CN1498866A

CN1498866A - 一种曝气方法及曝气器

Info

Publication number: CN1498866A
Application number: CNA021492298A
Authority: CN
Inventors: 杨耀东; 曹立新; 何超
Original assignee: MULTIELEMENT WATER ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNIQUE INDUSTRY (CHINA) Co Ltd
Current assignee: MULTIELEMENT WATER ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNIQUE INDUSTRY (CHINA) Co Ltd
Priority date: 2002-11-06
Filing date: 2002-11-06
Publication date: 2004-05-26

Abstract

本发明涉及一种曝气方法和曝气器。本发明的曝气方法是在曝气时，曝气孔处的膜片在气体压力下向水中折起，与曝气孔形成狭小的气体通道，气体通过该通道与折起的膜片壁摩擦撞击，在水中形成细小均匀的连续气泡。本发明还提供一种曝气器，该曝气器至少包括曝气器膜片，于该曝气器膜片上设有开口构成曝气孔，所述的开口包容一定面积的膜片，在气体压力下，该被开口包容的部分膜片向水中折起，与该开口形成狭小的气体通道。利用本发明的曝气方法和曝气器，可减小曝气阻力，提高曝气理论动力效率。

Description

一种曝气方法及曝气器

所属领域

本发明涉及污水处理，具体的讲是一种曝气方法及曝气器。

背景技术

曝气过程是将空气或氧气通过曝气器膜片上的曝气孔注入水中，曝气器能否将空气或氧气以细小、均匀的气泡形式注入水中，使空气中的氧气或直接注入的氧气充分溶解，取决于曝气器膜片上的曝气孔的形式(孔的形状、孔的分布形式等)，因此，曝气孔的形式是决定曝气器曝气性能的关键因素。由于在曝气过程中，曝气孔处的流通面积不是固定不变的，氧气向水中溶解的过程涉及到传质理论和两相流理论，而目前并没有成熟的数学模型用于直接描述曝气过程，难以确定曝气器膜片上的曝气孔的合理形式，进而造成现有的曝气装置，无论是盘式、管式、钟罩式，普遍存在曝气压力损失大、充氧能力和氧利用率低的缺点，从而导致运行费用高，浪费大量的能源。

目前，常用的曝气器膜片上的曝气孔的形式一般为“一”字形孔。在不曝气时，该曝气孔呈闭合状态；曝气时，该“一”字形曝气孔在曝气压力下不断开合，使空气或氧气进入水中，形成气泡，并在气泡破碎后与水接触，溶解在水中。这种传统的“一”字形曝气孔形式存在如下缺陷：

(1)该“一”字形曝气孔在常态下处于“一”字形闭合状态，曝气时，须利用气体的压力克服曝气器膜片自身的弹性使曝气孔处的膜片弹性变形，从而使该“一”字曝气孔张开曝气。由于曝气孔不易张开，“一”字形曝气孔张开所需的气体压力较大，因此，曝气阻力较大，曝气成本高。

(2)由于在曝气过程中，曝气孔所受到的力集中在“一”字形孔的两端点，该种“一”字形曝气孔不断开合，曝气孔的疲劳也相应集中在“一”字形孔的两端点，造成“一”字形曝气孔易在两端开裂，导致曝气器损坏。

因此有必要提出一种新型的曝气方法和曝气孔的形式来克服上述现有曝气方式的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种曝气方法，使曝气阻力小，曝气理论动力效率高。

本发明的目的还在于，提供一种曝气器，曝气阻力小，曝气理论动力效率高。

本发明的目的是采用如下技术方案来实现的，一种曝气方法，在曝气时，曝气孔处的膜片在气体压力下向水中折起，与曝气孔形成狭小的气体通道，气体通过该通道与折起的膜片壁摩擦撞击，在水中形成细小均匀的连续气泡。

本发明曝气孔处的膜片在气体压力下，可一面向水中折起，形成狭小的气体通道。该曝气孔处的膜片在气体压力下，也可三面或四面向水中折起，形成狭小的气体通道。

所述的膜片应具有足够的弹性，保证曝气孔处的膜片在常态下处于闭合状态。所述的膜片应具有足够的韧性，保证其在被反复折起时不易被折断。

本发明还提供一种曝气器，该曝气器至少包括曝气器膜片，于该曝气器膜片上设有开口构成曝气孔，所述的开口包容一定面积的膜片，在气体压力下，该被开口包容的部分膜片向水中折起，形成狭小的气体通道。

本发明被开口包容的膜片与开口的连接端应具有足够的连接强度，足以保证该开口在常态下处于闭合状态。

本发明被开口包容的膜片与开口的连接端应具有足够的韧性，足以保证该被开口包容的膜片被反复折起时不易断裂。

本发明的曝气器膜片可为三元乙丙或氨基甲酸乙脂橡胶膜或硅橡胶膜。

上述的开口可为V字形开口或半月形开口，在气体压力下，该被开口包容的V字形或半月形部分膜片向水中一面折起，形成狭小的气体通道。

上述的开口可为Y字形开口，在气体压力下，该被开口包容的三部分膜片向水中三面折起，形成狭小的气体通道。该曝气器膜片上的开口的单边长度为0.5-5mm，相邻两个三棱孔间隔1-10mm。该Y字形开口在膜片上可呈正Y字与反Y字间隔排列。

所述的开口也可为十字形开口，在气体压力下，该被开口包容的四部分膜片向水中四面折起，形成狭小的气体通道。

所述的开口还可为五瓣形或六瓣形开口。

本发明的曝气器可为盘式、管式或钟罩式。

本发明的开口在管式曝气器的膜片周向可均匀排列。该开口也可在管式曝气器的膜片周向上密下疏排列。

本发明的效果是显著的，其一，由于本发明的曝气孔为非“一”字形，在曝气时，曝气孔处的膜片可在较小的气体压力下向水中折起，形成狭小的气体流通通道，气体通过时与膜片壁进行摩擦碰撞，从而在水中形成细小均匀的气泡，当气泡破碎时，增大了气体与水的接触面积，使气体能充分溶解入水中，从而使本发明的曝气器曝气均匀，氧利用率高。

其二，由于本发明的曝气孔采用可折起结构，当曝气时，利用很小的气体压力即可使曝气孔处的膜片折起，曝气孔呈张开状态，不需如现有那样克服较大的膜片自身的弹力，因此，曝气阻力小，能耗低。在现有的污水处理厂中，50％的能量消耗在曝气过程，采用本申请中的曝气器可极大地降低污水处理厂的运行成本。

下面是国家认定的权威曝气性能测试单位清华大学水污染控制设备质量监督检验中心，在标准测试曝气量2m³/h下，测试出的本发明的曝气性能指标与国家标准的对比表。

曝气器类型	氧利用率％	充氧能力KgO₂/h	理论动力效率KgO₂/KW.h	阻力损失Pa
曝气器类型	氧利用率％	充氧能力KgO₂/h	理论动力效率KgO₂/KW.h	阻力损失Pa	本发明	42.2	0.56	11.9	2796
国家标准	≥20	≥0.13	≥4.5	≤3500	本发明	42.2	0.56	11.9	2796

上述试验数据证明，本发明的曝气器的氧利用率、充氧能力、理论动力效率远大于国家标准，而压力损失远小于国家标准，因此本发明具有曝气效果好，能耗低、运行成本低的优点。

附图说明

图1 本发明的曝气膜示意图；

图2 本发明图1的A部放大图；

图3 本发明V字形曝气孔结构示意图；

图4 本发明半月形曝气孔结构示意图；

图5 本发明十字形曝气孔结构示意图；

图6 本发明一种曝气器结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种曝气方法，在曝气时，曝气孔处的膜片在气体压力下向水中折起，形成狭小的气体通道，气体通过该通道与折起的膜片壁摩擦撞击，在水中形成细小均匀的连续气泡。

如图1至图6所示，本发明还提供一种采用上述曝气方法的曝气器，该曝气器至少包括曝气器膜片1，于该曝气器膜片1上设有开口2构成曝气孔，开口2包容一定面积的膜片11，在气体压力下，该被开口2包容的部分膜片11向水中折起，形成狭小的气体通道。气体通过该通道与折起的膜片壁11摩擦撞击，在水中形成细小均匀的连续气泡。这样，当气泡破碎时，增大了气体与水的接触面积，使气体能充分溶解入水中，从而使本发明的曝气器曝气均匀，氧利用率高。另外由于本发明的曝气孔采用可折起结构，当曝气时，利用很小的气体压力即可使曝气孔处的膜片11折起，曝气孔呈张开状态，不需如现有那样克服较大的膜片自身的弹力，因此，曝气阻力小，能耗低，降低了曝气的运行成本。

曝气孔处的膜片11在气体压力下，可一面向水中折起，与曝气孔形成狭小的气体通道。如图3、图4所示，所述构成曝气孔的开口2可为V字形开口或半月形开口，在气体压力下，该被开口2包容的V字形或半月形部分膜片11向水中一面折起，与该V字形或半月形开口2形成狭小的气体通道。

本发明的曝气孔处的膜片11在气体压力下，还可三面或四面向水中折起，与曝气孔形成狭小的气体通道。如图2所示，所述的开口2为Y字形开口，在在气体压力下，该被开口2包容的三部分膜片11向水中三面折起，形成狭小的气体通道，气体通过该通道与折起的膜片壁摩擦撞击，在水中形成细小均匀的连续气泡。

进一步，在本发明中，所述曝气器膜片1上的开口2的单边长度为1-5mm，相邻两个三棱孔间隔5-10mm。进一步所述Y字形开口2在膜片1上可呈正Y字与反Y字间隔排列，以增加膜片1的连接强度，防止在常态时，该开口2被压漏。

如图5所示，本发明的开口2还可为十字形开口，在气体压力下，该被开口2包容的四部分膜片11向水中四面折起，形成狭小的气体通道，气体通过该通道与折起的膜片11摩擦撞击，在水中形成细小均匀的连续气泡。

本发明构成曝气孔的开口2还可为五瓣形或六瓣形开口或多于六瓣的开口，只要该开口2能够包容一定面积的膜片11，在曝气时，该被包容的膜片11可向上折起，形成张开的曝气孔即可，在本发明中，并不限制开口2的具体形状。该开口2的开口瓣数或折起的面数可取决于实际使用情况。

在本发明中，所述被开口2包容的膜片11与开口2的连接端应具有足够的连接强度和弹性，足以保证该开口2在常态下处于闭合状态。在本发明中，所述被开口2包容的膜片11与开口2的连接端应具有足够的韧性，足以保证该被开口2包容的膜片11被反复折起时不易断裂。所述的曝气器膜片1可具体为三元乙丙或氨基甲酸乙脂橡胶膜或硅橡胶膜。

本发明的曝气器可为盘式、管式或钟罩式等常规的曝气器形式。如图6所示为一种管式曝气器，其由芯管4、曝气膜1和喉箍5构成，该曝气膜1套设于芯管4外，接头3连接其一端，并且两端用喉箍5箍紧。

如图6所示，在本发明中，开口2在管式曝气器的膜片1的周向可均匀排列。在本发明中，该开口2在管式曝气器的膜片1的周向还可上密下疏排列(图中未示出)。在同一曝气器的膜片1上可排列具有相同开口形状的开口2，如均为半月形开口、V字形开口、Y字形开口、十字形开口等。在同一曝气器的膜片1上可排列具有不同开口形状的开口2，如一部分是半月形开口、一部分是Y字形开口或一部分是V字形开口、一部分是十字形开口等。

上述实施例为本发明的具体实施方式，仅用于说明本发明，而非用于限制本发明。

Claims

1、一种曝气方法，其特征在于，在曝气时，曝气孔处的膜片在气体压力下向水中折起，与曝气孔形成狭小的气体通道，气体通过该通道与折起的膜片壁摩擦撞击，在水中形成细小均匀的连续气泡。

2、如权利要求1所述的曝气方法，其特征在于，曝气孔处的膜片在气体压力下，可一面向水中折起，形成狭小的气体通道。

3、如权利要求1所述的曝气方法，其特征在于，曝气孔处的膜片在气体压力下，可三面或四面向水中折起，形成狭小的气体通道。

4、一种曝气器，该曝气器至少包括曝气器膜片，于该曝气器膜片上设有开口构成曝气孔，其特征在于，所述的开口包容一定面积的膜片，在气体压力下，该被开口包容的部分膜片向水中折起，与该开口形成狭小的气体通道。

5、如权利要求4所述的一种曝气器，其特征在于，所述被开口包容的膜片与开口的连接端应具有足够的连接强度，足以保证该开口在常态下处于闭合状态。

6、如权利要求4所述的一种曝气器，其特征在于，所述被开口包容的膜片与开口的连接端应具有足够的韧性，足以保证该被开口包容的膜片被反复折起时不易断裂。

7、如权利要求5或6所述的一种曝气器，其特征在于，所述的曝气器膜片可为三元乙丙或氨基甲酸乙脂橡胶膜或硅橡胶膜。

8、如权利要求4所述的一种曝气器，其特征在于，所述的开口可为V字形开口或半月形开口，在气体压力下，该被开口包容的V字形或半月形部分膜片向水中一面折起，与该V字形或半月形开口形成狭小的气体通道。

9、如权利要求4所述的一种曝气器，其特征在于，所述的开口可为Y字形开口，在在气体压力下，该被开口包容的三部分膜片向水中三面折起，与开口形成狭小的气体通道。

10、如权利要求9所述的一种曝气器，其特征在于，所述曝气器膜片上的开口的单边长度为0.5-5mm，相邻两个三棱孔间隔1-10mm。

11、如权利要求10所述的一种曝气器，其特征在于，所述Y字形开口在膜片上可呈正Y字与反Y字间隔排列。

12、如权利要求4所述的一种曝气器，其特征在于，所述的开口可为十字形开口，在气体压力下，该被开口包容的四部分膜片向水中四面折起，与开口形成狭小的气体通道。

13、如权利要求4所述的一种曝气器，其特征在于，所述的开口可为五瓣形或六瓣形开口。

14、如权利要求4所述的一种曝气器，其特征在于，所述曝气器可为盘式、管式或钟罩式。

15、如权利要求14所述的一种曝气器，其特征在于，所述开口在管式曝气器的膜片周向可均匀排列。

16、如权利要求14所述的一种曝气器，其特征在于，所述开口在管式曝气器的膜片周向可上密下疏排列。