瑞好硅胶曝气管及其提升式系统应用案例

导言：微孔曝气系统在污水处理工艺中的应用已非常广泛，其中，硅橡胶材质的曝气管因其材料特性而备受关注。同时，随着污水厂运维和管理水平的提高，对于在不停水、不放空池体的情况下改造和检修曝气系统的需求日益增多。为此，本文介绍了瑞好硅胶曝气管，以及目前常用的3种可提升式设计及应用案例，以期为解决不停水维修曝气系统的市场需求提供参考。

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瑞好硅胶曝气管简介

1.1 材料特性

膜片由硅橡胶制作的微孔管式曝气器，具有良好的化学稳定性，耐酸碱，机械强度高，抗冲击能力强，能够承受风机频繁启用产生的水击作用。同时，它的布气层表面经过专门的静电处理，较为光滑，不易被微生物附着，并且由于硅橡胶不含塑化剂，长期使用也不容易因老化而引起阻力损失上升。同时，曝气器表面不易被堵塞，使用寿命长。由于它的布气层较薄，孔道短，且为较光滑和精细的多孔介质，因此，内部不宜被空气中的杂质颗粒所堵塞，对空气洁净度的要求较低，一般不要设置专门的空气净化设备对进入鼓风机的空气进行除尘处理。

1.2 低压损的布气结构形式

瑞好硅橡胶微孔管式曝气器采用独特的结构设计，可有效降低运行时的压损。曝气时，曝气器可在支撑管和布气层之间形成气流分布层，既保证了空气流量在曝气器长度方向上的均匀分配，同时又降低了空气阻力损失及其增长速度。通常，曝气管的初始阻力损失为 3.5~4.5 kPa，虽然这比盘式和刚玉曝气器的要高，但是由于其独特的结构形式和膜片的良好性能，运行时阻力损失的增长速度更低，从而达到了减少压损的目的。

瑞好公司在悉尼的 WEST HORNSBY污水处理厂，对普通EPDM膜片曝气器和更换后的硅橡胶微孔管式曝气器做过专案研究，证明了硅胶曝气器在压损性能指标上的优异表现，其压力损失曲线对比如图1所示。研究表明，硅橡胶材质的微孔管式曝气器的阻力损失由2001年使用初期的6.3 kPa上升到2005年的9 kPa，而使用普通EPDM膜片的曝气器的阻力损失在2001年为6.2 kPa，到2003年中期就上升到了13.2 kPa（注：本项研究采用了型号为RAUBIOXON PLUS–V、含止回阀的硅橡胶曝气管，所以起始压力比不含止回阀的曝气管压力要高）。

图 1 悉尼WEST HORNSBY污水处理厂的曝气管阻损统计图

1.3 氧利用率

瑞好硅橡胶管式曝气器拥有较高的氧转移率。瑞好公司将硅橡胶管式曝气器送往西班牙测试机构进行了测试，该测试机构用清水测试池模拟现场，采用和工程设计相同的曝气管布置密度和水深测试氧转移率（见图 2）。从表1的测试报告结果可见，在相同水深和布置密度的清水中，只需维持较低的设计风量，就可以保持相对较高的氧转移率，比其他材质的曝气器更能节省风机能耗。由此，这种特性尤为适合水量水质波动较大的情况，即通过风量的自动调节，使生物处理系统始终处于最佳工作状态，节约能耗，降低日常运行费用。

图 2 清水测试池现场照片

表 1清水测试结果

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提升式曝气器设计说明和案例分享

2.1 利用起吊装置提升的整体框架式曝气系统

利用起吊装置提升的整体框架式曝气系统，又称机械可提升曝气系统。曝气系统采用整体框架式的设计，从池底的布置来看，与普通固定于池底的曝气系统设计并无太大区别；通常采用微孔曝气管，或者直径较大的曝气盘，配套不锈钢材质的管路。如下剖面图（图 3）所示，整体框架式系统主要由池底曝气系统、立管及提升管、导轨系统、提升吊杠、起吊设备这5个部分组成。维护时的起吊方式有2种选择，设置于走道板的小型起吊装置（图5）或者大型机械吊车（图6）。

图 3 提升系统剖面图

图 4 提升现场操作图

图 5 小型机械起吊装置

图 6 吊车提升式

2.2 利用人力提升曝气器的简易可提升式系统

简易可提升式曝气系统是可以用人工手提的提升系统，维修维护曝气器时只需人力借助简单的工具即可完成，由不锈钢管和曝气管组成，通常 4 m曝气管为一组设计单元（图7和图8）。

图 7 单组系统示意图

图 8 池底布置图

以下为山东某工业废水改造项目现场，原生化池内有固定于池底安装的曝气盘，因生化池曝气系统维护时停水时间长、成本高，业主要求在不停水条件下进行改造。瑞好工程师考察过现场条件后，建议采用简易提升方案。该方案对池顶主管进行改造，部分主管借助吊车安装，立管和池内曝气组件则采用小船和人工安装，缩短了改造工期和施工面。为了避免新的曝气管和原曝气盘在安装时发生碰撞，安装前需专业人员测量原曝气盘的安装高度。另外，为了避免水流冲击对立管造成损坏，在生化池内设置推流器的区域和廊道拐弯处不建议设计简易可提升式曝气系统。

图 9 简易可提升曝气系统

图 10 简易可提升曝气器安装

2.3 悬挂链式曝气系统

顾名思义，悬挂链式曝气系统是一种将曝气组件悬挂于曝气主管上的曝气系统。单个悬挂链式曝气器由以下部件构成（见图 11）：单排长度2 m的曝气管共4排，和两端的固定支座组成一套系统，通过软管和主空气分配管连接，悬浮于污水中，进行充氧曝气、搅拌混合。

图 11 悬挂链式可提升曝气系统

以下为四川某工业废水新建项目，生化池整体无隔墙，单池尺寸为 60m×50m，从一侧进气，池顶采用PE材质的漂浮管，通过马鞍座及下垂软管和池底曝气组件连接（见图12）。检修时，维修人员做小船将曝气组件提起更换（见图13）。

图 12 项目安装现场

图 13 项目检修现场

综上所述，德国瑞好硅胶曝气管，结合提升式设计的曝气系统，可在市政污水、工业废水等多种水处理项目的新建和改造中应用，尤其适用于不具备停水改造条件的场合。德国瑞好公司在全球有超过 30年的产品使用经验，也可为客户提供定制化服务。