在中国国内污水处理领域的薄膜式微孔曝气器市场上,管式曝气器、盘式曝气器、平板曝气器形式已有较多的应用,并广为污水处理业内人士所知晓。而在微孔曝气器的发源地——德国,有过几十年使用各种盘式平板和管式曝气器的成熟经验,*近十年的污水处理用微孔曝气系统市场上,盘式曝气器、平板曝气器因其优越的综合性能、优良的节能效果及超长使用寿命,已成为新建及改造污水处理厂用微孔曝气器产品中*主流的曝气器形式。盘式曝气器、平板曝气器是目前运行能耗*低、使用寿命*长的薄膜微孔曝气器。

盘式曝气器、平板曝气器比和管式曝气器的使用寿命要长 3--5 年,运行电费较管式曝气器可节省15%～25%左右,较盘式曝气器、平板曝气器可节省 15%～25%左右。所以采用板式曝气器可大幅度的降低运行成本和后期维护更换成本。基于这些优势,国内已有多数大型污水处理厂采用了盘式曝气器、平板曝气器。

二、各种曝气结构形式简析

 按曝气工作原理划分,微孔曝气方式分为平面曝气和曲面曝气两类,因此,曝气器也分为平面曝气器和曲面曝气器两大类。采用平面曝气方式的曝气器主要为盘式平板,而采用曲面曝气方式的曝气器主要为管式。盘式平板和管式曝气器工作示意图如下:

 由上图不难发现,对于采用平面曝气的盘式曝气器、平板曝气器,无论曝气量大小如何,整个曝气膜表面都有气泡逸出,气泡尺寸稳定而均匀,且气泡垂直向上,不会发生相互结合现象。而对于采用曲面曝气的管式曝气器,当曝气量较小时,只有圆管上表面曝气;当曝气量增加到**时,圆管底部也开始曝气,但底部气泡在沿圆面上升过程中将相互结合,形成较大气泡,不利于水体溶解和吸收。

由于管式曝气器结构的局限,导致曝气器的H心——薄膜长期受力不均,因此,其上表面的薄膜总是提前老化,这也是无论国内外产品,管式曝气器的使用寿命普遍较盘式短的主要原因。

三、 应用及节能投资分析

 以管式曝气器和260型盘式曝气器、平板曝气器和,进行如下投资分析比较。

(一)应用场合分析

 根据三十多年肆千多家污水处理厂的实践经验,以及我公司在国内超过两百个项目的实践经验,得出结论:对于水质较好,水深较浅的好氧池,水压和水面高差波动对出气压力影响较小,选用管式曝气器较为适合;而对于水质较差,需氧量较高且水深较深的好氧池,则选用较大尺寸的盘式曝气器在保障优良效果的同时更为经济。

(二)鼓风机能耗/运行费用分析

 管式曝气器 > 300 型盘式曝气器、平板曝气器

 1.鼓风机的能耗与曝气系统的压力的关系

 鼓风机的能耗与曝气系统的压力成正比W(能耗)=α×P(系统总压力)           α为系数,定值。

 P=P1-P2 + P3 + P4

 其中,P1 为水深

    P2 为安装高度

    P3 为管路损失

    P4 为曝气器压力

 以 6m 水深的曝气系统为例,由于阻力损失方面的因素,在系统运行初期,平板曝气器比盘式曝气器可节省约 7%的能源/运行费用,较管式曝气系统可节省约 13%的能源/运行费用;系统运行 3 年后,由平板式结构的曝气器薄膜老化程度低于盘式结构的曝气器,而管式曝气器老化程度*高,所以平板曝气系统比盘式曝气系统可节省约 9%的能源/运行费用,比管式曝气系统可节省约 18%的能源/运行费用;而系统运行 5 年后,平板曝气系统比盘式曝气系统可节省约 12%的能源/运行费用,比管式曝气系统可节省约 23%的能源/运行费用。

 鼓风机的耗与曝气器的标准氧转移能力的关系鼓风机的能耗与曝气器的鼓风量成正比关系W(能耗)=β×Q(系统鼓风量)

 β为系数,定值。

 Q=SOR/(0.3×SOTE)

 其中,SOR 为标准需氧量,定值

    SOTE标准氧转移能力×γ,γ为定值

 由此可得出能耗与标准氧转移能力成反比,即氧转移能力越大能耗越小。同样以 6m 水深的曝气器为例,由于氧转移效率的因素,在系统运行初期,平板曝气器比盘式曝气器可节省约 8%的能源/运行费用,平板曝气器较管式曝气器可节省约17%的能源/运行费用。

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