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(zhǎng)、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(dá)到生化反應(yīng)的最佳效果。常用幾種曝氣器的功能、特點(diǎn)比較:
二、曝氣器銷售市場(chǎng)現(xiàn)況
1、由于國(guó)內(nèi)該行業(yè)起步較晚,專業(yè)從事系統(tǒng)研究、開(kāi)發(fā)、應(yīng)用結(jié)合的生產(chǎn)商、供應(yīng)商國(guó)內(nèi)寥寥無(wú)幾,普遍不具備系統(tǒng)的科研、生產(chǎn)、應(yīng)用、信息反饋,改良機(jī)制,因此國(guó)外產(chǎn)品的材料質(zhì)量上具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)。例如:國(guó)外膜片正常使用壽命可達(dá)5~8年甚至更長(zhǎng)時(shí)間。
2、供應(yīng)商與設(shè)計(jì)部門(mén)對(duì)產(chǎn)品系統(tǒng)性能在技術(shù)銜接上尚有相當(dāng)?shù)木嚯x,往往導(dǎo)致產(chǎn)品不能物盡其用。例如:發(fā)達(dá)國(guó)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(guó)產(chǎn)膜片品種單一,三元乙丙膜片(EPDM)配方上尚不很過(guò)關(guān),卻通用于各種污水處理項(xiàng)目。
3、國(guó)內(nèi)一些劣質(zhì)產(chǎn)品,對(duì)客戶產(chǎn)生誤導(dǎo)。例如:有個(gè)別產(chǎn)品膜片正常使用不到幾個(gè)月即有破損、變質(zhì)的情況出現(xiàn)。
4、操作、維護(hù)不當(dāng)導(dǎo)致對(duì)產(chǎn)品的偏面認(rèn)識(shí)。例如:某小型污水站,曝氣系統(tǒng)調(diào)試時(shí)水位剛淹沒(méi)曝氣器即用高壓大氣量工作,導(dǎo)致膜片爆裂。
5、受傳統(tǒng)觀念影響,沿用同行業(yè)早年投運(yùn)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(yùn)用。
凡此種種原因,勻容易混淆用戶的正確認(rèn)識(shí),發(fā)達(dá)國(guó)家選用生物池曝氣器型式雖品種繁多,總體來(lái)看,近年大型污水處理項(xiàng)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(duì)國(guó)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(pán)式膜片,如果充氣后其變形為零時(shí),其膜片的拉應(yīng)力就是無(wú)窮大。因此,氣壓使膜片產(chǎn)生變形,氣壓高變形大,相應(yīng)應(yīng)力也大。同時(shí),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(yīng)力。據(jù)此,我們可將各種膜片式曝氣器膜片內(nèi)的應(yīng)力作一分析:
1、直徑500㎜盤(pán)式膜片,按充氣后膜片鼓起(撓度)為50㎜計(jì),設(shè)氣壓為60kpa=0.6kg/㎝3,簡(jiǎn)化計(jì)算,取單位截條,用小垂度理論,可計(jì)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(jì),則膜片內(nèi)應(yīng)力為:
37.5/0.2×1=187.5kg/㎝2=18.75Mpa
超過(guò)合成橡膠扯斷強(qiáng)度(4~14Mpa)。
2、直徑300㎜盤(pán)式膜片,充氣后膜片撓度按30㎜計(jì),則膜片內(nèi)應(yīng)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(jiǎn)化計(jì)算,取截條應(yīng)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(jì),內(nèi)應(yīng)力
H=0.6×10/2×0.2=15kg/cm2=1.5Mpa
從以上計(jì)算可知,在相同充氣壓力條件下,管式曝氣器膜片內(nèi)應(yīng)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(yīng)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(wèn)題,曝氣器錨固力不足造成上浮事故,都有發(fā)生。天津紀(jì)莊子污水處理廠最早引進(jìn)英國(guó)曝氣設(shè)備,曾按國(guó)外圖紙要求,用專用工具,對(duì)每個(gè)錨固點(diǎn)都進(jìn)行拉力測(cè)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(jìn)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(yùn)行中的重要問(wèn)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(diǎn)之一。
最后,對(duì)于SBR工藝來(lái)說(shuō),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(duì)盤(pán)式曝氣器而言,相對(duì)來(lái)說(shuō)比較容易堵塞,而對(duì)管式曝氣器的底部曝氣孔來(lái)說(shuō)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(duì)國(guó)內(nèi)污水行業(yè)高質(zhì)量的膜片管式曝氣器,具有推廣價(jià)值,原因:
1.系統(tǒng)綜合造價(jià)低
2.氧利用率高
3.可間歇運(yùn)行,不堵塞
4.阻力損失衡定,一般在300~500㎜水柱。
國(guó)際著名膜式曝氣器供應(yīng)商的產(chǎn)品質(zhì)量比較可靠,但價(jià)格普遍比國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品高好幾倍,對(duì)于國(guó)內(nèi)污水處理建設(shè)項(xiàng)目的有限資金是一對(duì)矛盾,這方面國(guó)內(nèi)生產(chǎn)商機(jī)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(guó)IBBS公司”膜片供應(yīng)商建立了合作,正潛心對(duì)八大系列曝氣器系列化生產(chǎn),采用進(jìn)口系列膜片配合自產(chǎn)改良型骨架件、管配件。取長(zhǎng)補(bǔ)短,系列產(chǎn)品擁有自產(chǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán),性能不亞于國(guó)外同類產(chǎn)品,綜合造價(jià)比原產(chǎn)地整套造價(jià)降低60%,近年沈陽(yáng)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(jìn)口產(chǎn)品相比具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
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