曝气原理与鼓风曝气设备教程

§曝气原理与鼓风曝气设备18-May-23

曝气是将氧用强制方法溶解到废水与活性污泥混合液中的过程。曝气除了维持DO浓度在需要值之外，还起搅拌作用，使活性污泥处于悬浮状态，与污水密切接触、充分混合，以利于微生物对污水中有机物的吸附和降解。一、概述

1.氧转移原理

曝气过程中的氧转移实际上是一种建立在气液传质基础上的气体吸收。

可以采用“双膜理论”来解释气液传质的机理：在曝气过程中，氧分子通过气、液界面由气相转移到液相，在界面上存在着双层膜(气膜和液膜)，这两层薄膜使得转移过程产生了阻力。氧是难溶气体，其阻力主要来自液膜。

氧的总转移系数KLa

与污水水质、污水温度、氧分压、曝气作用区的浸没深度等因素都有关。

2.曝气方式与技术性能指标

曝气设备的运行费用占整个污水生物处理厂运行费用的60%~80%。曝气方式分为鼓风曝气、表面机械曝气、水下曝气、氧气曝气等四类。

鼓风曝气是将空气加压设备提供的压缩空气，通过管道系统送入曝气池中的空气扩散装置上，以气泡形式扩散。

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。

水下曝气在水体底层或中层充入空气，与水体充分均匀混合，完成氧从气相到液相的转移。经常使用的反映曝气设备充氧性能好坏的技术指标如下：二、鼓风曝气设备

鼓风曝气系统由空气加压设备、空气输配管路与空气扩散装置组成。

空气输配管路包括输气管、曝气池上的管网，管网包括干管和支管，干管常架设于相邻两廊道的公用墙上，向两侧廊道引出支管；加压设备包括空气净化器、鼓风机或空气压缩机，其风量要满足生化反应所需的氧量和能保持混合液中悬浮固体呈悬浮状态，风压则要满足克服管道系统和空气扩散装置的摩擦损耗及其上部的静水压。

空气加压设备一般选用鼓风机，城市污水处理厂使用的鼓风机经历了往复式风机、罗茨风机、离心风机、轴流式风机等过程。离心式风机、回转式或透平式鼓风机高压型三叶螺旋罗茨鼓风机,§10.3HV-Turbo涡轮压缩机这里主要介绍空气扩散装置。空气扩散装置(diffuser)也称曝气器或曝气头，其作用是将空气形成不同尺寸的气泡，增大空气与混合液之间的接触界面，把空气中的氧溶解于水中。

根据气泡尺寸的大小，空气扩散装置可分为大气泡型、中气泡型、小气泡型、微气泡等几类。

根据气泡的产生方式，空气扩散装置可分为空气升液型、水力剪切型、水力冲击型等几类；其中水力剪切型是利用装置本身能产生水力剪切作用的特征，在空气从装置吹出之前，将其切割成小气泡。

(1)大气泡型空气扩散装置——曝气竖管(空气升液型)

(2)中气泡型空气扩散装置——穿孔管、网状膜空气扩散装置(空气升液型)

(3)小气泡型空气扩散装置——扩散板、扩散盘、扩散管(空气升液型)——倒盆式空气扩散装置、固定螺旋曝气器、动态曝气器、金山I型、动力散流型曝气器(水力剪切型)

——密集多喷管空气扩散装置、射流式空气扩散装置(水力冲击型)(4)微气泡型空气扩散装置1.大气泡型空气扩散装置主要采用曝气竖管，布置在曝气池的一侧以横管分支成梳形，竖管口径在15mm以上，离池底150mm。2.中气泡型空气扩散装置穿孔管常设于曝气池一侧高于池底0.1～0.2m处，也有按编织物的形式安装遍布池底。为避免孔眼堵塞，孔眼处空气出口流速不小于10m/s。常常采用穿孔管(perforatedtube)曝气，即为穿有小孔的钢管或塑料管(直径25～50mm之间)，小孔直径为3～5mm，开设于管壁两侧向下45°角处。3.小气泡型空气扩散装置从气泡的产生方式来看，该类中属于空气升液型的有扩散板、扩散盘、扩散管等。扩散盘英国采用较多，直径18mm，清洗时易拆除。

属于水力剪切型的有倒盆式空气扩散装置、固定螺旋曝气器、动态曝气器、金山I型、动力散流型曝气器等；

属于水力冲击型的有密集多喷嘴空气扩散装置、射流式空气扩散装置等。(1)空气升液型①扩散板：是用多孔性材料制成的薄板，有陶土的，也有多孔塑料或其他材料(如尼龙)的。其形状可以做成方形，尺寸通常为300mm×300mm×(25-40)mm。a3.小气泡型空气扩散装置

②扩散管管径为60～100mm，长度多为500～600mm，常以组装形式安装。以8～12根管组成一组，扩散管的氧利用率为10%～13%，动力效率为2kgO2/(kW·h)。

(2)水力剪切型空气扩散装置(hydraulicshearingdiffuser)

①倒盆式空气扩散装置

②固定螺旋曝气器(fixedscrewaerator)

③动态曝气器

④金山I型

⑤动力散流型曝气器⑥旋混式曝气器

代表性讲述！！

②固定螺旋曝气器(fixedscrewaerator)是国外20世纪70年代发展起来的一种曝气装置，一般每台由三节组成，如水深较浅(3m左右)，也可采用两节。

固定螺旋曝气器内部无旋转部件。目前的类型有固定单螺旋、固定双螺旋和固定三螺旋3种，双螺旋曝气器每节有两个圆柱形通道(简称两通道)，三螺旋曝气器则有三个圆柱形通道(简称三通道)。固定双螺旋曝气器结构示意图③动态肉曝气晒器通过悄高速孤气流武紊流烟运动宿和多坊个小蒸球体尘旋转嚼碰撞帖切割造，形兴成小营气泡常来实合现高党效充扇氧的族目的乞。1-协筒体粗；2剧-环棋缝；葡3-桑空气化分配悔盘；斯4-瞎小球件体；周5-灵多孔退板；放6-竭止回屯板；刺7-胸螺栓卵；8困-垫悉圈；怀9-承环形柏密封满垫⑤动月力散流差型曝佳气器由锯浴齿形灭布气贱头、大齿形俯带孔挽散流清罩、前导流族板、热中心炕进气雕管及省锁紧窜螺母顷组成症；散姻流罩榨设计孔成倒麻伞型辉，伞懒型中挤圆处副有曝殊气孔野，周晕边布锣有向躲下微弹倾的门锯齿峡。气体令由管应道输令送至蚁曝气逐器，想经内仔孔通安过锯奥齿形凝布气光头，摇作为肠水气川第一奶次切锈割分繁散。傍散流刺罩将己集中大一束厦出来信的气托体扩世散成讯圆柱纲状，办周边杏锯齿亦再次盯将气蜘泡破纽奉碎扩陶散；济由于胞气泡抹带动玻周围爸静止嚼水体神上升雄，密清度差漫强化医了气阿泡破脏碎和雪混掺爱作用逆。散流钉罩伞香型中谱圆处贱有曝昂气孔，起鸣到补碍气再口度均挑匀整舍个散沿流罩冤的作通用，厦可减矮少能洁耗并煤将水慰气混狱合均私匀分爸流，遥减少修对安摘装水荷平度钻的要体求。4.唉微气坡泡型府空气但扩散棒装置领(Fi壤ne裂A汇ir疑A逝er务at崭io棕n蹲Sy黑st牌em)比大蠢、中炒、小匹气泡苍曝气掀充氧眨效率厨高，需节能待50周%～伞60意%。(1个)贴刚玉研微孔之曝气众器空气列通过茫多孔烧刚玉配曝气底板(浙壳)亮在水口中产环生小童气泡鸟。按岗照形迈状可宰分为睁平板由形、冻钟罩拨形、产圆拱洒形、漫球形糟等四惜种，刚玉趣微孔乡丰曝气璃器的谊缺点辽是：青进入网曝气偏器的所空气住需要傲经过蛾较严笔格的厅除尘惧净化姑，曝映气器根的孔舍眼易领被污考泥堵敲塞等贼。(2愚)辽覆盘张形微丑孔空摘气扩苹散器一般幻玉主要由由聚乙才烯曝班气壳、底乘盘、辣橡胶泪垫圈虫、压出紧圈产、布柱联接俩座、养布气收管组州成，裳大多夸采用情钟罩川型。热所用稍高密匹度聚炒乙烯宰(壳浅)材撒质特受性为何：密示度为巾0.弄93非g/编cm3，拉检伸强景度为乔29酱MP丑a，堆热变欲形温备度为四85灿℃。HD谅D覆算盘形婶微孔茶曝气哑器(3鸭)潮橡胶狐膜微驱孔曝尖气器从外尝形上慈来看葛，橡拳胶膜宵微孔智曝气胁器分量为盘搜式橡溜胶膜价微孔秘曝气室器、膏球冠宅形橡伤胶膜哈微孔只曝气税器两蚀种。前者主要叫由由框上盖相、合领成橡骡胶膜袄、支姥撑架岔、底班座、雨密封烘垫等虹组成苏，在系合成哭橡胶属膜上资开有流21冤00到～2或50延0个具按一表定规婶则排碧列的离开闭心式孔馆眼。1-怕橡胶楚膜；稠2-蹈卡箍店；3犁-布聪气盘刊；4惠-调券节阀膛；5轻-螺峡母；订6-脂螺栓1-加橡胶榆膜；敢2-徐支承美托盘伴；3娱-接响头；辨4-言进气芒管空气恨由底宰座的冷通气质孔经胀支撑搁架进馅入橡贯胶膜揪与支炉撑架陷之间页，在陈压力猜作用哪下膜摸片微皮微鼓衣起，丘孔眼举张开物，空敞气从怒孔眼置中扩睁散出鸭去，它形成旁细微芳气泡。停典止供杨气时挖膜片堡在自建身的匠弹性睡和负岸压作目用下哈使孔饭眼闭取合，字膜片兄因水胁压作票用而膀压实山在布湿气盘镇上，迟混合泰液不地会将岛孔眼心堵塞拉。AB侍S可含调管符支架(4瞒)守管式棋微孔饲曝气俯器空气费通过船表面网布满膊微气彻孔的竟曝气堪橡胶熊管，达在水凝中产负生的蠢气泡昼。一耽般将浆系统贞设计乐成可逗提升盟式。1-戴进气结分管竭；2屠-三缘瑞通；弦3-踢进气姥软支馆管；贸4-蠢进气蛋分支恋三通构；5霜-进池气活完接弯龟头；族6-何横向缴固定济管；杏7-杰活接滋三通可；8坟-气县流分帐布器部；9阶-E低PD乘M橡易胶管定；1护0-艇支撑付管；摊11丸-3椅04广不锈纺钢卡遥箍；赔12俗-垂锯重件北京姐多元装电器抽集团芽的悬霜挂链正移动框曝气顾装置由漂酷浮在泄水面佣的通士气管琴和吊殃在通霜气支荷管下待的曝龟气器积组成轧，曝托气器理利用咱自身深配重粗下沉嫁接近优池底样处，咬空气律通过象通气悔支管腰进入犁曝气珍器，蚀再通底过微括孔橡求胶膜保以小烟气泡爆的形胞式进届入污巴水中报。若干角个这哀样的纤曝气光装置乎在水混面上相由通孕气管朵互相振连接地，形阔成一率条曝少气链垃。一曾个曝笔气池葡有若译干条搁曝气梳链，饭每条屈曝气相链的肤长度崭大于女池子斧的宽昨度。曝气留过程盛中，缴漂浮室在水评面的随曝气经链可唇在池混中的液一定备区域罚蛇形屑运动第，这种论运动欲曝气与方式歇提高倒了氧连与水坚接触悦时间乓。因么为气桨泡向枪上运唇动的摩过程征中，羊不断尚受到钟水流缺流动俊、浮投链摆成动等沿扰动才，因放此气贪泡斜洪向上构运动战，延测长了教在水勒中的内停留玩时间咱，同翼时也湾提高荷了氧哑气的以传递迷效率强。置于来被曝虏气水息体中浮层或营底层筹，将动空气撑送入快水中纸与水浸体混玻合，疑完成绕空气煤中的路氧由获气相豆向液扫相的幻玉转移拨过程话。按进之气方屿式可煤分为剥压缩房诚空气馋供气版式与财自吸蜜空气蜻式两位类。压缩轨空气酬式一向般采粗用鼓触风机瞒或空傍压机丧送气捕；自芹吸式病靠叶沫轮离佩心力竹或射杂流技械术产拦生负恋压区搭，外竞接进葬气管暮吸入由空气康。三、翼水下词曝气继机水下滔曝气农机的荐突出绿优点影是能康够提尼高氧雨的转薄移速门度；哭同时叔由于薯底边朴流速帽快，遥在较躲大范笔围内涨可以袄防止牲污泥肢沉淀牌；此外口，无宪泡沫义飞溅羽和噪奖声，侧避免摆了二炊次污后染。庸发达刚国家肿还有送深水性曝气刃设备品，深荡度大惑于1懂0m到，有昂的设腾计水舟深达扎30骨m。1.闻射厘流曝拴气机有自浩吸式碍与供芒气式话两种员形式，除陆具有魔曝气呆功能闻外，广同时错兼有公推流押及混叹合搅陷拌的宅作用砍。(1眯)自拘吸式烂射流贼曝气诵机——虚空烂气常惯压、群水高霉压自吸改式水畅下射尾流曝达气机海由潜坡水泵来和射酒流器屯组成主。当潜恼水泵含工作夜时，想高压役喷出雷的水足流通坐过射践流器茶喷嘴昼产生浮射流截，通懂过扩币散管弃进口廊处的孩喉管啊时，副在气饭水混蚂合室邻内产器生负配压，本自动苹将液泉面以降上的贸空气板由通王向大腰气的影导管圣吸入孔。经裕与水厦充分款混合材后，狗空气画与水驾的混茂合液纤从射滤流器柏喷出奴，与截池中象的水峡体进怜行混凑合充患氧，慎并在以池内霸形成建环流饭。LN攻YB球型液宽下射毒流曝缠气机主要怎由射具流器锡与潜开水泵驻组成姻。潜虑水泵柏出水上通过亩射流讨器的怖喷嘴捧，形添成高洗速水包流，构射入眉射流内器的哄喉管咐后产修生负率压。提通过漠进气环管自动召吸入老空气。在射摆流器裙的喉造管和肤扩散刃管与正水流煮高速角混合锁，形佛成气也水混秤合液甜，气证水混庄合液战从射蔽流器晋中喷神出，员在池族中形遗成强捆烈的他涡流森。强桶力搅暖拌的树同时务，大歇量的太溶解枪氧溶搏解到架水中优。(2晴)供芳气式掌射流幻玉曝气纠机——献空案气高苹压、僻水高莲压供气链式射令流曝剂气机吧(器心)一扯般设皂置在推曝气营池或释氧化瓦沟底刚部，辨外接予加压梢水管脏、压铅缩空慎气管滴。送庆入的馆压缩耗空气慕与加登压水萄充分党混合惭后向废水平帆方向神喷射到，形槽成射帜流和手混合拍搅拌职区，残对水性体充岛氧曝惕气。工程坐实际盖中常木用的抵供气归式射狡流曝歌气机鼓(器答)为沉密集巷多喷考嘴空昏气扩门散装尊置。喷嘴俩作用邮区的枣放大筛示意漠图密集堆多喷蒸嘴空颈气扩纲散装博置由诞钢板袍焊接市而成亮，呈跪长方铸形，牲主要调由进水饰管、徒喷嘴坝、曝精气筒蛙和反康射板等部杀件组余成，龙喷嘴昼安装产设在殊曝气哪筒的干中、判下部陕，空铺气由脚喷嘴钢向上做喷出庙，使紫曝气沉筒内怕的混碍合液南上、毛下循眯环流竞动。雷喷嘴喝的直坚径一愈般为宿5～旷10牌mm领，数催目达谈百个挠，出辜口流城速为浙80仁～1批00牙m/猫s。2.挥鼓牢风式删潜水拨曝气士搅拌产机鼓风轻式潜雁水曝氧气机择(B腥la伏st吉s杀ub葬me努rg以ed值a迈er械at踩or僚)是脉由潜偏水电弊机、死减速偶箱、美散气旬叶轮战、螺遇旋叶路轮、甩壳体扩等部洲分构苍成的架兼有衰曝气今和搅叛拌功糕能的侵搅拌容曝气霸装置司。由于叶轮筑的吸矮水、猫喷水征、旋胁转的戒作用句，水锋流呈蛙放射酱状做蓄上下洁循环豪运动诉，调摄动水舞量大趴、搅萄拌能踏力强葬，形迈成了份一个脸周而祥复始投的总请体流害动，陪使得埋气、渠固液什三者亮充分慢混合肝。既歪达到纪了高稻效充沈氧，巷又防嫂止了字活性勿污泥谅的沉魄淀。该机纹通过散气破叶轮悬与螺份旋桨典叶轮债同轴秘旋转内，在祖散气裹叶轮臭工作明区将原鼓风膛机供童给的许空气区破碎鸭成许去多微孔细气迹泡，链再与街上升床的水跟流一斜起被赶螺旋柿桨叶征轮吸产入导蕉流筒臭内进窜行气脸液完轮全混众合。充分丹混合擦后的丘气液俯混合吴流从悔导流观筒吐估出，肤呈放亡射状桶强有斤力地崖向外地喷出废。含或有大败量微引细气豆泡的固气液止混合狐流呈搏放射安状流清到池倒子的良上部致，然梯后流学到池尤子的划周边乱，再字沿着多池壁惠到池事底。容重新备汇集肥于池霉底中闸央的糕混合潮液又陆被吸盼到散先气叶科轮的身气源叫处再也重复魂上述眉过程江。根据中华权人民玻共和瞒国环怠境保蔑护行煎业标猴准《计环境敞保护放产品漠技术当要求逗——滑鼓风秀式潜堵水曝迷气机由》(糟HJ键/T泛2杏60佛-2泥00练6)中的意相关旨规定，3.盛潜小水离骄心式槐曝气治机潜水卷离心宴式曝下气机逃也称液自吸残式潜腰水曝躬气机促，是变活性繁污泥伪法工氧艺中孟普遍锅采用丝式的一田种曝睛气设切备，婶也是哗SB素R反壶应器爆中最劳常用贷的一经种配门套设图备。叶轮什与潜盾水电毯机直械连，听叶轮躬转动昏时产睬生的场离心叼力使毒叶轮丢进水气区产伏生负颈压，歉空气基通过声进气耗导管垂从水竞面上并吸入岗，与点进入仆叶轮车的水用混合折形成旺气水傍混合开液由晒导流滴孔口辣增压逢排出茄，水流美中的贼小气豪泡平母行沿哄着池屿底高很速流禾动，容在池汉内形弱成对述流和斯循环号。QX半B潜心水离木心式已曝气孝机半郑成品4.驱自的吸式勉螺旋抽曝气馅机是一究种小旺型曝介气设轰备，灾驱动故轴上疲部有欺孔洞悠，螺怀旋桨链在水桃下高碍速旋乔转，中空桌的螺快旋桨掠驱动身轴顶车端连扮接着赖电机斥轴，衔其底馋端与寒螺旋埋桨和贫扩散钥器连化在一体起。形成洒负压涛并产即生液粪体流享，在齐压力咏差的起作用筑下，剂空气叙通过段空心疫驱动越轴进毒入水置中。螺旋居桨形厕成的苦水平罚流将党空气坛转化哪成细贝微、理均匀别的气锻泡，其平隆均直匀径2赵mm侄。由于僚螺旋并桨的便作用夕，该药曝气养机同吩时具巴有混珠合推狼流的完功能伪，使虽得气灯