曝气扩散技术.docVIP

曝气扩散技术 /news/details3343.htm 双膜理论认为，在“气-水”界面上存在着气膜和液膜，气膜外和液膜外有空气和液体流动，属紊流状态；气膜和液膜间属层流状态，不存在对流，在一定条件下会出现气压梯度和浓度梯度。如果液膜中氧的浓度低于水中氧的饱和浓度，空气中的氧继续向内扩散透过液膜进入水体，因而液膜和气膜将成为氧传递的障°-，这就是双膜理论。 显然，克服液膜障°-最有效的方法是快速变换“气-液”界面。曝气搅拌正是如此，具体的做法就是：减少气泡的大小，增加气泡的数量，提高液体的紊流程度，加大曝气器的安装深度，延长气泡与液体的接触时间。曝气设备正是基于这种做法而在污水处理中被广泛采用的。 曝气扩散的实质就是使气相中的氧向液相中转移。气相中的氧转移为液相中的溶解氧，是通过流体运动形成气液接触界面而完成的。因此，按照流体运动性质来分析则可以看出曝气扩散技术的区别。如果采用流体运动的性质来区分，曝气扩散技术则有下列两种基本形式。 叶轮与转刷（盘）表面曝气是采用制造液相流体的水跃而形成气液接触界面； 射流曝气是依靠射流液相流体吸入气相流体而形成气液接触界面，这些均是属于液相流体主动运动型，其技术特征是：动能作用于重质液相流体运动；轻质气相流体是被动接触；在叶轮或转刷（盘）搅动处、射流口附近产生局部连续的气液接触界面。 曝气器的作用就是促进氧的传质，“氧利用率”似乎理所当然的应是反映曝气器技术性能的指标，因此长期以来就存在着一种采用“氧利用率”来判定曝气器技术性能的习惯观点。但是，如果对“氧利用率”作深入的分析，就会发现该指标不能真实确定曝气器实际运行的功效。 要获取较高的“氧利用率”，就必须尽可能产生较多的“泡表膜”。一个大泡（一个单位的空气）被扩散形成的小泡数量愈多，“泡表膜”也就愈多，“氧利用率”也就愈高。由此可见，“氧利用率”仅仅只是与气泡扩散程度有关，而与动能作用气泡扩散的过程无关。也就是说“氧利用率”只表明一个单位的大泡被分割成小泡的多少，而与扩散分割过程如何，动能消耗多少完全无关。因此，“氧利用率”并不等于氧传质的效率。 由于“氧利用率”只与气泡分割扩散的程度有关，一个单位量的空气，只要排气孔眼的直径是1 μm，无论是短时间内经过众多孔眼排出，或是长时间内经过少量孔眼排出，因为扩散结果始终是分割成直径为1μm的小泡，所以，其“氧利用率”是会始终保持不变的。由此可见，只用“氧利用率”来说明曝气器的氧传质效率，显然会产生误导作用。 孔隙扩散不可能使气流扩散实现技术合理性。曝气器对气流的扩散，从理论上讲当然是扩散程度越高越好，也就是通常所指的“泡越细越好”。按照孔隙扩散的原理，“泡细” 与“阻力”是一对矛盾；孔隙越细排气所产生的气泡也就越细，但孔隙越细阻力也就越大，孔隙也就越容易被堵塞，单位时间内通过的气量也就越少。因此孔隙的细小只能解决“泡细”的问题，随之而来的必然存在损耗大、气流扩散技术合理程度低、性能不可靠等问题。 排气阻力要小排气通畅可靠性要大，在此前提之下实现气流越分散越好。通常污水处理曝气气源均采用的是鼓风方式，鼓风机属于低压运行设备，排气阻力大必然要影响到鼓风机的动力效率。污水处理工艺的条件较为复杂多变，要达到排气阻力小和无堵塞的技术可靠性，排气孔只能是采用大孔（＜Φ5mm＝，但是，按照孔隙扩散的原理大孔排气是不可能产生细泡；因此，要使气流扩散技术合理，就必须由孔隙扩散之外寻求其他的扩散方法。 动力扩散利用气体在水体中的上浮动力，发生“碰”与“撞”的作用而获取细泡，气流扩散完全脱离了细小孔隙的束限作用。由于动力扩散采用的是大孔排气，实现了阻力小、不堵塞的扩散技术合理性。仅是“技术合理”还不行，还要是“功能高效”，旋混曝气器具备设计科学的旋流、导流、紊动阻挡等多种“碰”与“撞”作用，实现了既是大孔排气又是功能高效，PD旋混曝气器很好地解决了动力扩散的技术合理性。 由于鼓风曝气动力效率高，立体布气性能好，目前应用较为普遍。鼓风曝气的终端关键设备是曝气器，因此可以说曝气器的技术发展状况就代表了鼓风曝气的技术水平。由于曝气池相关的工艺理论计算，基本点就是曝气氧利用率，从而导致出现了对曝气器的技术评价重点集中在氧利用率，也导致出现了孔隙扩散——排气孔隙越来越细的现象。 应当指出，孔隙扩散由固定孔隙到软性膜可变孔隙，技术水平是有所发展，孔隙扩散曝气器在污水处理装置新安装投运初期会表现良好，但孔隙扩散技术可靠程度太低，现实运行情况不尽人意，这就不得不使人深思孔隙扩散中的技术合理性问题。 任何一种设备，其功能效率必须要有合理的技术支持，这是一个很通常的技术原则，孔隙扩散完全不符合这样的技术原则。从理论上讲，设备的功能效率是越高越好，但这种功能效率如果没有合理的技术支持，则