ในระบบบำบัดน้ำเสีย เค้าโครงของท่อกระจายออกซิเจนส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการถ่ายเทออกซิเจน การควบคุมการใช้พลังงาน และประสิทธิภาพการบำบัด การจัดเรียงตัวกระจายอากาศต้องได้รับการออกแบบร่วมกับโครงสร้างถัง กระบวนการบำบัด และคุณลักษณะด้านคุณภาพน้ำ เพื่อให้มั่นใจว่ามีการกระจายฟองอากาศที่สม่ำเสมอ และหลีกเลี่ยงสภาวะไร้ออกซิเจนเฉพาะจุดหรือการเติมอากาศ-มากเกินไป เค้าโครงตัวจ่ายอากาศแบบท่อทั่วไปประกอบด้วยรูปแบบวงกลม กิ่งก้าน กริด หมุนวน และแบบสลับ ซึ่งแต่ละแบบเหมาะกับสภาพการทำงานที่แตกต่างกัน
เค้าโครงแบบวงกลม
การจัดเรียงนี้เหมาะสำหรับเครื่องปฏิกรณ์แบบวงกลมหรือแบบวงแหวน เช่น กระบวนการออกซิเดชันคู ตัวกระจายอากาศแบบท่อได้รับการติดตั้งแบบศูนย์กลางหรือเป็นเกลียวตามแนวผนังถัง ช่วยเพิ่มการไหลเวียนของน้ำผ่านเส้นทางฟองอากาศที่สม่ำเสมอ พารามิเตอร์การออกแบบที่สำคัญ ได้แก่ เส้นผ่านศูนย์กลางท่อ (โดยทั่วไปคือ DN50–DN150) และระยะห่างวงแหวน (0.8–1.5 ม.) โดยต้องมีการครอบคลุมฟองอากาศเกิน 70% ของพื้นที่พื้นถัง ควรลดการสูญเสียแรงดันที่ทางโค้งให้เหลือน้อยที่สุดโดยใช้ข้อศอกทำมุม 45 องศา
เค้าโครงสาขา
โดยทั่วไปใช้ในถังเติมอากาศทรงสี่เหลี่ยม การออกแบบนี้มีลักษณะเป็นท่อหลักตามแนวยาวของถัง โดยมีกิ่งก้านด้านข้างยื่นออกมาเป็นรูปก้างปลา ระยะห่างของกิ่งถูกกำหนดโดยพื้นที่ให้บริการของตัวกระจายสัญญาณ (เช่น 0.6–0.8 ม. สำหรับตัวกระจายสัญญาณที่มีรูพรุนขนาดเล็ก) ต้องติดตั้งวาล์วระบายน้ำที่ปลายท่อหลักเพื่อป้องกันการสะสมของตะกอน การกระจายลมสามารถปรับได้ผ่านวาล์วควบคุมโซนเพื่อรองรับความผันผวนของกระแสลม
เค้าโครงตาราง
Typically applied in plug-flow aeration tanks, tube diffusers are arranged in a matrix to form a grid. Supports are required at pipeline nodes to prevent displacement by hydraulic forces. Grid spacing usually ranges from 0.5–1.2 m, adjusted based on MLSS levels (e.g., spacing ≤0.5 m for MLSS >3000 มก./ลิตร) พื้นถังควรมีความลาดเอียง 1%–2% เพื่อช่วยให้กากตะกอนเคลื่อนตัวไปยังช่องระบายได้สะดวก
เค้าโครงหมุนวน
ออกแบบมาสำหรับถังเติมอากาศแบบเพลาลึก-ที่มีอัตราส่วนความสูง-ถึง-เส้นผ่านศูนย์กลางสูง ตัวกระจายอากาศได้รับการติดตั้งในแนวสัมผัสเพื่อสร้างการไหลแบบหมุนผ่านฟองอากาศที่เพิ่มขึ้น มุมการติดตั้งที่เหมาะสมที่สุดคือ 30 องศา –45 องศา และแนะนำให้ใช้ตัวกระจายน้ำวนแบบป้องกันการอุดตัน- วิธีการนี้ทำให้ได้อัตราส่วน-}อากาศต่อ-อากาศสูงถึง 15:1 เหมาะสำหรับน้ำเสียอินทรีย์ที่มีความแข็งแรงสูง แต่ต้องใช้เครื่องเป่าลมแรงดันสูง-
เค้าโครงสลับกัน
ใช้ในกระบวนการที่ไม่ต่อเนื่อง เช่น คูน้ำออกซิเดชั่นสลับ ระบบนี้จะสลับโซนเติมอากาศผ่านวาล์วไฟฟ้า เครือข่ายท่ออิสระสองเครือข่ายทำงานในวงจร (เช่น การเติมอากาศ 2 ชั่วโมง/การตกตะกอน 1 ชั่วโมง) โดยมีวาล์วที่ตรงตามมาตรฐานการปิดผนึก IP68 ประหยัดพลังงานได้มากกว่า 30% แต่จำเป็นต้องมีระบบควบคุมแบบคู่เพื่อความน่าเชื่อถือ
การเลือกวัสดุและการติดตั้ง
วัสดุตัวกระจายตัวของท่อจะต้องต้านทานการกัดกร่อนและรับประกันความทนทาน: ท่อยาง EPDM สำหรับ pH 6–9; ท่อยางซิลิโคนสำหรับ pH 2–12 ควรยึดท่อด้วยแคลมป์สแตนเลส 316L (ระยะห่างน้อยกว่าหรือเท่ากับ 1.5 ม. ลดลงเหลือ 0.8 ม. ที่ส่วนโค้ง) การทดสอบแรงดันหลังการติดตั้ง-ที่แรงดันใช้งาน 1.5× เป็นเวลา 30 นาทีควรแสดงแรงดันตกน้อยกว่าหรือเท่ากับ 5%
การดำเนินงานและการบำรุงรักษา
Regularly monitor aeration uniformity using dissolved oxygen (DO) probe arrays; investigate clogging if DO deviations exceed ±0.5 mg/L. Chemical cleaning frequency depends on water hardness: quarterly acid washing (5% citric acid for 2 hours) for calcium carbonate >200 มก./ลิตร การทำความสะอาดทางกายภาพสามารถใช้-การฉีดน้ำแรงดันสูง (มากกว่าหรือเท่ากับ 10 MPa) สำหรับเมมเบรนกระจายแสงแบบแบ็คฟลัช