關(guān)于微孔曝氣器選型的探討
一、幾種微孔曝氣器的比較
曝氣器在生物池的作用:提供微生物生長、繁殖所需氧氣,并最大限度與污水中的好氧物質(zhì)和微生物混合接觸達到生化反應的最佳效果。常用幾種曝氣器的功能、特點比較:
二、曝氣器銷售市場現(xiàn)況
1、由于國內(nèi)該行業(yè)起步較晚,專業(yè)從事系統(tǒng)研究、開發(fā)、應用結(jié)合的生產(chǎn)商、供應商國內(nèi)寥寥無幾,普遍不具備系統(tǒng)的科研、生產(chǎn)、應用、信息反饋,改良機制,因此國外產(chǎn)品的材料質(zhì)量上具有相當?shù)膬?yōu)勢。例如:國外膜片正常使用壽命可達5~8年甚至更長時間。
2、供應商與設(shè)計部門對產(chǎn)品系統(tǒng)性能在技術(shù)銜接上尚有相當?shù)木嚯x,往往導致產(chǎn)品不能物盡其用。例如:發(fā)達國家EPDM膜只推薦用于市政污水,硅腈合成膜片(silicone)推薦用于含油污水,氨基甲酸脂膜片(URETHANE)推薦用于化工污水等等,國產(chǎn)膜片品種單一,三元乙丙膜片(EPDM)配方上尚不很過關(guān),卻通用于各種污水處理項目。
3、國內(nèi)一些劣質(zhì)產(chǎn)品,對客戶產(chǎn)生誤導。例如:有個別產(chǎn)品膜片正常使用不到幾個月即有破損、變質(zhì)的情況出現(xiàn)。
4、操作、維護不當導致對產(chǎn)品的偏面認識。例如:某小型污水站,曝氣系統(tǒng)調(diào)試時水位剛淹沒曝氣器即用高壓大氣量工作,導致膜片爆裂。
5、受傳統(tǒng)觀念影響,沿用同行業(yè)早年投運的曝氣型式照搬,使一些性能優(yōu)越的曝氣產(chǎn)品不能有效推廣運用。
凡此種種原因,勻容易混淆用戶的正確認識,發(fā)達國家選用生物池曝氣器型式雖品種繁多,總體來看,近年大型污水處理項目選用膜片式曝氣器為主,膜片式曝氣尤以管式曝氣最為普及并取得良好的使用效果。對國內(nèi)污水行業(yè)具有一定的借鑒作用。
三、曝氣膜片受力分析
微孔曝氣器的膜片因構(gòu)造不同受力有很大差別,根據(jù)“小垂度理論”,盤式膜片,如果充氣后其變形為零時,其膜片的拉應力就是無窮大。因此,氣壓使膜片產(chǎn)生變形,氣壓高變形大,相應應力也大。同時,相同的氣壓,曝氣器膜片的不同構(gòu)造產(chǎn)生不同的內(nèi)部應力。據(jù)此,我們可將各種膜片式曝氣器膜片內(nèi)的應力作一分析:
1、直徑500㎜盤式膜片,按充氣后膜片鼓起(撓度)為50㎜計,設(shè)氣壓為60kpa=0.6kg/㎝3,簡化計算,取單位截條,用小垂度理論,可計算截條的拉力為:
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㎝計,則膜片內(nèi)應力為:
37.5/0.2×1=187.5kg/㎝2=18.75Mpa
超過合成橡膠扯斷強度(4~14Mpa)。
2、直徑300㎜盤式膜片,充氣后膜片撓度按30㎜計,則膜片內(nèi)應力H=0.6×302/8×3×0.2=112.5kg=11.25Mpa
3、球冠形曝氣器,膜片成球形,取直徑為250㎜,充氣壓力按60kpa,簡化計算,取截條應力
H=0.6×25/2×0.2=37.5/㎝2=3.75Mpa
4、管式曝氣器,其膜片直徑按100㎜計,內(nèi)應力
H=0.6×10/2×0.2=15kg/cm2=1.5Mpa
從以上計算可知,在相同充氣壓力條件下,管式曝氣器膜片內(nèi)應力最小。
四、微孔曝氣器的構(gòu)造分析
膜片式微孔曝氣器要求膜片打孔,孔徑小,氣泡小,孔多氣泡就多,充氧效率就高,然而孔太多的結(jié)果,往往造成膜片的壽命縮短。因此,膜片的加工,要求應充氧、膜片壽命的雙重優(yōu)化,不能偏廢。
其次是曝氣器的抗浮要求問題,曝氣器錨固力不足造成上浮事故,都有發(fā)生。天津紀莊子污水處理廠最早引進英國曝氣設(shè)備,曾按國外圖紙要求,用專用工具,對每個錨固點都進行拉力測定。而管式膜片曝氣器,其布管為雙層構(gòu)造,壓縮空氣在夾層中,污水能進入中心管道,使浮力減弱,確保了曝氣器的穩(wěn)定性。
還有曝氣器冷凝水的排出,也是運行中的重要問題,曝氣器的曝氣孔如能設(shè)在底部,就可既曝氣又排水了,這也是管式曝氣器的優(yōu)點之一。
最后,對于SBR工藝來說,生化池集曝氣沉淀在同一水池內(nèi)完成,活性污泥必將沉積于曝氣器表面,對盤式曝氣器而言,相對來說比較容易堵塞,而對管式曝氣器的底部曝氣孔來說就不易堵塞了。因此,目前采用SBR(含CASS工藝、CAST工藝、ICEAS工藝等)工藝的工程都采用管式曝氣器是有其道理的。
五、結(jié)論
對國內(nèi)污水行業(yè)高質(zhì)量的膜片管式曝氣器,具有推廣價值,原因:
1.系統(tǒng)綜合造價低
2.氧利用率高
3.可間歇運行,不堵塞
4.阻力損失衡定,一般在300~500㎜水柱。
國際著名膜式曝氣器供應商的產(chǎn)品質(zhì)量比較可靠,但價格普遍比國產(chǎn)產(chǎn)品高好幾倍,對于國內(nèi)污水處理建設(shè)項目的有限資金是一對矛盾,這方面國內(nèi)生產(chǎn)商機遇與挑戰(zhàn)并存。近幾年,“宜興市凌泰環(huán)保設(shè)備有限公司”已與“德國IBBS公司”膜片供應商建立了合作,正潛心對八大系列曝氣器系列化生產(chǎn),采用進口系列膜片配合自產(chǎn)改良型骨架件、管配件。取長補短,系列產(chǎn)品擁有自產(chǎn)知識產(chǎn)權(quán),性能不亞于國外同類產(chǎn)品,綜合造價比原產(chǎn)地整套造價降低60%,近年沈陽仙女河污水廠(20×104m3/d)等大型污水處理廠均已選用,取得良好使用效果,與進口產(chǎn)品相比具有競爭優(yōu)勢。
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