曝气原理与鼓风曝气设备教程

§曝气原理与鼓风曝气设备27-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璃)水力剪演切型圈空气活扩散晶装置(h鼓yd楼ra骗ul容ic筑s赌he驰ar迎in驾g筑di防ff钟us粮er压)①倒盆粒式空谦气扩杜散装钢置②固洪定螺修旋曝庸气器尤(f岛ix凶ed假s私cr哪ew皆a洗er械at棵or宗)③动谨态曝恨气器④金撕山I练型⑤动雅力散甩流型蚕曝气拐器⑥旋镇混式司曝气怜器代表配性讲套述！译！②固定弱螺旋旦曝气欲器(耳fi兼xe恋d烧sc扁re爹w薪ae顷ra休to容r)是国线外2间0世做纪7居0年锤代发砍展起补来的春一种奶曝气释装置他，一助般每朵台由铺三节耻组成查，如浓水深裙较浅说(3黑m左满右)欢，也盯可采逃用两垂节。固定严螺旋倘曝气烟器内载部无材旋转苦部件透。目前慈的类带型有直固定殿单螺卵旋、钢固定夏双螺吩旋和愿固定筒三螺越旋3欺种，界双螺垄旋曝铲气器浑每节斤有两跪个圆临柱形良通道挠(简遭称两膀通道游)，各三螺钟旋曝哥气器逼则有殖三个砍圆柱求形通脚道(总简称叼三通僻道)壮。固定板双螺漫旋曝像气器管结构百示意碰图③动态显曝气省器通过锣高速坚气流贤紊流缠运动纤和多筒个小旋球体辫旋转灿碰撞擦切割彩，形省成小牵气泡胸来实胸现高船效充浇氧的夜目的辣。1-参筒体拴；2冶-环番缝；桃3-富空气控分配冶盘；雪4-岗小球尝体；粪5-燥多孔羽板；缺6-龄止回割板；芒7-辛螺栓撑；8轻-垫济圈；庄9-像环形六密封疤垫⑤动换力散流欢型曝切气器由锯阿齿形您布气谁头、敌齿形写带孔纷散流交罩、外导流倘板、崖中心待进气头管及问锁紧厉螺母速组成眉；散驾流罩善设计层成倒皱伞型汉，伞坛型中件圆处部有曝笼气孔捡，周柱边布走有向磁下微海倾的店锯齿最。气体炊由管疗道输游送至垮曝气偏器，射经内臭孔通剥过锯度齿形现布气目头，稼作为滤水气富第一踩次切负割分素散。雷散流伏罩将戚集中塘一束挠出来涨的气宅体扩卷散成悟圆柱泄状，猪周边息锯齿早再次粱将气释泡破每碎扩眼散；优由于淘气泡队带动他周围西静止矿水体姻上升补，密践度差变强化乘了气裁泡破齐碎和奋混掺牺作用池。散流特罩伞盲型中抓圆处棍有曝膨气孔，起忘到补志气再绘度均修匀整闹个散您流罩图的作闲用，劫可减敲少能码耗并违将水鄙气混搭合均刺匀分畜流，哪减少潜对安躲装水座平度犬的要替求。4.尝微气活泡型芬空气沿扩散壤装置个(Fi备ne墙A搂ir敏A南er年at绕io蹦n小Sy修st尼em)比大兽、中瘦、小卫气泡爸曝气袍充氧宗效率燥高，狠节能傅50靠%～西60格%。(1朵)禁刚玉劳微孔但曝气较器空气戴通过弹多孔峡刚玉醋曝气六板(摆壳)颤在水促中产奔生小捡气泡源。按抚照形责状可水分为户平板陷形、街钟罩德形、锯圆拱抚形、砌球形早等四那种，刚玉险微孔真曝气咏器的仍缺点剃是：隆进入茫曝气螺器的墙空气厦需要骂经过氧较严梨格的捧除尘匙净化栏，曝鲜气器描的孔扎眼易挖被污闪泥堵棚塞等剂。(2现)势覆盘怖形微勇孔空否气扩跌散器一般咏主要言由聚乙吓烯曝得气壳、底个盘、泳橡胶哭垫圈绿、压狗紧圈打、布液联接丝式座、虽布气木管组约成，巡寿大多灭采用虑钟罩真型。毁所用瞒高密公度聚求乙烯颗(壳碗)材拣质特洁性为失：密矩度为舱0.布93停g/获cm3，拉习伸强香度为连29呼MP仿a，寺热变内形温值度为青85犁℃。HD找D覆莫盘形陆微孔辛曝气道器(3刑)蛮橡胶鱼膜微厌孔曝闲气器从外序形上页来看勿，橡迹胶膜蚁微孔狭曝气从器分缩慧为盘师式橡嫌胶膜且微孔稀曝气气器、悉球冠盒形橡州胶膜荡微孔括曝气默器两薄种。前者主要岩由由辛上盖概、合梁成橡山胶膜评、支膀撑架谜、底弊座、及密封更垫等己组成森，在握合成建橡胶歇膜上咬开有添21疫00寸～2对50光0个洪按一果定规廊则排扯列的付开闭去式孔凭眼。1-砖橡胶揭膜；址2-津卡箍滔；3栋-布钳气盘批；4喂-调密节阀脏；5摩-螺急母；渴6-膝螺栓1-扇橡胶呜膜；导2-嗽支承耐托盘寺；3扁-接皇头；嘱4-旱进气狱管空气轻由底宜座的蜂通气侦孔经耕支撑蛋架进竞入橡丹胶膜物与支淘撑架最之间部，在雀压力叔作用缠下膜文片微泼微鼓糕起，胳孔眼筑张开长，空拿气从宴孔眼严中扩趟散出边去，侵形成舟细微农气泡。停晨止供其气时物膜片迫在自岛身的蔽弹性仆和负予压作馅用下泄使孔映眼闭堤合，爷膜片金因水柔压作妇用而运压实工在布以气盘巴上，赶混合寇液不劝会将期孔眼门堵塞膏。AB锻S可您调管蚁支架(4铁)达管式榜微孔舅曝气水器空气啊通过冶表面企布满候微气宝孔的誓曝气佳橡胶弟管，请在水姐中产应生的欣气泡伏。一翻般将港系统馆设计州成可川提升焰式。1-业进气后分管塔；2无-三百通；千3-体进气节软支馆管；劳4-痒进气使分支贞三通指；5闻-进倍气活述接弯热头；民6-待横向偶固定蠢管；桃7-灾活接调三通剑；8勤-气散流分扶布器焰；9茂-E糠PD内M橡蜡胶管饲；1掉0-数支撑阻管；敏11份-3笋04和不锈位钢卡乡丰箍；眼12吓-垂罗重件北京念多元艇电器这集团枣的悬子挂链舅移动痛曝气炭装置由漂熄浮在惊水面富的通凭气管拾和吊航在通符气支嚷管下登的曝苹气器昏组成耐，曝塑气器删利用盾自身义配重嘴下沉四接近染池底巩处，钳空气许通过完通气生支管较进入油曝气鄙器，喷再通志过微兽孔橡盏胶膜液以小桥气泡疮的形拼式进丙入污持水中摩。若干榴个这辨样的息曝气典装置戚在水铅面上堆由通兴气管洲互相勉连接许，形唯成一榆条曝惨气链忽。一承个曝封气池赢有若占干条杯曝气密链，死每条秋曝气鞋链的片长度逆大于控池子辅的宽卸度。曝气房诚过程蒸中，财漂浮括在水瘦面的伐曝气够链可西在池脏中的旨一定朗区域长蛇形倍运动证，这种聋运动鹿曝气戒方式镇提高染了氧宏与水臭接触弹时间窃。因接为气蠢泡向体上运嫩动的旦过程晶中，许不断划受到骑水流滋流动割、浮险链摆桥动等圈扰动福，因虎此气洗泡斜筛向上狂运动葱，延雷长了点在水怒中的说停留穴时间愿，同勇时也衬提高咸了氧蕉气的特传递拴效率话。置于撤被曝页气水斥体中赴层或垂底层景，将急空气膏送入朽水中矮与水编体混戴合，指完成速空气险中的遣氧由串气相捎向液其相的贤转移滔过程贯。按进弊气方贴式可挠分为烦压缩裙空气竿供气夕式与洞自吸吓空气幸式两值类。压缩资空气幼式一泉般采新用鼓照风机到或空容压机贪送气戒；自竟吸式串靠叶原轮离应心力艰或射明流技污术产圈生负教压区谜，外绸接进傍气管酸吸入割空气裁。三、凶水下际曝气疼机水下蹄曝气暴机的件突出姑优点贩是能跪够提正高氧笛的转志移速烦度；邪同时慕由于爸底边探流速诵快，悼在较毁大范跃围内廊可以聚防止协污泥刃沉淀逃；此外楼，无巷泡沫娱飞溅饲和噪影声，带避免部了二青次污挡染。锣发达浊国家土还有般深水泉曝气分设备散，深搬度大铅于1能0m槐，有丸的设经计水黄深达崖30消m。1.误射果流曝貌气机有自什吸式刘与供姑气式汤两种影形式，除挽具有甘曝气青功能毫外，性同时飞兼有慨推流懂及混扰合搅菌拌的旺作用染。(1笛)自守吸式狡射流好曝气违机——消空挽气常普压、栋水高滤压自吸具式水慎下射屑流曝季气机仙由潜棍水泵扩和射阅流器槽组成销。当潜命水泵祥工作绣时，锹高压懒喷出床的水命流通豪过射肆流器界喷嘴孩产生严射流薯，通荡过扩汗散管窝进口嫁处的浪喉管祸时，擦在气膝水混咬合室缸内产喇生负细压，厘自动鱼将液承面以名上的帅空气宿由通岗向大律气的晒导管略吸入丝式。经垫与水偿充分潮混合炮后，黎空气遮与水肿的混云合液滚从射引流器警喷出假，与止池中常的水族体进翠行混煎合充关氧，黑并在煤池内次形成罩环流竿。LN来YB校型液乡丰下射搞流曝贴气机主要挂由射辞流器冰与潜朋水泵浸组成膜。潜斤水泵父出水渡通过显射流株器的习喷嘴叨，形此成高蔑速水拢流，垦射入梦射流由器的约喉管浇后产师生负共压。畜通过岸进气伴管自动浇吸入支空气。在射毁流器除的喉奏管和封扩散馋管与诸水流块高速药混合豆，形芹成气凭水混窜合液烦，气系水混沙合液扯从射惹流器寇中喷呈出，屈在池抽中形类成强润烈的昨涡流贱。强易力搅桑拌的厘同时延，大推量的殿溶解舒氧溶月解到悲水中土。(2圆)供就气式切射流安曝气始机——断空堂气高康压、茎水高朋压供气顷式射凉流曝暴气机捎(器碎)一册般设细置在诵曝气初池或虫氧化逢沟底萄部，阀外接突加压鲁水管堤、压每缩空娃气管纲。送骆入的码压缩疤空气乒与加害压水柳充分桃混合叠后向降水平梯方向缝喷射遭，形需成射滤流和长混合晴搅拌失区，棕对水在体充碰氧曝辰气。工程球实际狱中常弯用的计供气糊式射蚊流曝牲气机刃(器桃)为勿密集蔬多喷腥嘴空浅气扩际散装友置。喷嘴成作用香区的让放大市示意扎图密集展多喷雹嘴空渠气扩圣散装势置由蚕钢板塔焊接减而成好，呈轿长方谜形，痛主要劈燕由进水录管、厅喷嘴宪、曝敢气筒缠和反饰射板等部多件组共成，客喷嘴近安装展设在幕曝气牺筒的躁中、外下部抄，空脑气由景喷嘴赠向上灰喷出炕，使皮曝气则筒内柜的混喉合液艰上、涛下循蚕环流佳动。掀喷嘴拐的直酷径一心般为欢5～舟10仅mm靠，数隶目达拦百个捎，出柳口流级速为窃80衣～1情00舟m/鲜s。2.推鼓束风式躁潜水罗曝气阀搅拌鼻机鼓风需式潜氧水曝饰气机碌(B悉la予st原s炸ub月me酸rg观ed装a悼er签at章or配)是饮由潜赠水电稼机、嚼减速岔箱、券散气腊叶轮弄、螺怎旋叶帜轮、骡壳体携等部北分构恨成的弃兼有斜曝气壤和搅签拌功绳能的舱搅拌罢曝气秋装置晶。由于叶轮察的吸糖水、横喷水昨、旋棍转的眼作用筒，水蛋流呈北放射素状做吉上下届循环扎运动肃，调铅动水眉量大豪、搅须拌能载力强司，形惕成了挂一个拔周而浪复始肚的总萝体流犹动，锡使得角气、班固液袍三者淋充分枣混合炉。既鲜达到鲜了高间效充葬氧，仗又防禾止了军活性芹污泥演的沉航淀。该机贷通过散气船叶轮先与螺乞旋桨融叶轮盾同轴售旋转疮，在枝散气掏叶轮俊工作线区将窗鼓风贷机供乳给的解空气刊破碎泳成许弃多微真细气肃泡，就再与容上升棵的水功流一躺起被妙螺旋敬桨叶旦轮吸衬入导灾流筒躺内进惜行气蒸液完顺全混蹄合。充分脉混合仔后的诱气液扑混合叶流从环导流柿筒吐趴出，喷呈放渔射状却强有干力地禾向外蜜喷出誓。含巡寿有大虹量微沃细气沃泡的璃气液见混合炒流呈齐放射票状流拍到池粱子的鞭上部嘉，然闲后流赞到池织子的蜜周边叉，再善沿着从池壁额到池惩底。歇重新魄汇集辞于池咬底中僻央的考混合料液又青被吸球到散触气叶尺轮的便气源圣处再全重复就上述狮过程傍。根据中华析人民嘱共和筹国环泽境保哄护行啊业标慌准《秒环境局保护燃产品如技术肾要求嫩——侨鼓风揉式潜槐水曝毒气机吨》(百HJ拉/T锋2叹60发-2通00胖6)中的吹相关谣规定，3.返潜忆水离静心式费曝气龟机潜水定离心旅式曝编气机钱也称批自吸辩式潜年水曝圆气机蜜，是存活性第污泥手法工本艺中盼普遍造采用玩的一省种曝未气设戚备，哲也是笛SB胆R反桥应器抗中最包常用吃的一闸种配舟套设活备。叶轮痛与潜火水电填机直贞连，捐叶轮预转动移时产别生的幅离心抱力使坛叶轮谊进水项区产于生负敞压，草空气植通过漏进气狼导管糟从水百面上筝吸入无，与授进入贫叶轮跃的水贞混合蔽形成筑气水道混合行液由狡导流块孔口拌增压墙排出鼓，水流摘中的絮小气鸣泡平取行沿稍着池滴底高向速流笛动，兄在池期内形兄成对士流和煌循环禽。QX洲B潜盒水离幕心式条曝气乱机半灭成品4.刊自盐吸式滨螺旋隆曝气酱机是一址种小走型曝迁气设乌备，需驱动防轴上彻部有成孔洞立，螺暴旋桨然在水扯下高舌速旋铁转，中空失的螺侮旋桨捕驱动嫁轴顶疤端连澡接着绘电机胸轴，鉴其底关端与皮螺旋听桨和志扩散险器连永在一衔起。形成班负压恋并产赠生液醋体流猛，在访压力枯差的妄作用逼下，洞空气搬通过斧空心促驱动顷轴进沉入水贼中。螺旋坡桨形祖成的肤水平昼流将便空气宅转化胃成细暂微、汗均匀剂的气揉泡，其平挨均直涨径2黑mm墙。由于兽螺旋械桨的筛作用辛，该敏曝气膜机同堪时具