水工艺设备基础第七章--黄廷林

1、7.1 曝气设备的用途及分类曝气设备的用途及分类1、曝气设备用途 在水处理工艺中,曝气设备是给水生物预处理、污水生物处理的关键性设备。其功能是采取一定的技术措施，通过曝气装置将空气中的氧气转移到曝气池的液体中，以供给好氧生物新陈代谢所需要的氧量，同时对池内水体进行充分均匀地混合，达到生物处理的目的。 曝气的主要作用： 充氧：向活性污泥微生物提供足够的溶解氧，以满足其在代谢过程中所需的氧量； 搅拌、混合：使曝气池内的各相物质处于悬浮状态。7.1 曝气设备的用途及分类曝气设备的用途及分类2、曝气设备的分类 水处理中常用的曝气设备可分为以下几类：表面曝气设备、鼓风曝气设备、水下曝气设备、纯氧曝气设备

2、器和深井曝气设备等。 表面曝气设备表面曝气设备:表面机械曝气通过曝气机在水体表面旋转时产生水跃，把大量水滴和片状水幕抛向空中，水与空气充分接触，使氧很快溶入水体。充氧的同时，在曝气机转动的推流作用下，将池底层含氧量少的水体提升向上环流，不断充氧。 鼓风曝气设备鼓风曝气设备:是使用具有一定风量和压力的曝气风机利用连接输送管道,将空气通过扩散曝气器强制加入到液体中,使池内液体与空气充分接触. 水下曝气设备水下曝气设备：是在水体底层或中层冲入空气，与水体充分均匀混合，完成氧的气相到液相的转移，并具有搅拌的作用。 纯氧曝气设备纯氧曝气设备：利用纯氧(富氧)代替空气进行曝气的活性污泥法生物处理过程。 深

3、井曝气设备深井曝气设备：深井一般达50150m，远远超过所有曝气池。深井中的高静压水为微生物提供更充足的溶解氧，同时井内混合液反复循环所造成的强烈搅拌作用，更强化了向微生物的传质作用。 7.1 曝气设备的用途及分类曝气设备的用途及分类7.2 表面曝气设备表面曝气设备在水体表面旋转时产生水跃水与空气的充分接触，使氧气很快溶入水体。适用于中、小规模的污水处理厂。按照转轴的方向不同可以分为立轴式和水平轴式两类。u立轴式表面曝气设备立轴式表面曝气设备图7-1 浮置式叶轮曝气机图7-2 立式同轴布置叶轮曝气机1-行星摆线针轮减速机；2机座；3浮动盘联轴器；4轴承座；5轴承；6传动轴；7叶轮7.2 表面曝

4、气设备表面曝气设备7.2 表面曝气设备表面曝气设备u立轴式表面曝气设备立轴式表面曝气设备图7-3 倒伞形叶轮结构立轴式表曝机立轴式表曝机7.2 表面曝气设备表面曝气设备u水平轴式表面曝气机水平轴式表面曝气机u转刷曝气机转刷曝气机转刷曝气机 1电动机；2减速装置；3柔性联轴器；4转刷主体；5氧化沟池壁 曝气转刷转动，曝气转刷转动，将空气带入水，同时将空气带入水，同时推动水流，对微生物推动水流，对微生物絮体有破坏作用絮体有破坏作用.工作中的曝气转刷工作中的曝气转刷7.2 表面曝气设备表面曝气设备7.2 表面曝气设备表面曝气设备转刷组装转刷组装7.2 表面曝气设备表面曝气设备转盘曝气机转盘曝气机 图

5、7-6 转盘曝气机结构示意图1-传动机构；2-联轴器；3-挡水坝；4-主轴；5-转盘；6-轴承座 曝气转盘曝气转盘“转碟转碟”，盘片上有许多突出的槽，盘片上有许多突出的槽，提高曝气效率，推动水流。提高曝气效率，推动水流。7.4 鼓风曝气设备鼓风曝气设备u鼓风曝气设备的组成鼓风曝气设备的组成鼓风机鼓风机空气扩散装置（曝气器）空气扩散装置（曝气器）空气输送管道空气输送管道u工作原理工作原理鼓风机送出压缩空气鼓风机送出压缩空气空气扩散装置（曝气器）使空气扩散装置（曝气器）使空气以微小气泡的形式逸出空气以微小气泡的形式逸出空气在混合液中强烈扩散、空气在混合液中强烈扩散、搅动搅动7.4 鼓风曝气设备鼓风

6、曝气设备图图7-8 鼓风机的立体透视图鼓风机的立体透视图 1叶轮；叶轮；2调整机构；调整机构；3进口导叶；进口导叶；4进气口；进气口；5排气口；排气口；6机壳；机壳；7密封；密封；8轴承；轴承；9增速齿轮增速齿轮7.4 鼓风曝气设备鼓风曝气设备u鼓风曝气设备的空气扩散装置主要分为：微气泡、中鼓风曝气设备的空气扩散装置主要分为：微气泡、中气泡、大气泡、水力剪切、水力冲击和空气升液等类气泡、大气泡、水力剪切、水力冲击和空气升液等类型，一般在水下，也可以在水表面。大气泡型曝气装型，一般在水下，也可以在水表面。大气泡型曝气装置因氧利用率过低，现在已极少采用。置因氧利用率过低，现在已极少采用。 常用的曝

7、气器常用的曝气器7.4 鼓风曝气设备鼓风曝气设备 扩散管扩散管 扩散板扩散板 微气泡空气扩散装置微气泡空气扩散装置微孔合成橡胶膜片微孔合成橡胶膜片 垫圈垫圈安装接头安装接头不锈钢丝箍不锈钢丝箍 底座底座 微孔合成橡胶微孔合成橡胶膜片膜片通气孔通气孔7.4 鼓风曝气设备鼓风曝气设备微孔曝气盘的清水曝气微孔曝气盘的清水曝气 微孔曝气设备微孔曝气设备7.4 鼓风曝气设备鼓风曝气设备微孔曝气器工程实例微孔曝气器工程实例7.4 鼓风曝气设备鼓风曝气设备微孔曝气器工程实例微孔曝气器工程实例7.4 鼓风曝气设备鼓风曝气设备u中气泡扩散器中气泡扩散器穿孔管：直径穿孔管：直径25-50mm25-50mm的钢管或

8、的钢管或塑料管，孔眼直径塑料管，孔眼直径2 23mm3mm，孔，孔开在管的下侧与垂直面成开在管的下侧与垂直面成4545度度角，孔眼间距角，孔眼间距5050100mm100mm。孔眼。孔眼出口气体流速一般出口气体流速一般10m/s10m/s，孔，孔眼高于池底眼高于池底101020cm 20cm 。莎轮管：金属管为骨架，外缠莎轮管：金属管为骨架，外缠莎轮绳。金属管上开小孔，空莎轮绳。金属管上开小孔，空气从绳缝隙中溢出。气从绳缝隙中溢出。7.5 水下曝气设备水下曝气设备 置于置于被曝气水体中层或底层，将空气送入水中与水体混合，完成被曝气水体中层或底层，将空气送入水中与水体混合，完成空气中的氧由气相向

9、液相的转移过程。空气中的氧由气相向液相的转移过程。 多用于工业废水和城市生活污水的水化处理曝气池中，对污水和多用于工业废水和城市生活污水的水化处理曝气池中，对污水和污泥进行混合充氧，活跃和繁殖好氧菌，在水源原位修复中应用污泥进行混合充氧，活跃和繁殖好氧菌，在水源原位修复中应用较多。较多。 按按进气方式可分为压缩空气供气式与自吸空气式两类。进气方式可分为压缩空气供气式与自吸空气式两类。 水水下曝气机的突出优点是能够提高氧的转移速度；同时由于底边下曝气机的突出优点是能够提高氧的转移速度；同时由于底边流速快，在较大范围内可以防止污泥沉淀；此外，无泡沫飞溅和流速快，在较大范围内可以防止污泥沉淀；此外，

10、无泡沫飞溅和噪声，避免了二次污染；在水下运行保温性好，尤其适合寒冷地噪声，避免了二次污染；在水下运行保温性好，尤其适合寒冷地区使用。发达国家还有深水曝气设备，深度大于区使用。发达国家还有深水曝气设备，深度大于10m10m，有的设计，有的设计水深达水深达30m30m。 u射流式曝气机射流式曝气机利用水泵打入的水、泥混合的高速水流为动能，吸入大量空利用水泵打入的水、泥混合的高速水流为动能，吸入大量空气。由于气、泥、水混合液在喉管中强烈混合搅动，氧迅速气。由于气、泥、水混合液在喉管中强烈混合搅动，氧迅速转移到混合液，从而强化了氧的转移过程。转移到混合液，从而强化了氧的转移过程。7.5 水下曝气设备水

11、下曝气设备7.5 水下曝气设备水下曝气设备射流曝气机射流曝气机7.5 水下曝气设备水下曝气设备外形结构外形结构 7.5 水下曝气设备水下曝气设备u泵式水下曝气机泵式水下曝气机泵式水下曝气机是集泵、鼓风机和混合器的功能与一体泵式水下曝气机是集泵、鼓风机和混合器的功能与一体的曝气设备。的曝气设备。直接安装于池底对水体进行曝气。直接安装于池底对水体进行曝气。u自吸式螺旋曝气机自吸式螺旋曝气机一种小型曝气设备。一种小型曝气设备。安装于氧化沟（或曝气池安装于氧化沟（或曝气池）中，利用螺旋浆转动时）中，利用螺旋浆转动时产生的负压吸入空气，并产生的负压吸入空气，并剪切空气呈微气泡扩散，剪切空气呈微气泡扩散，

12、进而对水体充氧。同时具进而对水体充氧。同时具有混合推流的功能。有混合推流的功能。优点是安装容易，运行费优点是安装容易，运行费用低，噪声小，操作也较用低，噪声小，操作也较简单。简单。7.5 水下曝气设备水下曝气设备u水下叶轮曝气器水下叶轮曝气器空气由水下通过环形穿孔管或喷嘴送入，水下叶轮由电动机及空气由水下通过环形穿孔管或喷嘴送入，水下叶轮由电动机及齿轮箱传动，将气泡打碎。齿轮箱传动，将气泡打碎。优点是可以调节风量，尤其适用于寒冷地区，无结冰及溅水。优点是可以调节风量，尤其适用于寒冷地区，无结冰及溅水。缺点是既需设鼓风设备、搅拌设备，造价高，所需功率大。缺点是既需设鼓风设备、搅拌设备，造价高，所

13、需功率大。水下叶轮曝气器示意图 1电动机；2平台；3轴；4轴流叶轮；5辐流叶轮7.5 水下曝气设备水下曝气设备7.5 水下曝气设备水下曝气设备u扬水曝气器扬水曝气器具有充氧曝气与提水功能的新具有充氧曝气与提水功能的新型曝气设备。通过直接给下层型曝气设备。通过直接给下层水体充氧和通过混合循环作用水体充氧和通过混合循环作用破坏水体分层，促进表层高溶破坏水体分层，促进表层高溶解氧向下层传递，增加下层水解氧向下层传递，增加下层水体溶解氧。体溶解氧。水体循环混合功能，抑制藻类水体循环混合功能，抑制藻类生长。生长。充氧功能，抑制底泥污染物释充氧功能，抑制底泥污染物释放。放。空 气 释 放 管锚 固 墩气

14、弹水 封 板供 气 管 道曝 气 室气 室水 密 仓锁 定 栓上 升 筒水 密 仓溢 流 板挡 流 板图7-21扬水曝气器结构图7.6 其他曝气设备其他曝气设备纯氧曝气纯氧曝气 纯氧代替空气，可纯氧代替空气，可以提高生物处理的速以提高生物处理的速度。纯氧曝气池的构度。纯氧曝气池的构造见右图。造见右图。 在密闭的容器中，溶解氧的饱和度可提高，氧溶解的在密闭的容器中，溶解氧的饱和度可提高，氧溶解的推动力也随着提高，氧传递速率增加了，因而处理效果好，推动力也随着提高，氧传递速率增加了，因而处理效果好，污泥的沉淀性也好。纯氧曝气并没有改变活性污泥或微生污泥的沉淀性也好。纯氧曝气并没有改变活性污泥或微生物的性