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关于微孔曝气器选型的探讨

发表时间: 2021-03-27 08:37:52

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曝气器在生物池的作用:提供微生物生长、繁殖所需氧气,并污水中的好氧物质和微生物混合接触达到生化反应的最佳效果。常用几种曝气器的功能、特点比较:

一、几种微孔曝气器的比较 

曝气器在生物池的作用:提供微生物生长、繁殖所需氧气,并污水中的好氧物质和微生物混合接触达到生化反应的最佳效果。常用几种曝气器的功能、特点比较: 

二、曝气器销售市场现况 

        1、由于国内该行业起步较晚,专业从事系统研究、开发、应用结合的生产商、,普遍不具备系统的科研、生产、应用、信息反馈,改良机制,因此国外产品的材料质量上具有相当的优势。例如:国外膜片正常使用寿命可达5~8年甚至更长时间。

        2、供应商与设计部门对产品系统性能在技术衔接上尚有相当的距离,往往导致产品不能物尽其用。例如:发达国家EPDM膜只推荐用于市政污水,硅腈合成膜片(silicone)推荐用于含油污水,氨基甲酸脂膜片(URETHANE)推荐用于化工污水等等,国产膜片品种单一,三元乙丙膜片(EPDM)配方上尚不很过关,却通用于各种污水处理项目。

        3、国内一些劣质产品,对客户产生误导。例如:有个别产品膜片正常使用不到几个月即有破损、变质的情况出现。

        4、操作、维护不当导致对产品的偏面认识。例如:某小型污水站,曝气系统调试时水位刚淹没曝气器即用高压大气量工作,导致膜片爆裂。

        5、受传统观念影响,沿用同行业早年投运的曝气型式照搬,使一些性能优越的曝气产品不能有效推广运用。

         凡此种种原因,匀容易混淆用户的正确认识,发达国家选用生物池曝气器型式虽品种繁多,总体来看,近年大型污水处理项目选用膜片式曝气器为主,膜片式曝气尤以管式曝气普及并取得良好的使用效果。对国内污水行业具有一定的借鉴作用。 

        三、曝气膜片受力分析 

        微孔曝气器的膜片因构造不同受力有很大差别,根据“小垂度理论”,盘式膜片,如果充气后其变形为零时,其膜片的拉应力就是无穷大。因此,气压使膜片产生变形,气压高变形大,相应应力也大。同时,相同的气压,曝气器膜片的不同构造产生不同的内部应力。据此,我们可将各种膜片式曝气器膜片内的应力作一分析:

        1、直径500㎜盘式膜片,按充气后膜片鼓起(挠度)为50㎜计,设气压为60kpa=0.6kg/㎝3,简化计算,取单位截条,用小垂度理论,可计算截条的拉力为: 

              H=pL2/8f,

              式中:p-0.6kg/㎝2

                 L-50㎝

                 f-5㎝

              代入H=0.6×502/8×5=37.5kg=375kN

              膜片厚按0.2㎝计,则膜片内应力为:

              37.5/0.2×1=187.5kg/㎝2=18.75Mpa

              超过合成橡胶扯断强度(4~14Mpa)。

        2、直径300㎜盘式膜片,充气后膜片挠度按30㎜计,则膜片内应力H=0.6×302/8×3×0.2=112.5kg=11.25Mpa

        3、球冠形曝气器,膜片成球形,取直径为250㎜,充气压力按60kpa,简化计算,取截条应力

              H=0.6×25/2×0.2=37.5/㎝2=3.75Mpa

        4、管式曝气器,其膜片直径按100㎜计,内应力

               H=0.6×10/2×0.2=15kg/cm2=1.5Mpa

   从以上计算可知,在相同充气压力条件下,管式曝气器膜片内应力最小。 

    从以上计算可知,在相同充气压力条件下,管式曝气器膜片内应力最小。 

   从以上计算可知,在相同充气压力条件下,管式曝气器膜片内应力最小。 

    四、微孔曝气器的构造分析 

   从以上计算可知,在相同充气压力条件下,管式曝气器膜片内应力最小。 

    膜片式微孔曝气器要求膜片打孔,孔径小,气泡小,孔多气泡就多,充氧效率就高,然而孔太多的结果,往往造成膜片的寿命缩短。因此,膜片的加工,要求应充氧、膜片寿命的双重优化,不能偏废。

   从以上计算可知,在相同充气压力条件下,管式曝气器膜片内应力最小。 

    其次是曝气器的抗浮要求问题,曝气器锚固力不足造成上浮事故,都有发生。天津纪庄子污水处理厂最早引进英国曝气设备,曾按国外图纸要求,用专用工具,对每个锚固点都进行拉力测定。而管式膜片曝气器,其布管为双层构造,压缩空气在夹层中,污水能进入中心管道,使浮力减弱,确保了曝气器的稳定性。

        还有曝气器冷凝水的排出,也是运行中的重要问题,曝气器的曝气孔如能设在底部,就可既曝气又排水了,这也是管式曝气器的优点之一。

        最后,对于SBR工艺来说,生化池集曝气沉淀在同一水池内完成,活性污泥必将沉积于曝气器表面,对盘式曝气器而言,相对来说比较容易堵塞,而对管式曝气器的底部曝气孔来说就不易堵塞了。因此,目前采用SBR(含CASS工艺、CAST工艺、ICEAS工艺等)工艺的工程都采用管式曝气器是有其道理的。 

   五、结论 

        对国内污水行业高质量的膜片管式曝气器,具有推广价值,原因:

        1.系统综合造价低                            

        2.氧利用率高

        3.可间歇运行,不堵塞                            

        4.阻力损失衡定,一般在300~500㎜水柱。

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