關(guān)于微孔曝氣器選型的探討
1985年,天津紀(jì)莊子污水處理廠從英國(guó)霍克公司訂購(gòu)了26000個(gè)直徑178㎜的鐘罩型剛玉曝氣器,此后,各地相繼開發(fā)推出了200~300㎜的微孔曝氣器,國(guó)家給水排水研究于93年制定了微孔曝氣器行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),通過多年的實(shí)踐,又相繼開發(fā)了多種曝氣器,而如何正確選用曝氣器的型式及品牌很值得討論,本文擬對(duì)此提出幾點(diǎn)看法,供設(shè)計(jì)、使用單位參考。
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)的好效果。常用幾種曝氣器的功能、特點(diǎn)比較:
序號(hào)
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品名
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用途
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功能
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可 靠 性
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優(yōu) 點(diǎn)
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弊 端
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1
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剛玉曝氣器
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A/O、
A2/2
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充氧、
混流
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多次清洗
可使用8~10年
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適用介質(zhì)較復(fù)雜的工業(yè)或城市污水
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阻力損失升高較快,氧利用率一般,易結(jié)垢;系統(tǒng)需設(shè)置清洗和排污裝置
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2
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膜片盤式曝氣器
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A/O、
A2/2
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一般國(guó)產(chǎn)膜片1~3年
進(jìn)口膜片5~8年或更長(zhǎng)時(shí)間
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布置均勻氧利用率較高
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運(yùn)行3~6個(gè)月,阻力損失達(dá)600㎜水柱以上,需及時(shí)清洗(酸洗);系統(tǒng)需設(shè)置排污裝置
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3
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膜片球冠式曝氣器
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A/O、
A2/2、
SBR、
CAST
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國(guó)產(chǎn)可靠產(chǎn)品2~3年或更長(zhǎng)時(shí)間
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布置均勻氧利用率較高,可靠性較好
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需及時(shí)清洗(酸洗);系統(tǒng)需設(shè)置排污裝置
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4
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膜片管式曝氣器
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A/O、
A2/2、
SBR、
CAST
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一般國(guó)產(chǎn)膜片0.5~2年
進(jìn)口膜片5~8年或更長(zhǎng)時(shí)間
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1.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300~500㎜水柱
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起始阻力損失比盤式曝氣高100~200㎜水柱
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5
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膜管懸掛式(鏈?zhǔn)剑┢貧馄?/span>
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氧化塘
百樂克
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進(jìn)口膜片5~8年或更長(zhǎng)時(shí)間
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1.具有管式曝氣器優(yōu)點(diǎn)
2.設(shè)置簡(jiǎn)單
3.節(jié)省大量的土建構(gòu)作物
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使用場(chǎng)合受局限
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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,從事系統(tǒng)研究、開發(fā)、應(yīng)用結(jié)合的生產(chǎn)商、供應(yīng)商國(guó)內(nèi)寥寥無幾,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)品不能及時(shí)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㎜盤式膜片,按充氣后膜片鼓起(撓度)為50㎜計(jì),如圖
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
超過合成橡膠扯斷強(qiáng)度(4~14Mpa)。
2、直徑300㎜盤式膜片,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)入核心管道,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。
對(duì)于SBR工藝來說,生化池集曝氣沉淀在同一水池內(nèi)完成,污泥必將沉積于曝氣器表面,對(duì)盤式曝氣器而言,相對(duì)來說比較容易堵塞,而對(duì)管式曝氣器的底部曝氣孔來說就不易堵塞了。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。
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歷時(shí)21個(gè)月,美國(guó)陶氏化學(xué)公司(DOW)和美國(guó)杜邦公司(DuPont)完成合并,新的全球最大化工公司正式誕生。陶氏杜邦(紐交所交易代碼:DWDP)9月1日宣布,陶氏化學(xué)公司(DOW,陶氏)與杜邦公司(DuPont,杜邦)于8月31日成功完成對(duì)等合并。合并后的實(shí)體為一家控股公司,名稱為“陶氏杜邦”。按照兩家公司的市值,合并后的陶氏杜邦市值超1500億美元,超過原化工行業(yè)市值最大的德國(guó)巴斯夫公司(BASF),成為化工企業(yè)中新的全球老大。 那么,這兩個(gè)企業(yè)整改情況如何呢?中央環(huán)保督查反饋我省意見中還指出:旬陽縣居金源礦業(yè)等企業(yè)未配套建設(shè)尾礦廢水收集池,生產(chǎn)廢水直排;寧陜縣東陽石材廠廢水滲坑排放。那么,這兩個(gè)企業(yè)整改情況如何呢?寧陜縣環(huán)保局工作人員:“整改意見反饋以后,首先是斷電停工,要求立馬整改,我們要求它一是把這個(gè)池子要填掉,再一個(gè)把路面要進(jìn)行初步硬化!痹谘柨h居金源礦業(yè),記者了解到,居金源礦業(yè)根據(jù)整改時(shí)限要求,已經(jīng)完成了尾礦廢水收集池的建設(shè)。