大孔细泡新型旋混曝气器

大孔细泡新型旋混曝气器论文名称：大孔孔细泡新型旋旋混曝气器作作者：邢旭明明朱彦兴朱金安唐传祥余新建叶鼎摘要：针对曝气技技术优化的三三要素：①气孔结构②扩大氧传质质作用面③动能作用于于扩散，研制制了“大孔双向旋旋流、局部强强化旋混、动动能相互作用用、圆罩阻挡挡散流”的新型曝气气器。关键字字：曝气质量传递曝气器1影响氧传质质的可优化因因素在曝气池的的运行中，会会有很多因素素影响曝气氧氧传质作用强强度，例如：：活性污泥特特性、水温、污污染物浓度、污污染物成分、停停留时间和曝曝气池深度等等等，但诸如如此类的影响响因素属于工工艺条件因素素，不是曝气气氧传质作用用技术优化的的对象。诸多多复杂的工艺艺条件因素可可以通过试验验或建立数学学模型而获得得一个氧传质质条件系数--KL(氧转移系数)，因为KL值在曝气池池工业运行中中是无法获取取的，因此可可以认为KL值仅在工艺艺设计研究阶阶段有用。通常在反反映曝气氧传传质作用强度度时还用氧总总转移系数--KLaa表示：KLa=KLA/V式中A---气相与液相相接触界面V---曝气池有效容积在式(1))中，一定的的工艺条件之之下KL与V都可以看成成是非可控变变量的常数值值，而A值则取决于于曝气的扩散散作用，扩散散产生的气液液接触界面愈愈多则氧总转转移系数愈大大，氧传质作作用强度也愈愈大。另外，式(1)还表明：在曝气运行中气相与液相接触界面稳定保有量的多少是曝气氧传质作用强度的唯一可控变量，只有可控才会存在技术优化的可能性。2氧传质技术术优化要素2.1大孔扩扩散的结构优优势穿孔、散散流、喷射、螺螺旋等几种曝曝气形式，基基本特征都是是大孔眼扩散散，尽管此类类曝气器具有有阻力损耗小小、不堵塞的的结构可靠优优势，但在技技术上没有脱脱离"大孔产生大大泡"的孔性扩散散定势，曝气气运行属于中中大泡的状态态，因此氧传传质效率不高高。阻力损损耗小、不堵堵塞的大孔眼眼结构，应当当是曝气氧传传质作用技术术优化的重要要基础，但这这个基础必须须要脱离"大孔产生大大泡"的孔性扩散散定势，才会会有可能获取取较高的曝气气氧传质效率率。2.2细泡运行界界面丰富曝气气升泡愈小气气相的扩散程程度愈大。通通常认为孔或或隙达到微米米(μm)级则是细小小孔隙的微孔孔曝气器。微微孔曝气器的的确是细小泡泡曝气运行，但但不可避免地地要带来阻力力损耗大与易易堵塞的问。微微孔曝气器在在投运一段时时间以后随着着孔隙堵塞的的增加，升泡泡面与升泡密密度均会明显显减少。一般认为，曝曝气器孔隙结结构愈小，气气泡会被分割割得愈小。此此观点与曝气气运行的实际际情况是有差差异的。根据据有关孔性扩扩散的实测表表明：孔径与与升泡泡径不不是正比关系系(见图1)。由图1可以看出：：在孔眼直接接排气的状态态中，孔眼变变小的趋势与与升泡变小的的趋势两者不不是成比例的的，孔眼可以以搞得很细小小但形成的升升泡不会按比比例变得很细细小。当气相经孔孔眼直接进入入液相时，会会在孔眼处有有一个短促的的柱状上升运运动之后才会会形成一个受受力均匀的球球状升泡，孔孔眼愈小只会会使柱状愈细细愈长，并不不会使升泡按按比例变小。曝曝气运行的实实际情况表明明：即使是所所谓微米(μm)级孔隙的曝曝气器，升泡泡泡径也在r2＞2mm的范围。由由此可以得出出的结论是：：在深约4m的曝气池中中，难以用微微孔(隙)的方法而获获得r2>3mm的升泡。采采用微孔(隙)的曝气方法法其实际扩散散程度(Fs)并不是无限限的。孔隙越越小，只会是是使阻力损耗耗与堵塞可能能性更加增大大，动力效率率(Gs)也会变得更更加不经济。2.3水体流动性不具有氧传质作用曝气池是一个大环境，有2个因素对曝气池水体流动性有要求：一是防止浓度梯度所需的推流运动；二是防止活性污泥沉降的升流运动。气泡在作升泡运动时，要不断排斥水体，因此扩散的气流必然会带来升流运动。进入曝气池的水流量与回流量会有一定的推流作用，如果再想采用密度较轻的流体在点式布气条件之下推动密度较重的流体而加大流动作用，这显然是没有意义的。喷射曝气与螺旋曝气其运行原理的基本点就是要产生用气流带动水流的线性扩散，其结果是使部分动能无功而耗。由于密度差异的悬殊，气相在推动液相作线性扩散时必须具备相当大的推动力，当这种推动力不足时，就只能在排气口处产生孔性扩散作大气泡升泡运行，这就是喷射与螺旋曝气方式的实际运行效果并不理想的重要原因。曝气氧传质技术优化在布气方面应着重考虑的是布气均匀密布，致密的升泡必然会带来良好的升流运动。把布气动能作用于加大水体流动性，是曝气氧传质技术优化应当要避免的一个误区。3氧传质技术术优化实例--旋混曝气器器通过上述论论述可知曝气气技术优化的的三要素是：：①气流排出孔孔口应采用大大孔结构；②工作运行应应尽可能地扩扩大氧传质作作用面--气液接触界界面；③气流动能应应全部作用于于扩散作用。旋混曝气气器较为成功功地做到了曝曝气技术优化化三要素的有有机结合，实实现了在曝气气运行中梦寐寐以求的由大大孔结构而获获得细小升泡泡运行效果，是是具有高新技技术含量的新新一类曝气设设备。3.11工作原理大孔孔双向旋流--气流经旋混混发生器一圈圈数个顺旋导导流口和另外外一圈数个反反旋导流口双双向旋流排出出。局部部强化旋混--旋混筒使两两个不同方向向的旋流形成成一个瞬间连连续局部反应应激剧的气液液强化旋混区区。动能能相互作用--气流排出导导流孔口的动动能相互作用用呈拧扭剪切切形态，使流流体发生紊乱乱地碰撞。圆罩阻挡挡散流--旋混所产生生的大量粉碎碎性气泡经圆圆形散流罩阻阻挡散流作用用之后均匀密密布地向上作作升泡运动。旋混曝气气器正是上述述综合作用使使气相在液相相中获得了很很大的旋性扩扩散，可以形形成极为丰富富的气液接触触界面。旋混混曝气器不是是一个由简单单的扩散孔径径影响决定升升泡泡径的曝曝气器，而是是一个由多种种综合作用制制造均匀密布布的细小升泡泡的曝气机器器。3.2主要技术特特性全池阵列列、多点布气气，点阵范围围≈700mmm×700mmm；导流孔属属大孔型，单单个排气孔口口截面=26mmm2；设备材质质为优质工程程塑料或不锈锈钢，采用独独特的紧固套套接装配与安安装，免维修修免更换，单单套设备尺寸寸=230mmm×2300mm×2330mm。3.3与微孔曝气气器作清水对对比演示采用用铸砂型圆帽帽微孔曝气器器与HS-旋混曝气器器在深4.7m的清水条件件下做对比运运行演示实验验，见表1。结果表明明：两者均是是细小泡曝气气运行，由升升泡泡跃现象象与升泡密度度来看，旋混混曝气器工作作阻力明显低低于微孔曝气气器。表1现场实测测的物理性数数据比较项目r2(mm)Fs(倍)As(m2/mm3)Ms(％)铸砂型圆帽微孔孔曝气器4155750≈80HS-旋混曝曝气器4155750≈90注Fs--扩扩散程度As--比表面积Ms-升泡面3.4与喷射射曝气器作同同池对比在岳岳阳石油化工工总厂喷射曝曝气池中，放放入一组28套HS-旋混曝气器器同池对比，见见表2。运行结果表表明：旋混曝曝气器明显为为细小升泡均均匀密布地运运行。相同的的升泡面，旋旋混曝气器的的需要气量仅仅为喷射曝气气器的约1/3，而且前者者是旋性扩散散的细小泡，后后者基本是孔孔性扩散的大大泡，线性扩扩散不明显。表2现场实测测的物理性数数据r2(mm)Fs(倍）As(m2/mm3)Ms(%)Gs[m2/kkW.h)]]Hs(m2/mm3)Φ25喷射曝气气器2031150≈40≈90000.21HS-旋混曝气气器4155750≈90≈350001.1注Gs——氧氧传质动力效效率Hs——界面保有量量3.5实际运运行状况岳阳石油化化工总厂7000mm3活性污泥法法曝气池安装装1792套HS-旋混曝气器器。运行状况况表明：全部部曝气服务面面泡细均匀密密布分散性好好；升泡泡跃跃平缓无集中中突出现象；；供气负荷的的调