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關于微孔曝氣器選型的探討

　　1985年，天津紀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)標準，通過多年的實踐，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看法，供設計、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到生化反應的好效果。常用幾種曝氣器的功能、特點比較：

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)、應用結(jié)合的生產(chǎn)商、供應商國內(nèi)寥寥無幾，普遍不具備系統(tǒng)的科研、生產(chǎn)、應用、信息反饋，改良機制，因此國外產(chǎn)品的材料質(zhì)量上具有相當?shù)膬?yōu)勢。例如：國外膜片正常使用壽命可達5～8年甚至更長時間。
　　2、供應商與設計部門對產(chǎn)品系統(tǒng)性能在技術銜接上尚有相當?shù)木嚯x，往往導致產(chǎn)品不能物盡其用。例如：發(fā)達國家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，卻通用于各種污水處理項目。
　　3、國內(nèi)一些劣質(zhì)產(chǎn)品，對客戶產(chǎn)生誤導。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、維護不當導致對產(chǎn)品的偏面認識。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，導致膜片爆裂。
　　5、受傳統(tǒng)觀念影響，沿用同行業(yè)早年投運的曝氣型式照搬，使一些性能優(yōu)越的曝氣產(chǎn)品不能及時推廣運用。
　　凡此種種原因，勻容易混淆用戶的正確認識，發(fā)達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，相應應力也大。同時，相同的氣壓，曝氣器膜片的不同構造產(chǎn)生不同的內(nèi)部應力。據(jù)此，我們可將各種膜片式曝氣器膜片內(nèi)的應力作一分析：
　　1、直徑500㎜盤式膜片，按充氣后膜片鼓起（撓度）為50㎜計，如圖

　　設氣壓為60kpa=0.6kg/㎝³，簡化計算，取單位截條，用小垂度理論，可計算截條的拉力為：

　　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，則膜片內(nèi)應力為：
　　37.5/0.2×1=187.5kg/㎝²=18.75Mpa
　　超過合成橡膠扯斷強度（4～14Mpa）。
　　2、直徑300㎜盤式膜片，充氣后膜片撓度按30㎜計，則膜片內(nèi)應力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，簡化計算，取截條應力
　　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，內(nèi)應力
　　　H＝0.6×10/2×0.2＝15kg/cm²=1.5Mpa
　　從以上計算可知，在相同充氣壓力條件下，管式曝氣器膜片內(nèi)應力小。

四、微孔曝氣器的構造分析 

　　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。天津紀莊子污水處理廠引進英國曝氣設備，曾按國外圖紙要求，用專用工具，對每個錨固點都進行拉力測定。而管式膜片曝氣器，其布管為雙層構造，壓縮空氣在夾層中，污水能進入核心管道，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，也是運行中的重要問題，曝氣器的曝氣孔如能設在底部，就可既曝氣又排水了，這也是管式曝氣器的優(yōu)點之一。
　　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.可間歇運行，不堵塞
　　4.阻力損失衡定，一般在300～500㎜水柱。
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　 目前，176個問題均已啟動整改，其中已完成整改34個，正在按時間節(jié)點推進的142個。中央環(huán)保督察意見反饋后，我省各市州和省直有關單位迅速行動，積極整改。常德市將土壤污染防治等多項生態(tài)環(huán)保指標納入?yún)^(qū)縣市績效評估指標體系，較往年增加20分，權重大幅提高；益陽市各區(qū)縣（市）出臺了黨政領導干部責任追究辦法實施細則、一般環(huán)境問題責任追究辦法等制度和措施。一批環(huán)境違法行為得到查處。湘潭堿業(yè)有限公司存在長期超標排放等問題，湘鄉(xiāng)市環(huán)保局近日對其下達責令停產(chǎn)整治決定書。 綜合分析研究地質(zhì)構造、侵入巖體分布等地質(zhì)條件，科研人員在我國東北、華北、華東和西北等地區(qū)圈定了數(shù)處干熱巖勘查有利區(qū)。專家表示，東南沿海地區(qū)、松遼平原、華北平原和青藏高原地區(qū)是干熱巖將來勘察開發(fā)有潛力的地區(qū)。特別是青藏高原南部，資源量巨大且溫度最高。應用前景廣闊亟待技術進步干熱巖能源是國際社會公認的高效低碳清潔能源，科研人員解釋，主要通過注入涼水，吸收巖體熱量轉(zhuǎn)化成蒸汽，再抽取到地表進行利用，其開發(fā)利用的過程中幾乎不產(chǎn)生氮硫氧化物等污染物，不會出現(xiàn)其他環(huán)境問題，也不受到過多的環(huán)境因素影響。