső SOTE értéke (9,06±1,75)%-ra csökkent, ami 6,4%-os csökkenést jelent. A szennyező anyagok felhalmozódása miatti póruseltömődés mellett a biológiai szennyeződés lágyítószereket fogyaszt az anyagban, megkeményedik a levegőztető és deformálja a pórusokat. A deformálódott pórusok nem tudnak visszatérni eredeti állapotukba, nagyobb buborékokat termelnek, és csökkentik a SOTE-t. A mechanikus súrolás az EPDM cső SOTE értékét (9,47±1,87)%-ra növelte, majdnem az új cső szintjére állította vissza, jelezve, hogy az EPDM csőben lévő szennyeződések lazán tapadtak a felülethez, és többnyire mechanikus súrolással távolíthatók el.
A 3(c) és (d) ábrán látható, hogy az új EPDM cső DWP-je (6,47±0,66) kPa volt, szignifikánsan magasabb, mint az új HDPE csőé [(1,47±0,49) kPa]. Ennek az az oka, hogy az EPDM cső pórusátmérője kisebb, mint a HDPE csőé, ami nagyobb ellenállást eredményez a buborékok átpréselésekor. Hosszan tartó-működés után a régi HDPE cső DWP-je (4,36±0,56) kPa-ra nőtt, ami 2,97-szerese az új csőének. A DWP növekedése összefügg a pórusok eltömődésének mértékével és az anyagváltozásokkal is. A mechanikus súrolás a HDPE cső DWP-jét az új cső 2,25-szörösére csökkentette. A NaClO tisztítás tovább csökkentette (2,04±0,45) kPa-ra, ami 1,39-szerese az új csőnek. Ez ismét azt jelzi, hogy a HDPE csövön a legtöbb szennyezőanyag a pórusok belsejében rakódott le, és mechanikus súrolással nem lehetett hatékonyan eltávolítani, ezért NaClO tisztításra volt szükség a teljesítmény helyreállításához. A régi EPDM cső DWP-je (8,10 ± 0,94) kPa-ra nőtt, ami 1,25-szöröse az új csőének, és 1,10-szeresére csökkent mechanikus súrolás után.
4. ábramutatja a DWP/SOTE (jelölése DWP') változását AFR-rel a levegőztetőknél.
Lineáris regressziós egyenletet használtunk a DWP' versus AFR illesztésére, és a J energiafogyasztási paramétert a meredekségből kaptuk. Az új HDPE és új EPDM csövek J értékei 0,064 és 0,204 kPa·h/g voltak, ami azt jelzi, hogy egységnyi oxigén átvitt tömegére vetítve az EPDM csőnek nagyobb nyomásveszteséget kell leküzdenie. A csere időpontjában a HDPE és EPDM csövek J értékei 0,251 és 0,274 kPa·h/g-ra nőttek. A levegőztető megnövekedett nyomásveszteséghez vezető szennyeződése befolyásolhatja a ventilátor biztonságos működését. A mechanikus súrolás után a HDPE és EPDM csövek J értékei 0,184 és 0,237 kPa·h/g-ra csökkentek. A J változásai felhasználhatók a levegőztető szennyezőanyagainak kvantitatív elemzésére. A régi cső és a mechanikusan súrolt cső közötti J különbséget a fizikailag visszafordítható szennyeződés okozza. A mechanikusan súrolt cső és az új cső közötti különbséget a fizikailag visszafordíthatatlan szennyeződés okozza. A mechanikailag súrolt cső és a vegyileg tisztított cső közötti különbséget a kémiailag reverzibilis szennyeződés okozza, míg a vegyileg tisztított cső és az új cső közötti különbséget a helyrehozhatatlan szennyeződés okozza. Az 5. ábra a levegőztetők J energiafogyasztási paraméterének változásait mutatja.
Tól5. ábra, a HDPE cső esetében a fizikailag reverzibilis és a fizikailag irreverzibilis szennyeződés a teljes szennyeződés 35,8%-át, illetve 64,2%-át tette ki. A fizikailag visszafordíthatatlan szennyeződésen belül a kémiailag reverzibilis és 21,4%-os visszafordíthatatlan szennyeződések aránya. Az EPDM cső esetében a fizikailag reverzibilis és a fizikailag visszafordíthatatlan elszennyeződés 52,9%-ot, illetve 47,1%-ot tett ki. A helyrehozhatatlan szennyeződés kezdetben nem jelenik meg, hanem idővel felhalmozódik, végső soron meghatározva a levegőztető élettartamát. Ezért ésszerű tisztítási ütemtervet kell kialakítani a visszafordítható szennyeződésről a visszafordíthatatlan szennyeződésre való átmenet lassítására és a helyrehozhatatlan szennyeződések felhalmozódásának minimalizálására.
2.2 Új, régi és tisztított levegőztetők SEM megfigyelése
6. ábraúj, régi és mechanikusan súrolt levegőztetők felületéről mutat SEM képeket. Az új HDPE cső porózus szerkezete jól látható, míg az új EPDM cső felülete sima, tisztán-vágott pórusokkal. Több éves működés után mindkét levegőztető felületi morfológiája jelentősen megváltozott. Az egyenetlen rúdszerű és tömbszerű szennyeződések teljesen beborították a felületet, a pórusok körül és belsejében lévő szennyezőanyag-aggregátumok akadályozzák az oxigénszállítást és növelik a nyomásveszteséget. A mechanikus súrolás után az EPDM cső felületéről a legtöbb szennyezőanyag eltávolított, de a pórusok eltömődtek. A HDPE cső esetében a szennyezőanyag-réteg vastagsága csökkent, de a pórusok továbbra is takartak el.
2.3 Új, régi és tisztított levegőztetők szervetlen szennyeződésének elemzése
Az EDX-et a levegőztető felületek fő elemi összetételének további elemzésére használtuk, az eredményeket a következő helyen mutatjuk be2. táblázat. A HDPE és az EPDM felületeken szén, oxigén, vas, szilícium és kalcium is kimutatható volt. A HDPE tubus magnéziumot is tartalmazott, míg az EPDM tubus alumíniumot. Ebből arra következtethetünk, hogy a HDPE csövön lévő szervetlen szennyező anyagok szilícium-dioxid, kalcium-karbonát, magnézium-karbonát és vas-foszfát, míg az EPDM csövön szilícium-dioxid és alumínium-oxid voltak. Ezek a szervetlen csapadékok akkor keletkeztek, amikor a kommunális szennyvízből és az eleveniszapból származó szervetlen ionok koncentrációja elérte a levegőztető felületének telítettségét. A mechanikus súrolást követően a levegőztető felületein lévő szervetlen elemek kis eltérést mutattak a régi csövekhez képest, ami azt jelzi, hogy a mechanikus súrolás nem képes hatékonyan eltávolítani a szervetlen szennyeződéseket. Kim et al. azt találták, hogy a hosszú távú-működés után a szervetlen szennyező anyagokat szerves szennyező anyagok borítják be, szorosan tapadva a felülethez és a pórusok belsejébe, így nehéz eltávolítani őket mechanikus súrolással.
A HCl-es tisztítás után a levegőztető felületéről a fémionokat teljesen eltávolítottuk. A HCl a felületet borító szerves réteg egy részét megkorrodálta, behatolva fémionokkal reagált, a szervetlen csapadékot semlegesítéssel és lebontással eltávolítva. A levegőztetők áztatására használt HCl tisztítóoldatot ICP-vel elemezte a szervetlen szennyezőanyag-tartalom kiszámítása. A HDPE cső Ca-, Mg- és Fe-tartalma 18,00, 1,62 és 13,90 mg/cm², míg az EPDM-cső Ca-, Al- és Fe-tartalma 9,55, 1,61 és 3,38 mg/cm² volt.
2.4 Új, régi és tisztított levegőztetők szerves elszennyeződésének elemzése
A szerves szennyező anyagok eloszlásának kvantitatív vizsgálatához Image J szoftverrel számítottuk ki az összes sejt, poliszacharidok és fehérjék biovolumen- és szubsztrát-lefedettségi arányát CLSM-mikroszkópos felvételekből, az átlagokat pedig végső eredménynek vettük (7. ábra).
A 7(a) ábrán látható, hogy a fehérjék és az összes sejt voltak a szerves szennyező anyagok fő összetevői a HDPE és EPDM csöveken, a maximális össztérfogat elérte a 7,66×10⁵ és 7,02×10⁵ μm³-t. Az EPDM csövön a teljes sejttérfogat 2,5-szerese volt a HDPE csőben mértnek, ami összhangban van Garrido-Baserba és munkatársai megállapításaival, akik magasabb össz-DNS-koncentrációt jelentettek régi EPDM levegőztetőkön, mint más anyagoknál. Wanger et al. azt találták, hogy amikor a mikroorganizmusok az EPDM csövekhez tapadnak, és ha a környező környezetből hiányzik a megfelelő szerves szubsztrát, akkor EPDM membrán lágyítószereket használtak. A mikroorganizmusok a lágyítószereket szénforrásként hasznosíthatják, felgyorsítva a növekedést és a szaporodást, ezáltal fokozva a biológiai szennyeződést az EPDM felületén. Az EPDM cső poliszacharid- és fehérjetartalma sokkal alacsonyabb volt, mint a HDPE csőben, valószínűleg a B üzemben az A üzemhez képest magasabb iszapkor miatt, ami alacsonyabb extracelluláris polimer anyag (EPS) koncentrációhoz vezetett. Az EPS fő komponenseiként a mikroorganizmusok által kiválasztott fehérjék és poliszacharidok jelentős szerves szennyező forrásokká váltak a HDPE csőfelületen az A üzemben.
A mechanikus súrolást követően a HDPE csövön lévő összes sejt, poliszacharidok és fehérjék mennyisége 1,49×10⁵, 0,13×10⁵, illetve 1,33×10⁵ μm³-vel csökkent. Az EPDM csövön a megfelelő csökkenés 2,20×10⁵, 1,88×10⁵ és 2,38×10⁵ μm³ volt. Ez azt jelzi, hogy a mechanikus súrolás bizonyos mértékig csökkentheti a szerves szennyeződést.
A HDPE cső esetében azonban a poliszacharidok és fehérjék szubsztrát fedési területe mechanikus dörzsölést követően -2,75%-ról, illetve 6,28%-ról 4,67%-ra, illetve 7,09%-ra nőtt [7(b) ábra]. Ez azért történt, mert az extracelluláris polimer anyagok (EPS) nagy viszkozitásúak. Következésképpen a mechanikus súrolás kontraproduktív hatást fejtett ki, mivel a fehérjék, poliszacharidok és szervetlen szennyező anyagok szélesebb körben terjedtek el a HDPE cső felületén, ami nagyobb területi lefedettséget eredményezett. Ez valószínűleg megmagyarázza, hogy a mechanikus súrolás miért nem tudta jelentősen visszaállítani a HDPE cső levegőztetési hatékonyságát.
NaClO tisztítás után az összes sejt, poliszacharidok és fehérjék mennyisége a HDPE csövön 2,34×10⁵, 3,42×10⁵, illetve 4,53×10⁵ μm³-vel csökkent, szignifikánsan nagyobb eltávolítási hatékonyságot mutatva, mint a mechanikus súrolás. A NaClO a szerves szennyező anyagok funkcionális csoportjait ketonokká, aldehidekké és karbonsavakká oxidálja, növelve az alapvegyületek hidrofilitását és csökkentve a szennyező anyagok tapadását a levegőztetőhöz. Továbbá az iszappelyhek és kolloidok az oxidálószerek hatására finom részecskékre és oldott szerves anyagokra bonthatók.
3 Következtetések
①Az új HDPE és új EPDM csövek SOTE értékei (7,36±0,53)%, illetve (9,68±1,84)% voltak. Az EPDM cső SOTE-ja kifejezettebb csökkenő tendenciát mutatott az AFR növekedésével a HDPE csőhöz képest. Ennek az az oka, hogy a HDPE levegőztető pórusai merevek és nem változnak az AFR hatására, míg az EPDM levegőztető pórusai rugalmasak és szélesebbre nyílnak a megnövekedett AFR hatására, nagyobb buborékokat képezve és tovább csökkentve a SOTE-t.
②A felszínen és a pórusokon belüli szennyezőanyagok felhalmozódása miatt a HDPE cső oxigénszállítási hatékonysága 26,7%-kal csökkent, nyomásvesztesége pedig az új cső 2,97-szeresére nőtt. Mivel a legtöbb szennyező anyag a HDPE csövön a pórusokon belül rakódott le, a mechanikus súrolás nem volt hatékony. A vegyszeres tisztítás után a HDPE cső SOTE-értéke az új cső szintjének 83,4%-ára, a DWP pedig az új cső szintjének 1,39-szeresére csökkent, ami jelentős teljesítményjavulást mutat. A szennyezőanyag-lerakódás miatt azonban nem tudott teljesen visszaállni eredeti állapotába. A HDPE cső esetében a fizikailag reverzibilis, kémiailag reverzibilis és helyrehozhatatlan szennyeződések 35,8%-ot, 42,8%-ot és 21,4%-ot tettek ki.
③Hosszan tartó-működés után az EPDM cső oxigénszállítási hatékonysága 6,4%-kal csökkent, nyomásvesztesége pedig az új cső 1,25-szörösére nőtt. A mechanikus súrolás után az EPDM cső levegőztetési teljesítménye majdnem visszaállt az új cső szintjére, ami azt jelzi, hogy az EPDM csőben lévő szennyeződések lazán tapadtak a felülethez, és mechanikus súrolással nagyrészt eltávolíthatók voltak. Az EPDM cső esetében a fizikailag reverzibilis és a fizikailag visszafordíthatatlan elszennyeződés 52,9%-ot, illetve 47,1%-ot tett ki.
④A HDPE cső szerves szennyezőanyagainak fő összetevője a fehérjék, míg az EPDM csőben az összes sejt volt a fő komponens. Ennek az az oka, hogy a mikroorganizmusok az EPDM anyagban lévő lágyítószereket szénforrásként hasznosítják, felgyorsítva növekedésüket és szaporodásukat, ezáltal fokozzák az EPDM anyagú levegőztetők biológiai szennyeződését.