کاربرد مبدل حرارتی در صنایع آب و فاضلاب【 بازیابی گرما از فاضلاب +‌ کاهش مصرف انرژی】

مبدل حرارتی در صنایع تصفیه آب و فاضلاب با انتقال حرارت بین سیال گرم و سرد، نقش حیاتی در مدیریت انرژی ایفا می‌کند. این تجهیزات تنها به مکانیزم‌های مکانیکی و واکنش‌های شیمیایی محدود نمی‌شوند؛ بلکه کنترل دما در بخش‌های مختلف فرایند تصفیه نیز تأثیر مستقیمی بر کیفیت آب و فاضلاب دارد. با استفاده از مبدل‌های حرارتی، مصرف انرژی کاهش یافته، بهره‌وری بیولوژیکی افزایش  و در نهایت هزینه‌های عملیاتی کاهش می‌یابد.

نقش مبدل حرارتی در صنایع تصفیه آب و فاضلاب 

مبدل حرارتی در سیستم تصفیه آب و فاضلاب نقش مهمی ایفا کرده و در بهبود بهره‌وری انرژی کمک شایانی می‌کند. این مبدل‌های حرارتی با بازیابی گرما از فاضلاب خام یا فاضلاب‌های تصفیه شده، مصرف انرژی را کاهش می‌دهند. به‌علاوه، این مبدل‌ها می‌توانند لجن قبل از هضم بی‌هوازی را پیش گرم کنند. همچنین عملکرد فرایندهای بیولوژیکی را بهبود بخشیده و در برخی موارد با تبخیر آب از زباله و لجن‌ها، حجم نهایی آن را کاهش می‌دهند. در برخی از چرخه‌های زیست محیطی ممکن است قبل از تخلیه، آب یا پساب به خنک سازی نیاز داشته باشد.

اهمیت انتخاب مواد مناسب در مبدل حرارتی برای صنعت فاضلاب

 در انتخاب مبدل حرارتی برای تصفیه آب و فاضلاب، جنس و مواد سازنده آن از اهمیت بالایی برخوردار است. به عبارت دیگر ماهیت ماده درحال عبور از مبدل مستقیما تعیین‌کننده طراحی، قابلیت آماده‌سازی و کارایی سیستم است. برخی جریان‌های فاضلاب تمیزتر و سایر جریان‌ها مخلوطی از مواد محلول و جامدات معلق هستند. در دسته دوم، به علت ضخامت و چگالی لجن‌های نیمه‌جامد، به قدرت بیشتری برای عبور از مبدل نیاز دارند؛ به همین دلیل خطر رسوب‌گذاری و افت فشار به مراتب بیشتر می‌شود. 

کاربرد مبدل های حرارتی در صنایع تصفیه آب و فاضلاب 

کاهش مصرف انرژی در تصفیه فاضلاب: استفاده از مبدل حرارتی در صنایع تصفیه آب و فاضلاب علاوه‌بر کاهش انرژی در فرایندهای تصفیه، در کمتر شدن هزینه‌ها نیز نقش زیادی دارد. 
بهبود کارایی فرایندهای تبادل حرارت: در تصفیه آب و فاضلاب فرایندهای مختلفی مانند تصفیه بیولوژیکی یا شیمیایی به تنظیم دقیق دما نیاز دارند؛ از این رو مبدل های حرارتی به کنترل دما در این مرحله کمک شایانی می‌کنند. 
تصفیه آب با استفاده از کنترل حرارت: در برخی فرایندهای تصفیه آب، برای کاهش دما و تبادل یون‌ها از سیستم‌های سرمایشی یا بخار استفاده می‌شود؛ در نتیجه برای بازیابی انرژی حرارتی از فاضلاب گرم، مبدل های حرارتی نقش مهمی ایفا می‌کنند. 
افزایش راندمان فرایند خشک سازی فاضلاب: استفاده از دماهای بالا برای خشک کردن لجن، امکان دفع یا بازیافت آن را فراهم می‌کند؛ در نهایت افزایش کارایی و کاهش هزینه‌ها را به دنبال دارد.  

انواع مبدل حرارتی در تصفیه آب و فاضلاب 

در صنایع تصفیه آب و فاضلاب، مبدل‌های مختلفی وجود دارد که هر کدام با سطح کارایی و ویژگی‌های خاص خود طراحی می‌شوند. بسته به نوع فرایند اجرایی می‌توان یکی از انواع مبدل حرارتی در صنایع تصفیه آب و فاضلاب را انتخاب کرد که به شرح زیر است: 

مبدل حرارتی پوسته و لوله در صنعت آب و فاضلاب (STHE)

مبدل حرارتی پوسته و لوله در صنایع تصفیه آب و فاضلاب از یک پوسته استوانه‌ای ساخته شده که درون آن دسته‌ای از تیوب‌ها (لوله) قرار دارد. سیال گرم داخل تیوب‌ها و سیال سرد داخل پوسته جریان می‌یابد؛ تفاوت دما بین دو سیال باعث انتقال حرارت می‌شود.  مبدل های حرارتی پوسته و لوله  علاوه بر کنترل دقیق دما و بازیابی انرژی از گازهای خروجی، به بهینه‌سازی عملکرد سیستم در صنایع مختلف کمک می‌کند. 

مبدل حرارتی ماپیجی در صنایع تصفیه آب و فاضلاب (SHEs)

مبدل حرارتی ماپیچی در سیستم تصفیه فاضلاب و لجن از یک کانال تک‌محوری مارپیج ساخته شده‌ است. این مبدل با ایجاد فضای فشرده، حذف حفره‌های رسوب و افزایش سطح تماس با سیال، بازه حرارتی را افزایش می‌دهد. همچنین به علت حرکت رو به عقب جریان‌های فاضلابی در این مبدل‌ها، اگر تمیزکاری به موقع انجام نشود انتقال حرارت کاهش می‌یابد.  

مبدل حرارتی صفحه ای برای تصفیه فاضلاب (PHEs)

مبدل حرارتی صفحه ای به دلیل طراحی فشرده و توان حرارتی بالا، در مقایسه با دیگر مدل‌ها، بیشتر در معرض رسوب‌گذاری قرار می‌گیرد؛ همچنین بهترین عملکرد را زمانی دارد که مواد عبوری از آن‌ها تمیز و غیرچسبناک باشد. یکی از نکات مهم در نگهداری مبدل های حرارتی صفحه ای تعویض منظم واشرهای جداکننده بین صفحات است تا از نشت آن جلوگیری شود. بنابراین برای بهبود عملکرد و افزایش طول عمر سیستم لازم است برنامه ریزی دقیقی را برای سرویس دوره‌ای و کنترل رسوب‌ها داشته باشید. 

مبدل حرارتی سطح خراشیده در سیستم تصفیه آب و فاضلاب (SSHEs)

مبدل ‌های حرارتی سطح خراشیده یکی از بهترین گزینه‌ها در صنایع تصفیه آب و فاضلاب است؛ چراکه برای مواد ویسکوز، چسبنده و ذرات استفاده می‌شوند. این مبدل‌های حرارتی به خصوص در فرایندهایی مثل تصفیه لجن غلیظ یا در سیستم‌های تبخیر مورد استفاده قرار می‌گیرند. دلیل این عملکرد خوب، وجود خراش‌ روی سطح لوله‌هاست که از ایجاد رسوب و تجمع فازهای مختلف جلوگیری می‌کند. 

نکات مهم در انتخاب مبدل حرارتی برای تصفیه فاضلاب 

انتخاب مبدل حرارتی برای تصفیه آب و فاضلاب به فاکتورهای مختلفی بستگی دارد. علاوه بر شرایط فیزیکی مانند فضای موجود ورودی و خروجی، باید به عواملی مثل افت فشار و نوع خدمات ارائه شده نیز توجه کرد. توجه داشته باشید ویژگی‌های خاص فاضلاب و لجن مانند ماهیت فیزیکی مواد، احتمال رسوب و سهولت تعمیر و نگهداری نیز نقش مهمی دارند. همچنین کارایی انرژی در تصفیه فاضلاب و هزینه‌های کلی (شامل سرمایه‌گذاری و هزینه عملیاتی) باید بررسی شوند؛‌ چراکه مبدل‌های ارزان ممکن است در طولانی مدت هزینه‌ بیشتر و عمر کوتاهی داشته باشند. 

عوامل تاثیرگذار بر قیمت مبدل حرارتی برای تصفیه آب و فاضلاب

قیمت مبدل حرارتی در صنایع تصفیه آب و فاضلاب بسته به نوع مبدل، ظرفیت، اندازه و جنس مواد به کار رفته در ساخت آن متفاوت است. به عبارت دیگر هرچه ظرفیت برای انتقال حرارت بیشتر و آلیاژ مورد استفاده مقاوم و باکیفیت‌تر باشد، هزینه تولید مبدل حرارتی هم افزایش می‌یابد. علاوه‌بر این، طراحی‌های خاص و سفارشی بر قیمت نهایی محصول تاثیر می‌گذارند.  

خرید مبدل حرارتی در صنایع تصفیه آب و فاضلاب 

شرکت آرکا تجهیز صدر در مشهد سابقه‌ای طولانی در طراحی و ساخت انواع مبدل حرارتی ازجمله مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای، مبدل پاستوریزاتور، مبدل هوا خنک و دیگر مدل‌های صنعتی دارد. تیم کارشناسی آرکا تجهیز صدر آماده است تا با ارائه مشاوره فنی تخصصی، بهترین گزینه را برای کسب‌وکار به شما پیشنهاد دهد؛ به این ترتیب، عملکرد بهینه و ایمنی فرایند تولید شما را تضمین می‌کند.