高压聚乙烯微孔管式曝气

关于曝气装置的选择对比

1.材料

橡胶膜盘式曝气器采用硫化橡胶膜片，由于其表面密布了布气的微孔，机械强度差，运行时间的增加会造成橡胶膜片的老化，回弹性能降低，引起膜片的撕裂，影响整个曝气系统的正常工作。如果污水中CL-离子或其他化学清洁剂含量较多，还会加速硫化橡胶膜片的硬化，缩短其使用寿命。所以，一般情况下，橡胶膜盘式曝气器的使用寿命较短。

刚玉盘式曝气器采用刚玉布气层，它是由氧化硅、氧化铝高温烧结制成，布气层较脆，表面较为粗糙。同时，布气层较厚，空气通道较长，且多为尖锐和粗糙的孔道。因此，其表面容易滋生微生物，内部容易被空气中杂质颗粒所堵塞，所以刚玉曝气器对空气洁净度的要求很高。一般需对进入鼓风机的空气进行专门的除尘处理，所用的净化设备主要是静电除尘器，投资很大。

采用聚乙烯材料的EKOTON管式曝气器，具有良好的化学稳定性，耐酸碱，机械强度高，抗冲击能力强，能够承受风机频繁启用产生的水击作用。同时，它的布气层表面经过专门的静电处理，较为光滑，不易被微孔生物附着，曝气器表面不易被堵塞，使用寿命长。由于它们的布气层较薄，孔道短，且为较光滑和精细的多孔介质，因此，内部不宜被空气中的杂质颗粒所堵塞，对空气洁净度的要求较底，一般不需要设置专门的空气净化设备对进入鼓风机的空气进行除尘净化。

2.结构形式

EKOTON管式曝气器独有的在支承管和布气层之间的气流分布层，既保证了沿曝气器长度方向重新分配空气均匀流量，又降低了空气阻力损失及阻力损失的增长速度，由表1可见其初时阻力损失仅为1500~2500Mpa，是较低的。而橡胶膜盘式曝气器为了防止风机停机时的污水倒灌，内部设置了止回膜（阀），增加了空气阻力损失，由表1可知其初时的阻力损失为3800~4700Mpa，是较高的，由此还造成了风机能耗的增加。由于刚玉盘式曝气器内部设置了通气螺杆，并且其布气层较厚，空气孔道较为尖锐和粗糙，因此其空气阻力也较大。由表1可知一般为3840~4050Mpa。

所有的盘式微孔曝气器只允许空气通过其上部的布气层进行扩散，布气层没有富裕，因此，一旦发生堵塞，曝气器阻力急剧增大，造成风机能耗上升，甚至影响风机的正常工作和使用寿命。同时，进入曝气器内部的积水无法被空气挤压出去，只能安装专门的泄水管路和泄水阀来排水。实际经验表明，这给日常运行操作带来麻烦，排除积水也并不理想。EKOTON管式曝气器管状的布气层允许空气从其圆形断面的四周扩散。刚开始曝气时，由于水位差的存在，空气只通过!角度的扩散层进行曝气，即只有部分面积的布气层参与曝气，布气层有富裕，但这正是管式曝气器的一个非常重要的优点 （见图1）。因为，具有独特结构的EKOTON管式曝气器是一个自我调节系统，随着运行时间的增加，布气层阻力损失的增加，它可依靠曝气带宽度的变化（即@角变大）来进行曝气，从而保证曝气器空气阻力损失的稳定，使风机能耗最低。同时，当风机停机重新启动，曝气器内部的积水可通过下面部分的布气层被空气挤出去。因此采用管式曝气器的曝气系统不需设置专门的泄水管和泄水阀。

图1 EKOTON曝气管侧面示意图

3.氧利用率和单位服务面积

从表1可知，在4m水深的脱氧清水中聚乙烯管式曝气器和橡胶膜或刚玉盘式曝气器的氧利用率相差不多，但需指出，盘式曝气器扩散出来的气泡直径随着通气量增加而增大，由此，氧利用率随着通气量的增加而下降（见图2），因此一般盘式曝气器通过限制通气量来维持较高的氧利用率，一般它们的单位通气量为2~3 m³/个。而EKOTON管式曝气器曝与盘式曝气器完全不同，气泡直径并不受通气量变化的影响，其氧利用率不随通气量的增大而下降，而是保持在一个较高水平。因此，管式曝气器可以在一个很宽泛的通气量范围内正常工作（见图1），从节能角度考虑其最佳单位通气量为14~20m³/m*h。这种特性尤为适合水量水质波动较大的情况，通过风量的自动调节，使生物处理系统始终处于最佳工作状态，节约能耗，降低日常运行费用。

从单位服务面积来看，聚乙烯管式曝气器是盘式曝气器的6倍左右，这是因为聚乙烯管式曝气器扩散的气泡直径一般在2.8 ~3.1mm之间，这种大小的气泡既能增大气液的接触界面，有利于氧的转移，又能形成较强的紊流并带动混合液作循环，提高了液膜更新的速度，即增加了液膜两侧的氧浓度差，有效提高了传质速度，从而有利于氧的转移。聚乙烯管式曝气器能保证活性污泥处于悬浮状态，使气水泥三相充分接触，布气均匀，避免生物池内曝气死区的产生，从而有效利用溶解氧，提高曝气效率，保证整个生物处理系统的处理效果。

图2 氧气利用率跟通气量的关系

4.布置方式

盘式曝气器一般采用环状布置来保证整个曝气器系统的均匀布气。安装盘式曝气器的水平输气管道一般采用UPVC或ABS等塑料管， 本身不带温度补偿，输气管与固定支架之间没有缝隙，完全卡紧，所以需要在输气管路上安装管道伸缩器，来应付温度变化所引起的输气管的热胀冷缩现象。 EKOTON聚乙烯管式曝气器布气均匀，一般采用枝状布置。管式曝气器本身带有温度应力补偿，可以在一定程度上消除温度变化所产生的应力。同时，配套提供的管支架与被固定的管式曝气器之间有缝隙，当温度变化较大时，管式曝气器能自由位移。所以布置聚乙烯管式曝气器时不需要专门的管道伸缩器。与盘式曝气器相比，聚乙烯管式曝气器的单位通气量（14~20m³/m*h）和服务面积（3m³/m）都较大，因此可大大减少曝气器的数量；同时，由于其输气布气合二为一的结构，布置简单，安装方便，所有的管式曝气器单元都采用螺纹连接，使用配套的管支架用膨胀螺栓固定在生物池底。这样可以大大减轻安装工作强度，缩短安装时间，降低安装费用，并提高整个曝气系统的可靠性。

5.结论

通过对橡胶膜、刚玉盘式曝气器和聚乙烯管式曝气器的材料、结构形式、技术性能及布置方式等方面的分析比较，证明了聚乙烯管式曝气器在技术上的先进性和工程上的适用性。

EKOTON聚乙烯管式曝气器应用于国内外许多个城市污水和工业废水处理项目的经验证明，它具有在长期运行中保持通气量大、氧利用率高、服务面积大、阻力损失小的优良性能；并能提高生物处理效率、降低能耗、节约运行费用，是一种高效节能的微孔曝气器。

推广使用聚乙烯管式曝气器，对于污水处理厂降低投资和运行成本，保持正常运转有重要的意义