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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霍克公司訂購了26000個直徑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、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：

二、曝氣器銷售市場現(xiàn)況 

　　1、由于國內(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，因此國外產(chǎn)品的材料質(zhì)量上具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢。例如：國外膜片正常使用壽命可達(dá)5～8年甚至更長時間。
　　2、供應(yīng)商與設(shè)計(jì)部門對產(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、國內(nèi)一些劣質(zhì)產(chǎn)品，對客戶產(chǎn)生誤導(dǎo)。例如：有個別產(chǎn)品膜片正常使用不到幾個月即有破損、變質(zhì)的情況出現(xiàn)。
　　4、操作、維護(hù)不當(dāng)導(dǎo)致對產(chǎn)品的偏面認(rèn)識。例如：某小型污水站，曝氣系統(tǒng)調(diào)試時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)品不能及時推廣運(yùn)用。
　　凡此種種原因，勻容易混淆用戶的正確認(rèn)識，發(fā)達(dá)國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。對國內(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，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，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/㎝²L－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)英國曝氣設(shè)備，曾按國外圖紙要求，用專用工具，對每個錨固點(diǎn)都進(jìn)行拉力測定。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，對盤式曝氣器而言，相對來說比較容易堵塞，而對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 

　　對國內(nèi)污水行業(yè)高質(zhì)量的膜片管式曝氣器，具有推廣價值，原因：
　　1.系統(tǒng)綜合造價低
　　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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　 但是大規(guī)模的生產(chǎn)造成了很大的環(huán)境污染，主要是固體礦渣和煙塵污染。為此巴里坤從2010年就開始對化工企業(yè)進(jìn)行淘汰、整合和環(huán)保設(shè)施的升級換代，最終留下6家達(dá)到當(dāng)時環(huán)保要求的企業(yè)入住化工園區(qū)（不包括兵團(tuán)的紅山化工）。2013年，針對日益提高的環(huán)保要求，巴里坤啟動了芒硝及以芒硝為資源的化工企業(yè)的改革轉(zhuǎn)型，目的是為最終退出做好準(zhǔn)備。去年底，該縣對排放不達(dá)標(biāo)的化工企業(yè)進(jìn)行停產(chǎn)整治，要求企業(yè)根據(jù)新的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)升級環(huán)保設(shè)施。 溫氏、大北農(nóng)等都開始布局。還有就是豬糞污的高質(zhì)化利用。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院、國家生豬產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長鄧近平主持人：我想追問一下江董事長，高安、萬年都是生豬調(diào)出大縣，據(jù)了解，高安的豬場拆遷了很多，那目前萬年的養(yǎng)豬業(yè)的情況如何？江作川：由于我原來做過一段時間飼料經(jīng)銷，據(jù)我了解估計(jì)高安的的養(yǎng)殖場大約拆掉了三分之二，保留下來的只有三分之一。對于萬年來說，根據(jù)我們自己的了解，中型以上規(guī)模豬場有180余家，劃進(jìn)禁養(yǎng)區(qū)的不到40家。