چرا اکسیژن در تصفیه آب معدن مورد نیاز است؟
فرآیندهای تصفیه آب معدن اغلب به واکنش های اکسیداسیون قبل از حذف آلاینده ها از آب متکی هستند.
به عنوان مثال، آهن آهن محلول (Fe2+) در آب محلول باقی می ماند و نمی توان آن را به طور موثر از طریق ته نشینی حذف کرد. هنگامی که اکسیژن وارد می شود، آهن آهن به آهن آهن (Fe3+) اکسید می شود، که رسوبات هیدروکسید آهن را تشکیل می دهد که در داخل زلال سازها و سیستم های غلیظ کننده لجن ته نشین می شود.
فرآیند مشابهی در هنگام حذف منگنز، اکسیداسیون سولفید و سیستم های نیتریفیکاسیون بیولوژیکی رخ می دهد.
کاربردهای معمول تصفیه آب معدنی که به اکسیژن نیاز دارند عبارتند از:
-
درمان زهکشی معدن اسید
-
سیستم های حذف آهن
-
سیستم های حذف منگنز
-
فرآیندهای اکسیداسیون سولفید
-
تصفیه بیولوژیکی فاضلاب
-
سیستم های نیتریفیکاسیون
-
فرآیندهای پشتیبانی از تخریب سیانید
-
سیستم های استفاده مجدد از آب فرآیندی

بدون غلظت کافی اکسیژن محلول، سرعت اکسیداسیون کاهش می یابد و ظرفیت تصفیه ممکن است کاهش یابد.
اصل کار
ورودی هوا و فیلتراسیون
این فرآیند با کشیدن هوای اتمسفر از طریق یک سیستم فیلتراسیون صنعتی آغاز می شود.
محیط های معدن اغلب حاوی گرد و غبار معلق در هوا هستند که توسط:
فیلترهای ورودی چند مرحله ای قبل از ورود هوا به سیستم تراکم، آلاینده های ذرات را جذب می کنند.
محفظههای فیلتر معمولاً از فولاد کربنی یا آلیاژ آلومینیوم با پوشش پودری- ساخته میشوند و از کارتریجهای فیلتر قابل تعویض استفاده میکنند.
فشرده سازی هوا
هوای فیلتر شده وارد یک کمپرسور پیچ دوار می شود که در آن فشار به حدود 7 تا 10 بار (گرم) افزایش می یابد.
پکیج کمپرسور به طور کلی شامل موارد زیر است:
کمپرسور هوای فشرده را از طریق لوله های فرآیند فولاد کربنی یا فولاد ضد زنگ به بخش تصفیه منتقل می کند.
سنسورهای فشار به طور مداوم شرایط تخلیه کمپرسور را کنترل می کنند و داده ها را به سیستم کنترل PLC منتقل می کنند.
تصفیه هوا
هوای فشرده حاوی رطوبت، آئروسلهای روغنی و ذرات ریز است که میتوانند به محیطهای جذب آسیب بزنند. بخش تصفیه آلاینده ها را با استفاده از مراحل مختلف تصفیه حذف می کند:
فرآیند تصفیه رطوبت را قبل از ورود هوا به سیستم PSA کاهش می دهد.
بسته به پیکربندی، نقاط شبنم خروجی معمولاً از -40 درجه تا -70 درجه متغیر است.
حفظ سطوح کم رطوبت از مواد غربال مولکولی محافظت می کند و عملکرد تولید اکسیژن را تثبیت می کند.
جداسازی اکسیژن
سیستم PSA با استفاده از مواد غربال مولکولی زئولیت، اکسیژن را از هوای فشرده جدا می کند. هوای فشرده وارد ظروف جذبی می شود که با محیط غربال مولکولی پر شده اند.
مولکول های نیتروژن به سطح داخلی جاذب متصل می شوند در حالی که مولکول های اکسیژن از بستر عبور می کنند و وارد سیستم جمع آوری اکسیژن می شوند.
واحد PSA بین چرخه های جذب و بازسازی متناوب می شود.
در حین عملیات:
سوپاپ های سوئیچینگ خودکار عملکرد مخزن را بر اساس زمان بندی برنامه ریزی شده چرخه معکوس می کنند.
این فرآیند به تولید مداوم اکسیژن بدون وقفه در عملیات تصفیه پایین دست اجازه می دهد.
خلوص اکسیژن معمولی بین 90 تا 95 درصد است.
اجزای سیستم
واحد تولید اکسیژن PSA
اسکید تولید اکسیژن شامل تجهیزات جداسازی هسته است. اجزای اصلی عبارتند از:
مخازن جذب از فولاد کربنی با فشار- ساخته میشوند و بر روی قابهای پشتیبانی فولادی ساختاری نصب میشوند.
ظرفیت های سیستم معمولاً بسته به نیاز تصفیه خانه از 10 نیوتن متر مکعب در ساعت تا 5000 نیوتن متر مکعب در ساعت متغیر است.
مخزن ذخیره اکسیژن
اکسیژن تولید شده قبل از توزیع وارد یک مخزن بافر می شود. مخزن ذخیره چندین عملکرد را انجام می دهد:
فشارهای ذخیره سازی معمولی بین 8 تا 16 بار (گرم) است.
برای تأسیسات تصفیه بزرگتر، مخازن ذخیره اکسیژن اضافی را می توان در سیستم توزیع ادغام کرد.
شبکه توزیع اکسیژن
سیستم توزیع اکسیژن اکسیژن را از ژنراتور به تجهیزات تصفیه منتقل می کند. شبکه به طور کلی شامل:
هدرهای توزیع ممکن است اکسیژن را به چندین مرحله درمان به طور همزمان تامین کنند.
نرخ جریان را می توان به طور مستقل برای هر منطقه درمان تنظیم کرد.
فناوری های انتقال اکسیژن
سیستمهای پخش حباب ریز
پخش کننده های حباب ریز اکسیژن را از طریق دستگاه های هوادهی غشایی به آب منتقل می کنند. یک مجموعه پخش کننده معمولی شامل موارد زیر است:
• غشاء EPDM • لوله پشتیبانی PVC • سخت افزار نصب فولاد ضد زنگاین غشاء حبابهای کوچکی از اکسیژن آزاد میکند که باعث افزایش سطح تماس گاز-مایع میشود. همانطور که حباب ها از طریق ستون آب بالا می روند، اکسیژن به محلول منتقل می شود و غلظت اکسیژن محلول را افزایش می دهد.
سیستم های حباب ریز معمولاً در حوضه های تصفیه بیولوژیکی و مخازن اکسیداسیون نصب می شوند.
تزریق اکسیژن ونتوری
سیستم های Venturi اکسیژن را مستقیماً به خطوط لوله آب فرآیند تحت فشار تزریق می کنند. نازل ونتوری یک منطقه فشار کم- ایجاد می کند که اکسیژن را به جریان آب می کشد.
سپس مخلوط اکسیژن{0}}آب وارد مخازن واکنش، مخازن اکسیداسیون یا سیستمهای توزیع میشود.
سیستم های تزریق ونتوری نیاز به حوضچه های هوادهی بزرگ را در برخی از تنظیمات تصفیه حذف می کند.
راکتورهای مخروطی اکسیژن
راکتورهای مخروطی اکسیژن اکسیژن را تحت فشار بالا حل می کنند. راکتور شامل:
• ظرف تحت فشار • محفظه اختلاط داخلی • مجموعه تزریق اکسیژن • لوله کشی چرخشآب تحت فشار وارد مخروط می شود در حالی که اکسیژن به ناحیه گردش داخلی تزریق می شود. محیط تحت فشار انحلال اکسیژن را افزایش می دهد و تلفات گاز را به حداقل می رساند.
سیستمهای مخروط اکسیژن معمولاً زمانی استفاده میشوند که سطوح اکسیژن محلول به میزان قابلتوجهی بالاتر از اشباع اتمسفر مورد نیاز باشد.
درمان زهکشی معدن اسیدی
زهکشی معدن اسیدی (AMD) زمانی تشکیل میشود که مواد معدنی{0}دارای سولفید با اکسیژن و آب واکنش میدهند و رواناب اسیدی حاوی فلزات محلول تولید میکنند. سیستم های تصفیه AMD اغلب از اکسیژن برای تسریع واکنش های اکسیداسیون قبل از شفاف سازی استفاده می کنند.
روند درمان به طور کلی مراحل زیر را دنبال می کند:
ژنراتور اکسیژن به طور مداوم اکسیژن را به راکتورهای اکسیداسیون می رساند که در آن آهن آهن محلول به آهن آهن تبدیل می شود.
آهن فریک متعاقباً رسوب می کند و در تجهیزات زلال سازی پایین دست ته نشین می شود.
کاربردهای درمان بیولوژیکی
کمپ های معدن، کارگاه های تعمیر و نگهداری و تاسیسات فرآوری فاضلاب تولید می کنند که ممکن است به تصفیه بیولوژیکی نیاز داشته باشد.
میکروارگانیسم های هوازی از طریق فعالیت متابولیک آلاینده ها را مصرف می کنند و برای عملکرد به اکسیژن محلول نیاز دارند.
ژنراتور اکسیژن از طریق شبکه های پخش کننده یا سیستم های تزریق اکسیژن اکسیژن را به راکتورهای بیولوژیکی می رساند.
اهداف معمولی اکسیژن محلول بسته به طراحی درمان از 2 تا 6 میلی گرم در لیتر متغیر است.
سیستم انتقال اکسیژن اکسیژن را در سراسر حجم راکتور توزیع می کند و از فرآیندهای اکسیداسیون بیولوژیکی پشتیبانی می کند.

الزامات تعمیر و نگهداری
نظارت روزانه
بازرسی اپراتورها:
- خلوص اکسیژن
- فشار اکسیژن
- نرخ جریان
- دمای کمپرسور
- وضعیت هشدار
داده های عملیاتی از طریق رابط HMI نمایش داده می شود و توسط سیستم PLC ذخیره می شود.
نگهداری پیشگیرانه
فعالیت های تعمیر و نگهداری برنامه ریزی شده عبارتند از:
- تعویض عناصر فیلتر
- بازرسی دریچه های پنوماتیک
- سرویس کمپرسور
- کالیبره کردن آنالایزرهای اکسیژن
- بررسی ترانسمیترهای فشار
فواصل نگهداری به ساعات کار و شرایط سایت بستگی دارد.
عمر سرویس غربال مولکولی
غربال مولکولی فرآیند جداسازی اکسیژن را انجام می دهد.
عواملی که می توانند عمر جاذب را کاهش دهند عبارتند از:
- آلودگی آب
- حمل نفت
- دمای عملیاتی بیش از حد
- چرخه فشار نامناسب
در شرایط عملیاتی مناسب، فواصل تعویض غربال مولکولی معمولاً بین 8 تا 12 سال است.
مشخصات فنی
| پارامتر | محدوده معمولی |
|---|---|
| خلوص اکسیژن | 90–95% |
| ظرفیت اکسیژن | 10 تا 5000 نیوتن متر مکعب در ساعت |
| فشار اکسیژن | 4-10 بار (گرم) |
| فشار هوا | 7-10 بار (گرم) |
| نقطه شبنم | -40 درجه تا -70 درجه |
| دمای محیط | -20 درجه تا +50 درجه |
| سیستم کنترل | PLC + HMI |
| منبع تغذیه | 380V–690V |
| نوع نصب | Skid-نصب شده یا کانتینری شده |
سوالات متداول
س: چگونه ظرفیت صحیح مولد اکسیژن را انتخاب کنم؟
A: ظرفیت با سرعت جریان آب، غلظت آلاینده و سطوح اکسیژن محلول هدف (DO) تعیین می شود. NEWTEK می تواند نیاز اکسیژن مورد نیاز را بر اساس تجزیه و تحلیل آب و داده های فرآیند تصفیه محاسبه کند.
س: این سیستم چه فرآیندهای تصفیه آب معدن را می تواند پشتیبانی کند؟
A: سیستم می تواند اکسیژن را برای موارد زیر تامین کند:
- درمان زهکشی معدن اسیدی (AMD).
- حذف آهن و منگنز
- اکسیداسیون سولفید
- تصفیه بیولوژیکی فاضلاب
- سیستم های نیتریفیکاسیون
- کاربردهای استفاده مجدد از آب فرآیندی
س: آیا می توان سیستم را با امکانات درمانی موجود ادغام کرد؟
ج: بله. ژنراتور اکسیژن می تواند به مخازن اکسیداسیون، انژکتورهای ونتوری، راکتورهای مخروط اکسیژن، سیستم های پخش کننده و خطوط لوله تصفیه موجود متصل شود.
س: چه اطلاعاتی برای اندازه سیستم مورد نیاز است؟
پاسخ: برای اندازه دقیق سیستم، NEWTEK معمولاً به موارد زیر نیاز دارد:
- سرعت جریان آب (m³/h)
- گزارش کیفیت آب
- شرح فرآیند درمان
- ارتفاع نصب
- منبع تغذیه موجود
س: آیا این سیستم برای سایت های استخراج از راه دور مناسب است؟
ج: بله. این سیستم در سایت از هوای اتمسفر اکسیژن تولید میکند و نیاز به تحویل اکسیژن مایع و مخازن ذخیرهسازی برودتی را از بین میبرد.
تگ های محبوب: ژنراتور اکسیژن برای تصفیه آب معدن، ژنراتور اکسیژن چین برای تولید کنندگان تصفیه آب معدن، تامین کنندگان

