第一節(jié) 產(chǎn)品定義、性能及應(yīng)用特點(diǎn)

1、曝氣器知識(shí)介紹

曝氣器：主要由WQ型潛水排污泵、文丘里管、擴(kuò)散管、進(jìn)氣管及消音器等組成。

曝氣設(shè)備是給水生物預(yù)處理、污水生物處理的關(guān)鍵性設(shè)備。其功能是將空氣中的氧轉(zhuǎn)移到曝氣池液體中，以供給好氧微生物新陳代謝所需要的氧量，同時(shí)對(duì)池內(nèi)水體進(jìn)行充分的混合，達(dá)到生物處理目的。

圖表 曝氣設(shè)備分類

（1）鼓風(fēng)曝氣設(shè)備由空氣加壓設(shè)備、管路系統(tǒng)與空氣擴(kuò)散裝置組成?？諝饧訅涸O(shè)備一般選用鼓風(fēng)機(jī)?？諝鈹U(kuò)散器有擴(kuò)散板、豎管、穿孔管、微孔曝氣頭等多種形式。

（2）氧氣曝氣設(shè)備由制氧、輸氧和充氧裝置等組成。氧氣曝氣法在我國尚不多見，國外有所應(yīng)用。與空氣曝氣法相比較，其主要特點(diǎn)在于能夠提高曝氣的氧分壓?？諝夥ǖ难醴謮簽?.21個(gè)大氣壓。因而水中氧的飽和濃度可提高5倍；氧吸收率高達(dá)80%-95%；氧傳遞速率快，在活性污泥法中維持高達(dá)6-10MG/L的濃度。故同一污泥負(fù)荷條件下，要取得同等效果的處理水質(zhì)，氧氣曝氣法曝氣時(shí)間可大為縮短，曝氣池容積可減小，并能節(jié)省基建投資，但運(yùn)轉(zhuǎn)成本較高。

（3）表面曝氣設(shè)備，主要作用是把空氣中的氧溶入水中。曝氣器在水體表面旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生飛躍，把大量水滴和片狀水幕拋向空中，水與空氣的充分接觸，使氧很快溶入水體。充氧的同時(shí)，在曝氣器轉(zhuǎn)動(dòng)的推流作用下，將池底層含氧量少的水體提升向上環(huán)流，不斷的充氧。

（4）水下曝氣設(shè)備在水體底層或中層充入空氣，與水體充分均勻混合，完成氧的氣相到液相轉(zhuǎn)移。

以上四類充氧曝氣設(shè)備，常用的有鼓風(fēng)曝氣設(shè)備和表面曝氣設(shè)備。

曝氣設(shè)備工作原理為：潛水電泵產(chǎn)生的水流經(jīng)過噴嘴形成高速水流，在噴嘴周圍形成負(fù)壓由進(jìn)氣管吸入空氣，形成液氣混合流高速噴射而出，夾帶許多氣泡的水流在較大面積和深度的水域里渦旋攪拌，完成曝氣。

曝氣設(shè)備特點(diǎn)：

該裝置曝氣氣泡直徑小，氣液界面大，氣泡擴(kuò)散均勻，不易產(chǎn)生孔眼堵塞，耐腐蝕性強(qiáng)，特別適用于城市污水，大型工廠，新建、擴(kuò)建和老曝氣池改造，且曝氣池可間歇運(yùn)行 。

曝氣設(shè)備用途：深水曝氣；生化池的曝氣兼攪拌；污泥曝氣兼攪拌；高濃度有機(jī)廢水處理工藝。

2、微孔曝氣器

微氣泡曝氣器也稱微孔曝氣器，采用多孔性材料如陶粒、粗瓷等摻以適當(dāng)?shù)娜绶尤渲活惖恼硠?，在高溫下燒結(jié)成為擴(kuò)散板、擴(kuò)散管和擴(kuò)散罩的形式。按照安裝的型式，可分為提升式微孔曝氣器及固定式微孔曝氣器。

目前國內(nèi)市場上微孔曝氣器種類較多，按外形分有圓盤和圓管型，按材料分有軟管、剛玉（陶瓷）、橡膠膜、高分子聚合物曝氣頭四大類。高分子聚合物曝氣頭以其耐沖擊、耐腐蝕、通氣量大、曝氣性能穩(wěn)定、布置靈活、壽命長、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能比優(yōu)良而廣泛被應(yīng)用于各種水處理曝氣裝置中。聚合物微孔曝氣器已是第三代產(chǎn)品。與前兩代產(chǎn)品相比氧利用率提高了10﹪，達(dá)到30﹪以上，外表更光滑，性能更穩(wěn)定，強(qiáng)度更高，壽命超過5年。與其它微孔曝氣器相比無撕裂、堵塞之慮，且綜合造價(jià)比它微孔曝氣器低20﹪。由于其通氣量變動(dòng)幅度大，對(duì)需氧量變動(dòng)大的污水更具優(yōu)越性。

常用的微孔曝氣器有陶瓷微孔曝氣器、膜片微孔曝氣器、可變微孔曝氣器等。

陶瓷微孔曝氣器分為，半剛玉和全剛玉兩種。半剛玉曝氣器有高效低耗運(yùn)行可靠不易堵塞，阻力小、充氣量大、攪動(dòng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。全剛玉曝氣器，剛玉曝氣帽和托盤合并，制成一體的全剛玉型曝氣器。克服了半剛玉曝氣頭使用時(shí)間較久后，ABS托盤與剛玉帽之間漏氣和情況。

圖表 常用幾種微孔曝氣器的功能、特點(diǎn)比較

微孔曝氣管的形式有很多，目前較為常用的有兩種：一種是由粗瓷或剛玉等燒結(jié)而成的普通曝氣管，這種管壁在燒結(jié)過程中產(chǎn)生許多極微小的孔隙，它的主要特點(diǎn)是能產(chǎn)生微小的氣泡，氣泡直徑約0.1～0.2mm，氣、液接觸面積大，氧利用率高，一般可達(dá)到20～25%；其缺點(diǎn)是氣壓損失較大，易堵塞，送入的空氣需經(jīng)-過濾處理，易損壞，一旦損壞，氧利用率就開始快速下降。另一種是管式膜片微孔曝氣管。這種曝氣管的安裝方式與前一種基本一樣，但其自身的結(jié)構(gòu)卻有很大的區(qū)別，它是由一個(gè)用ABS或UPVC制成的管子作為布?xì)夤?，管壁上開有通風(fēng)孔，布?xì)夤芡庵芨采w著合成橡膠制成的膜片，膜片被金屬卡子固定在管子上。在合成橡膠膜片上用激光等方法打出均勻分布的孔眼。曝氣時(shí)，空氣通過管壁上的通氣孔進(jìn)入膜片與管壁之間，在壓縮空氣的作用下，使膜片微微鼓起，孔眼張開，達(dá)到布?xì)鈹U(kuò)散的目的。停止供氣，氣壓消失后，膜片本身在彈性作用下使孔眼自動(dòng)閉合，由于水壓的作用，膜片壓實(shí)在管壁上。因此，污水不會(huì)倒流而堵塞孔眼。但由于這種膜片的開孔直徑直接影響到氧的利用率，因此，開孔直徑應(yīng)適當(dāng)。開孔直徑過大，氧的利用率較低，開孔直徑過小，氧利用率高，但阻力增大。橡膠膜片應(yīng)選用耐老化，高強(qiáng)度膠質(zhì)，以免膜片出現(xiàn)撕裂，造成曝氣器損壞。

微孔曝氣器以其獨(dú)有的密封性和布配氣防水倒灌結(jié)構(gòu)，有效的減小了氣泡直徑，提高了曝氣均勻度、氣液接觸面積，從而有效的解決了一般曝氣器氣孔易堵塞的問題。

中、微孔曝氣器的基本要求：

曝氣器應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并按照經(jīng)規(guī)定程序批準(zhǔn)的圖樣及技術(shù)文件制造。

根據(jù)使用材質(zhì)的不同，曝氣器的氣孔密度應(yīng)滿足下述要求之一

A） 增強(qiáng)PVC軟管型其開孔密度應(yīng)不少于1600孔/M；

B） 剛玉、硅質(zhì)型其孔隙率應(yīng)不小于35%； 

C） 鈦質(zhì)型其孔隙率應(yīng)不小于35%。

曝氣器裝配后，除正常曝氣孔外其它部位均不應(yīng)有漏氣現(xiàn)象。

第二節(jié) 發(fā)展歷程

1925年，可森爾（Kessener）開始研制轉(zhuǎn)刷曝氣機(jī)，他在水平軸上裝有許多放射性鋼片，被稱為“可森爾”轉(zhuǎn)刷。1954年巴司維爾將可森爾轉(zhuǎn)刷應(yīng)用在荷蘭Voorschoten的氧化溝中，動(dòng)力效率可達(dá)2.0KgO2/（KW·h）。1959年，荷蘭公共衛(wèi)生 研究 所的Baars和Muskat應(yīng)用了籠形轉(zhuǎn)刷（又稱TNO轉(zhuǎn)刷），是可森爾轉(zhuǎn)刷的改進(jìn)型，沿中心軸周圍裝有徑向分布的T型鋼或角鋼，動(dòng)力效率可達(dá)2.5KgO2/（KW·h）。這兩種轉(zhuǎn)刷僅適用于水深≤1.5m的氧化溝，在實(shí)際應(yīng)用中占用了大量土地面積。為增加單位長度的推動(dòng)力和充氧能力，在德國開發(fā)了大馬氏（Mammoth型）曝氣轉(zhuǎn)刷，直徑為1000mm。葉片通過呈螺旋狀分布，旋轉(zhuǎn)過程中葉片順序進(jìn)入水中，以保證運(yùn)行的穩(wěn)定性并可減少噪聲。

20世紀(jì)60年代末在DHC有限公司供職的工程師開發(fā)了立式低速表曝機(jī)。表曝機(jī)被安裝于中心隔墻的末端，利用表曝機(jī)產(chǎn)生的徑流作動(dòng)力，推動(dòng)氧化溝中的液體形成靠近曝氣器下游的富氧區(qū)和曝氣器上游及外環(huán)的缺氧區(qū)，有利于生物凝聚，易于活性污泥沉淀，擁有良好的脫氮除磷效率和BOD去除率。

胥司曼（Huisman）于1970年在南非設(shè)計(jì)和開發(fā)了使用轉(zhuǎn)盤曝氣機(jī)的orbal氧化溝，后來該技術(shù)轉(zhuǎn)讓給美國的Envirex公司，并在美國對(duì)該技術(shù)做了一些更改，使該系統(tǒng)在中高濃度的城市污水處理廠中具有相當(dāng)明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。

80年代初，德國IFD公司首次采用微孔橡膠膜片代替硬質(zhì)微孔曝氣器的 研究 獲得成功，并逐步應(yīng)用于一些污水處理廠中，這種彈性微孔膜曝氣器具有氧利用率高，動(dòng)力效率高，壓力損失小，不腐蝕，不堵塞，曝氣量可以調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)。

膜片式微孔曝氣器是80年代研制的最新型曝氣裝置，該裝置曝氣氣泡直徑小，氣液面積大，氣泡擴(kuò)散均勻，不會(huì)產(chǎn)生孔眼堵塞，耐腐蝕性強(qiáng)



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