射流曝气原理111射流曝气介绍充氧系统是好氧生化系统的关键设备

1、射流曝气原理1.1.1 射流曝气介绍充氧系统是好氧生化系统的关键设备。 目前充氧系统的形式繁多， 大致可分 为三大类：1. 孔隙散气。其形式有穿孔管式，齿形散气罩式及微孔布气管盘、板 式等，其缺点是孔大那么传质效率低，而孔小那么阻力损耗大，孔隙易堵塞，检修困 难；2. 机械夹气。 其形式有外表叶轮、 转刷及水下叶轮机等， 其缺点是外表 叶轮、转刷的复氧量有限，气液接触传质的时间过短，影响动力效率的提高；水 下叶轮机的吸气量有限，供气式那么能耗较高，且易产生机械故障；3. 水气混合式，其形式有空气提升液体的螺旋筒以及水流夹带气体的射流 器等。其缺点是前者因空气质量小， 提升水流作循环对流的范围小

2、， 混合搅动条 件差；后者那么受水深的影响严重，同时射流器也不能做得过大，以影响夹气量。双喷射器供氧系统的开发、应用及获得成功，是供氧系统高效化、节能化、 无堵塞化方面的极大突破， 同时也是支撑高负荷好氧工艺取得良好处理结果的关 键.双喷射器的构造如下图， 其中间管为供气管， 外面的套管为锥形收缩的水 管。无可动局部，无易损件，无堵塞可能。外表上，它与供气式射流曝气器构造 相似，然而它却将气、液管位置进行了互换，由此带来了质的飞跃。 1、水流所 形成的外圈环形断面比原有射流曝气的中心圆断面， 其气液接触的外表积大为增 加，故其气液传质效率必然有所提高。2、普通射流曝气是射流液体与周边气体充分混

3、合后，以含气液混合流的形 式来推动池内混合液的搅动对流， 而事实上此时气液混合流所具有的能量已因夹 气而大为损耗； 而本喷射器的环外侧液流局部却能直接向池内液体传递能量， 足 以使搅动回流大为加剧，而且高速的传质与污染物质的被吸附。3、高速喷射的环状液体， 在其离开喷嘴后， 由于其自身具有很高的能量 位 能、压能、动能，因此除了在内环与气体作剧烈的絮动传质之外，而且还会形 成一束较长距离的环状水柱封闭通道， 在此距离内气体总是试图突破周围水柱的 包围而上升逃逸到水面， 而水柱却总是逼迫其向下， 而不让其穿越自身， 并力图将其溶入自身液流，对于这样一种“突围与反突围，可知其传质过程是何等的 剧烈

4、快速与充分，这一过程也是只有气液短暂瞬间接触的普通射流器所不能比 的。2007/09/134、高速喷射流在其不断地将能量传递给周围的气、液以后还会在重力及惯 性力的作用下，不断下行，这就确保池底部不致积泥。循环对流的范围扩大，气 体逸出水面的路径延长，保证了处理效率的提高。构造组成射流器主要由大口径水力喷头、气腔、气水混合腔、进气孔四局部组成。工艺原理水体通过大口径水力喷头进入气水混合腔， 同时在气腔内形成负压区，外部 空气自动进入气腔并高速进入气水混合腔， 空气在气水混合腔内将吸入水中的空 气剪切、粉碎、乳化，在强烈的紊流环境下改变了气液双膜之间的气压梯度和浓 度梯度，同时通过高压、强烈剪切

5、及搅拌促使双膜界面高频振荡， 使气泡直径大 幅度减小，气泡数目急剧增加，增大了气泡的比外表积、极大降低了传质阻力。最终气体在高压下迅速融入水体中，然后气水混合体迅速脱离气水混合腔进入导 流筒，气水混合体在经过导流筒过程中完成气水的第一次传质，导流筒与池底布 水器连接， 气水混合体通过布水器最终进入污水生物处理系统， 完成污水处理系 统的充氧气水的二次传质、搅拌过程。这种射流器液气两相流体运动过程大 致可分为三段过程：一液体射流与气体相对运动段 从喷嘴射出的液体射流是密实的，由于射流边界层与气体之间的粘滞作用， 射流将气体从吸入室带入喉管。 液气二者作相对运动， 且均为连续介质。 液体射 流由于

6、受外界扰动的影响，在离喷嘴不太远的一段距离后，产生脉动和外表波， 其脉动频率约为 3000-4000Hz。二液滴运动段由于液体质点的紊动扩散作用， 射流外表波的振幅不断增大。 当振幅大于射 流半径时， 它被剪切分散形成液滴。 高速运动的液滴分散在气体中， 它与气体分 子冲击和碰撞将能量传给气体， 这样气体被加速和压缩。 在这流动段内， 液体变 成不连续介质，而气体仍为连续介质。三泡沫流运动段气体被液滴粉碎为微小气泡， 液滴重新聚合为液体， 气泡那么分散在液体中成 为泡沫流。随着通过扩散管混合液的动能转换为压能， 压力升高， 气体被进一步 压缩。此时，液体为连续介质，气体变成为分散介质。1.1.

7、4 射流器的心脏喉管射流器的心脏喉管， 经过改良成为大口径水力喷头， 从根本上防止了传 统射流器堵塞的缺陷，所以本射流器属无堵塞型射流器射流曝气器供氧系统的开发应用获得成功， 是供氧系统高效化、 节能化、 无 堵塞化方向的极大突破！射流曝气器利用负压吸气原理， 但产生负压的机理、 方式完全采取一种全新 的理念，其中间为供气管，外面的套管为锥行收缩的水管。无可动局部，无易损 件，无堵塞的可能。外表上，它与其他厂商的射流器构造相似，然而它却将气、 液管的位置进行了互换，由此带来了质的飞跃，优点如下：充氧效率高： 根据射流原理， 采用大口径水力喷头， 在水泵驱动下自身产生 负压抽吸空气， 空气与高速

8、通过的水流同时进入气水反响腔， 在气水反响腔内氧 气通过高压原理迅速溶解到水体当中， 并同时冲入水体。 与传统充氧设备相比氧 转移效率明显提高，氧气转移效率可达 35。系统结构简单：充氧曝气不需鼓风机、复杂的空气管线、易坏的曝气头，仅 靠水力驱动，设计简单操作便捷容易维护；射流曝气深度大：高效射流曝气器的最大适用射流深度到达15.0m，而不需要专门的辅助设备如鼓风机等 ，射流深度远远超过传统水射器及其它 充氧曝气机。高效射流曝气器可同时实现污水处理系统的充氧曝气、 搅拌过程，可完全取 代污水生物处理工艺中的充氧曝气设备如鼓风机等 ，并省去所有繁杂的供气 管线系统， 整个污水的生化处理系统只保存

9、污水管道， 可大大节省设备、 管道的 投资，降低工程安装难度，加快安装进度。可水上安装： 传统曝气充氧设备一般安装在水下， 而高效射流曝气器可安装 在水面以上便于操作的位置，可以随时观察运行情况，可及时发现并排除故障。不堵塞：与传统射流器相比， 高效射流曝气器采用大口径水力喷头， 结构非 常简单，正常运行的情况下几乎不会出现任何故障制作材料腐蚀除外 ，更不 会像传统水射器一样易堵塞； 而且拆装方便， 即使检修或更换也非常方便， 不会 影响污水处理系统的正常运行。材质的多种选择： 该设备结构简单易制作， 可以采用多种材料制作成型， 如 不锈钢、普通炭钢、塑料、玻璃钢等，根据客户的不同要求采用不同

10、的材料迅速 加工成型，在工程上可以大大节省设备的投资本钱。带水安装：可在污水处理系统正常运行的情况下完成带水安装过程， 尤其适 用于已有污水处理厂站在不能停产情况下的好氧曝气改造。无噪音：高效射流曝气器没有一般充氧曝气机和鼓风机的噪音， 大大降低了 污水生化处理系统的噪音污染。射流曝气的根本原理、作用和特点。射流器采用文丘里喷嘴 , 工作水泵出水通过射流器的喷嘴 , 随着喷嘴直径变 小,液体以极高的速度从喷嘴喷射出来 , 高速流动的液体穿过吸气室进入喉管 ,在 喉管形成局部真空 ,通过导气管吸入 或压入 的大量空气进入喉管后 , 在喷水压 力的作用下被分割成大量微小的气泡 , 与水形成混合体。

11、 气液混合体通过扩散管 向外排出 , 其速度减慢 , 压力增强, 形成强力喷射流 ,对废水搅拌充氧。气泡经多 次切割 , 喷射扰动后 , 变成无数的细小气泡 , 其外表积很大 , 使空气中的氧更易 快速溶解于水中。由于气泡直径小 , 上升速度缓慢 , 从而延长了大气中氧气溶解于 水的时间 , 促使废水和氧气充分混合接触。射流曝气作为一种曝气充氧方法 , 它的作用不仅仅是作为一种气泡扩散充 氧装置如鼓风曝气中的各种空气扩散装置 , 也不能单纯看作是一种机械曝气 设备, 而是介于两者之间 , 利用气泡扩散和水力剪切两个作用到达曝气和混合的 目的。实际上,在活性污泥法废水处理系统中 , 由于通常采用

12、废水与活性污泥的混 合物作为工作介质 , 当吸入空气后在射流器的喉管内发生相当剧烈的混合作用。 这一混合作用一方面进行着气 - 液- 固 活性污泥 之间的紊动扩散与能量交换 及气液固三相间的转移过程 , 还有更加突出的是发生在被高速剧烈紊动 “切割得非常细微的气泡、 活性污泥的微小颗粒以及废水 液相 中有机物这三 者之间的生物学上的作用。大大增加活性污泥的外表更新率与吸附外表积 , 从而 使活性污泥的细小絮状体能与气泡中的氧及废水中的有机物有充分的接触吸附 作用 , 使吸附能力大大提高。这是其它类型曝气设备所不能到达的。 射流曝气技术的主要性能特点射流曝气法与其它曝气方法的区别在于其核心设备射流曝气器。 射流曝气法 的优点:1射流曝气器混合搅拌作用强 ,具有较高的的充氧能力、 氧利用率和氧动力 转移效率。2构造简单、工作可靠、运转灵活、便于调节、不易堵塞、易维修管理。3当采用自吸式射流曝气器时 , 可取消鼓风机 , 消除噪音污染。4在射流曝气器喉管内 , 由于射流的紊动及能量交换作用 , 形成了剧烈的 混掺现象，不仅在瞬间10- 2s完成氧从气相向液相中的转移，而且射流曝气的