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              曝氣器在污水處理中的應用




              曝氣原理
              曝氣是使空氣和水緊密接觸的一種方法曝氣的目的是溶解水中的氧氣或將水中不需要的氣體和揮發性物質排出到空氣中。換言之,它是促進氣體和液體之間物質交換的一種手段。它還具有其他重要的功能,如攪拌和攪拌。
              空氣中的氧通過曝氣轉化為水,氧從氣相轉化為液相進行傳質這種傳質擴散理論是目前應用較為廣泛的理論,它是由劉易斯和惠特曼提出的雙膜理論。
              根據雙膜理論,“氣水”界面上有氣膜和液膜,氣膜和液膜外有空氣和液體流動,屬于湍流狀態氣膜和液膜屬于層流狀態,不存在對流,在一定條件下會有壓力梯度和濃度梯度。
              如果液膜中氧的濃度低于水中氧的飽和濃度,空氣中的氧會繼續通過液膜向水體內擴散,從而液膜和氣膜成為氧氣輸送的障礙這就是雙膜理論顯然,克服液膜屏障最有效的方法是迅速改變氣液界面。
              曝氣攪拌正是如此,具體做法是:減小氣泡尺寸,增加氣泡數量,提高液體紊流度,增加曝氣器安裝深度,延長氣泡與液體接觸時間。在此基礎上,曝氣設備在污水處理中得到了廣泛的應用。
              曝氣方式及曝氣功能
              曝氣類型一般分為兩類:一類是吹氣曝氣,一類是機械曝氣。
              鼓風曝氣是通過擴散板或擴散管將氣泡引入水中的一種方法。乙烯裝置廢水處理一般采用這種方法。機械通氣是指通過葉輪等儀器引入氣泡。
              所有曝氣設備應滿足以下三個功能:
              (1)產生和維持有效的氣水接觸,并在生物氧化連續消耗氧氣的情況下保持水中溶解氧的一定濃度;
              (2)在曝氣區產生足夠的混合和水循環流動;
              (3)保持足夠的液體速度,使活固體保持懸浮狀態。
              鼓風曝氣設備
              曝氣系統由風機、曝氣器和一系列相連的管道組成。吹風機將空氣通過一系列管道輸送到安裝在水池底部的曝氣器,從而使空氣形成不同大小的氣泡。
              氣泡在曝氣器的出口處形成,其大小取決于擴散器的形狀。在上升并與水循環后,它最終在液位處分解。這一過程產生了向污水中轉移氧氣的功能鼓風系統曝氣器主要分為微氣泡、中氣泡、大氣泡、水力剪切、水力沖擊和氣舉。
              吹風曝氣設備主要技術性能指標如下:
              功率效率,即每消耗1kw電,轉移到混合物中的氧氣量;
              氧氣利用率,是指通過空氣曝氣轉移到混合物中的氧氣量占總供氧量的百分比。
              微氣泡曝氣器
              微氣泡曝氣器又稱微孔曝氣器,多孔材料如陶粒、粗瓷等適當摻入酚醛樹脂類膠粘劑,在高溫下燒結成擴散板、擴散管和擴散罩形式。根據安裝形式可分為提升式微孔曝氣器和固定式微孔曝氣器。
              提升式微孔曝氣器主要由微孔曝氣器、活動搖臂和提升機組成。
              (1)微孔曝氣管由微孔管、前蓋、后蓋和連接螺栓組成;
              (2)活動搖臂是一種可升降的管子,微孔充氣管安裝在支氣管內,成網格條,底座固定在池壁上,活動立管進入池內,支管落在池底,支撐在池底;
              (3)充氣提升機,對于移動式電動提升機,提升小車可隨意移動,搖臂。
              其工作原理是:從氣管后蓋排氣口的微氣泡進入暴露區,暴露在氣管壁的許多小孔隙中,管道在壓差作用下,空氣從管壁的孔隙中擴散,在水中形成許多微小氣泡,并產生水的紊流從而達到氧氣從空氣中進入水中的目的。
              微孔暴露氣管有很多種,目前常用的有兩種:一種是由粗瓷或剛玉燒結而成的普通氣管,管壁在燒結過程中產生許多微孔,其主要特點是產生微小氣泡,氣泡直徑約0.1~0.2mm,氣體而且液體接觸面積大,氧氣利用率高,一般可達到20~25%;其缺點是空氣壓力損失大,易堵塞,空氣進入過濾器處理,易損壞,一旦損壞,氧氣利用率開始迅速下降。
              另一種是管式隔膜微孔曝氣器。明管的安裝方法與前一種基本相同,但其本身的結構卻大不相同。它是由ABS或UPVC制成的管子,用作布管。管壁開有通風孔,布管外表面覆蓋合成橡膠隔板,隔板用金屬夾固定在管上采用激光等方法在合成橡膠膜片上均勻開孔。
              充氣時,空氣通過管壁通入隔板和管壁之間,在壓縮空氣的作用下,使隔板微微鼓包,開孔,達到布氣擴散的目的。
              當供氣停止,壓力消失時,膜片在彈性作用下自動關閉孔。由于水壓的作用,隔膜壓在管壁上。因此,污水不會回流并堵塞孔。但是,由于孔的直徑直接影響氧氣的利用率,所以孔的直徑應該是合適的。
              孔徑過大,氧利用率低,孔徑過小,氧利用率高,但阻力增大。橡膠隔膜應選用耐老化、高強度膠,以免撕裂隔膜,造成曝氣器損壞。
              動態曝氣器
              動態曝氣器是一種新型的曝氣器,屬于固定安裝式微泡曝氣器,它由圓形罩、旋轉混合筒、旋轉混合環、套筒接頭箍和安裝管組成。
              動態曝氣器采用排氣泡布“大孔”技術,將空氣分別引入曝氣器中,進行正旋和正旋導流,正旋導流為順時針,反旋導流為逆時針,由兩個不同方向組成,在旋流器的作用下,將套筒螺桿氣缸混合,形成對力矩增強螺旋氣液混合區的連續局部反應。
              旋流和旋流混合產生大量氣泡,在圓形罩停止擴散后,氣泡均勻均勻地向上產生。一般情況下,動態曝氣器由大孔雙向混合、套筒增強混合和圓形蓋阻擋擴散等多種結構組成,使氣相在液相中發生碰撞、剪切和分段,形成混合擴散。
              由于動態曝氣器采用大孔排氣,即使在停風停壓后,污水回流到曝氣器和管道中,也不會造成排氣孔堵塞,從而從根本上解決了曝氣器堵塞的問題,能長期保持氧氣利用率不變但由于氣泡直徑較大,氧利用率低于微孔曝氣器,一般在15-19%之間。動態曝氣器的結構和性能與旋轉混合曝氣器的結構和性能相似。



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