旋流式曝气器工作原理(关于曝气设备的选型)

Posted 2023-05-28

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旋流式曝气器工作原理(关于曝气设备的选型)

曝气是污水好氧生化处理系统的一个重要工艺环节，它的作用是通过曝气管向反应器内充氧，保证微生物生化作用所需之溶解氧，并保持反应器内微生物、底物、溶解氧，即泥、水、气三者的充分混合，为微生物降解有机物提供有利的生化反应条件。同时，曝气也是污水好氧生化处理系统中运转费用最高的工艺环节，曝气充氧电耗一般占总动力消耗的60%～70%，因此优选能耗少、造价低的曝气装置具有重要意义。

一、曝气设备的选型

曝气设备的选型不仅要考虑供氧的需要，还要适应水量的大小，否则会导致循环流量与进水流量的比值过大。曝气设备的布置应考虑生化池内生化反应的特点，经计算确定，不宜直接按等距离布置。此外，曝气设备与进水点的相对位置要视具体情况。

曝气设备所应具有的功效：产生并维持有效的气水接触，并且在生物氧化作用不断消耗氧气的情况下保持水中一定的溶解氧浓度；在曝气区内产生足够的混合作用和水的循环流动；维持液体的足够速度，以使水中的生物固体处于悬浮状态。

各种曝气设备的特点是各不相同的，因此曝气设备的用途和使用的范围也就有各种不同，因此，在工艺设计中，要根据实际的需要和企业所能够承担的成本来选择曝气设备。

曝气设备的主要技术性能指标如下：

①动力效率（EP）：即每消耗1kw·h电能转移到混合液中的氧量，单位是kgO2/(kW·h)；

②氧的利用效率（EA）：通过鼓风曝气转移到混合液中的氧量，占总供氧量的百分比(%)；

③氧的转移效率（EL）：也称充氧能力，通过机械曝气装置，在单位时间内转移到混合液中的氧量，单位是kg/h。

鼓风曝气设备的性能按照①、②两项指标评定，机械曝气装置则按照①、③两项指标评定。在工艺设计和设备选择中我们需要考虑性能、特点以外，还需要考虑有关叶轮直径和曝气池直径的比例。

按照曝气的方式不同，曝气池的分类也各不相同，一般情况下，我们可以分为推流式曝气池和完全混合型曝气池两种，各种不同的曝气方式设计的参数也是不相同的，这主要是根据实际条件来进行相应的调整。曝气设备的选择则是经济效益和运行成本控制的关键。

二、曝气设备的性能对比

曝气设备是活性污泥法污水处理工艺系统中的重要组成部分，通过曝气设备向曝气池供氧，同时曝气设备还有混合搅拌的功能，以增强污染物在水处理系统中的传质条件，提高处理效果。曝气设备有鼓风机及曝气器组成：

1、鼓风机

（1）鼓风曝气

鼓风曝气就是利用风机或空压机向曝气池充入一定压力的空气，一方面供应生化反应所需要的氧量，同时保持混合液悬浮固体均匀混合。扩散器是鼓风曝气的关键部件，其作用是将空气分散成空气泡，增大气液接触界面，将空气中的氧溶解于水中。曝气效率取决于气泡大小、水的需氧量、气液接触时间和气泡的压力等因素。

（2）机械曝气

机械曝气也称为表面曝气，机械曝气器大多以装在曝气池水面的叶轮快速转动，进行表层充氧。按转轴方向不同，可分为立式和卧式两类。常用的立式表面曝气机有平板叶轮、倒伞型叶轮和泵型叶轮等，卧式表面曝气机有转刷曝气机和转盘曝气机等。曝气叶轮的充氧能力和提升能力同叶轮浸没深度、叶轮的转速等因素有关，在适宜的浸深和转速下，叶轮的充氧能力最大，并可保证池内污泥浓度和溶解氧浓度均匀。

2、曝气头

目前应用较多的曝气设备类型有：微孔（盘式和管式）、射流、旋流（单喷嘴和双喷嘴）、散流、表曝。

微孔曝气器的氧利用率最高，新品在6米清水中可以达到30%以上。但易堵塞破损，寿命较短。微孔曝气器在使用一定年限后会因为结垢堵塞造成风压和能耗上升，破损后氧利用率会骤降，需要及时进行更换。

射流曝气器是较早应用于工业废水的一种曝气工艺，具备服务面积大，不易堵塞等优势。射流在6米清水中的氧利用率大约15%-21%。射流曝气需要配备循环水泵，能耗较大。在含钙废水中，喷嘴容易结垢堵塞。

旋流曝气器是最近几年兴起的一种新型曝气工艺，氧利用率6米清水中测试大约18%-23%。因为可以不停产安装，寿命达十年以上，不易堵塞，风压稳定不变，能耗适中，近年在工业废水领域已开始大面积应用。

散流曝气，倒伞形状，氧利用率大约8%-12%。原理是气流撞向锯齿进行切割，因为气流冲击力弱，切割力度弱，气泡较大，氧利用率较低，目前使用的越来越少。

表曝，适用于水浅的氧化沟池型，水深时充氧效果不佳，随着土地紧张，水深增加，新建项目使用表曝的越来越少。

就应用最多的微孔、旋流、射流三种曝气工艺，作一下列表比较。

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