微孔曝气器的介绍
ming329
ming329 Lv.2
2008年01月29日 20:34:06
来自于水处理
只看楼主

小弟从事微孔曝气器代理已经几年了,现在介绍一下自己了解的信息,和大家交流一下。如果说得不对的,欢迎大家指正。其中会涉及到我推销的品牌,夹带一点自己的私货和广告,希望大家不要反感。^_^。 现在世界主流,数量上还是盘式曝气器比较多,不过管式有取代它的趋势,而且是很明显的。 现在主要使用的是微孔曝气器,从材质上分,主要分为:陶瓷 刚玉;或者 膜式(包括盘式和管式)曝气器,各有优点利弊,不过膜式是绝对的主流,刚玉和陶瓷在国外已经使用得越来越少了。

小弟从事微孔曝气器代理已经几年了,现在介绍一下自己了解的信息,和大家交流一下。如果说得不对的,欢迎大家指正。其中会涉及到我推销的品牌,夹带一点自己的私货和广告,希望大家不要反感。^_^。

现在世界主流,数量上还是盘式曝气器比较多,不过管式有取代它的趋势,而且是很明显的。

现在主要使用的是微孔曝气器,从材质上分,主要分为:陶瓷 刚玉;或者 膜式(包括盘式和管式)曝气器,各有优点利弊,不过膜式是绝对的主流,刚玉和陶瓷在国外已经使用得越来越少了。



从传氧效率上说,好的 刚玉和陶瓷曝气器,不比膜式的微孔曝气器差,甚至要高一点(这种材质的盘式EDI也有,质量还不错,不过相对来说太贵了;现在在欧美也基本不用了,在中国更加推不出)。他们的原理,是把一堆混合物,石英沙、石灰之类的东西倒入膜具成型,然后经过几个工艺段烧制,使得里面部分的混合物烧没了,充满孔隙,当空气经过这些孔隙的时候,就会被分割成微小气泡。(我没生产过这玩意,不知说得对不对,欢迎指正)。

刚玉陶瓷曝气器的最大缺点,在于他们的孔隙会结垢。曝气器一开始运行的时候,压力损失是比较稳定,但运行到一定时期后,压头损失会突然急剧增大——这就是结垢的原因了。具体结垢成因分两类,以后专门跟帖讨论。

这种状况无法避免,就算你一直连续曝气不停,也会长。不过据某些我碰到的客户说,他们地区有点特殊的生活污水水质,不存在这种状况,但谁知道呢?他们只是凭感觉,也没有提供数据,我也不好继续问。
生物垢生成后,解决的办法主要有两种:1、加往曝气管里面加酸清洗,边运行边加。这种控制已经很成熟。不过污水厂稳定状态后,很多系统12小时左右就要加一次,至于用量多少,要看具体情况了。

2、把曝气头拆卸下来,丢到炉子里烧。烧完就可以再生,接近全新的状态——不过比较麻烦 。

按照主流观点,刚玉和陶瓷曝气器是可以永久运行的,不会损坏的。其实具体到每个品牌,并非这样。因为刚玉或陶瓷曝气器生产的工序相对较多,从材料和工序都要比较严格地执行,才能出精品。如果工序或材料没把好关,就会导致在使用一段时期后,孔隙中某些东西脱落,孔隙变大,传氧效率下降。可以说,单从样品上,你要判断一个刚玉或者陶瓷曝气器的质量,难度是相当大的——比判断膜式微孔曝气器更加困难。

从成本上说,刚玉和陶瓷 比 橡胶膜式的,要贵,绝对要贵,这也是他们用得越来越少的原因。当然,这个贵是相对的,你拿国产的刚玉陶瓷,和进口的膜式曝气器比,就要便宜。

刚玉陶瓷曝气器没有止回功能,一般只有盘式,我也只见过盘式。



膜式微孔曝气器,结构基本是比较简单的。里面一个支撑盘(或管),然后把膜套在外面,通过拧紧,或者不锈钢卡箍的方式,固定,就OK了。曝气器和供气管道的连接,一般有 螺纹连接 和 安装连接两种。

膜式曝气器最核心部分,在于曝气膜本身。有两个关键点:打孔方式、材质。
打孔方式主要有两种:激光打孔和机械打孔。激光打孔是通过激光照射,在膜的表面烧出一个小孔。缺点是有损料,而且孔周边部分的橡胶也变质了,闭合性能差,在国外基本不采用。机械打孔,是用精密刀具,把膜的表面切开,一般应该是无损料,这样在鼓气的时候,孔张开,不曝气的时候孔自动闭合,防止回漏。

现在顺便夹带些私货,推推自己的产品。EDI的膜片经过100万次开闭合的耐久性试验,每5秒钟开/闭合一次,经过100万次后,证明闭合性能依然相当良好——当然现在每个品牌的曝气器都这样宣称了。

言归正传。
现在膜的材质,最常用是 EPDM(三元乙丙橡胶)。这种橡胶从耐久性、寿命、抗老化,亲水性等各方面考虑,都是最优选择。生物污水采用这种橡胶是最合适的,常规的工业废水也应该选用这种材质的膜。

具体到每个品牌的橡胶材质,一些配方,则是曝气器商最核心的东西了。因为这直接影响这曝气器的性能和寿命。比如,你想把孔打密一点,打细一点,这样能提高传氧效率。但是如果材质达不到一定要求,孔打细了,可能一曝气就把膜撕裂。大家如果有机会接触,不妨对比一下各个厂家的膜片打孔密度。还有,一般好的橡胶膜,表面的光泽是比较少的,像皮鞋一样发亮那种,其实橡胶的含硫量比较多,用久了容易老化和发硬,压损会增大。

不过它也有外来危害,主要是:烃类、芳香族。如果污水中大量存在这些化学物质,就不能考虑EPDM了。EPDM耐温是176摄氏度以下。

还有一种听得比较多的材质,就是硅橡胶(EDI也有做,质量也很好)。从客观科学规律上说,硅橡胶材质曝气器的性能绝对比不上EPDM。(按照清水中算)

从原理上分析,因为亲水性硅橡胶比EPDM差。越亲水的材质,水越容易帖到材料表面,气泡越容易离开材料表面;亲水性差的,气体要在材料表面形成更大直径的气泡才能离开膜表面,导致了传氧效率的下降。至于亲水性是怎么一回事,可以简单这样理解:你把同样大小的水滴滴到材料水平表面,水散得越开的,亲水性越好。(当然,曝气器的传氧效率,也不仅仅是亲水性能一个因素决定)。亲水性好的材料,据说会增加表面结垢的机会。不过我个人不大认同这种说法。

硅橡胶也有其用武之地,就是EPDM不能用的时候,可以考虑用硅橡胶。硅橡胶的耐温也要广一点,是-65~232摄氏度。硅橡胶的主要外来危害,是酸类。

还有几种特别的膜片材质,简单介绍一下:聚氨基甲酸酯PU,腈类Nitrile、醇类Alcohols,氯丁橡胶Neoprene 这些材质的膜,都有各自的特殊外来危害。

还有一种据说什么都不怕的终极膜片:氟橡胶。

以上的各种材质的膜,EDI都有做,不过主要是EPDM,除了EPDM和硅橡胶,其他我都没卖过,见倒是见过。在我们的宣传册中,对于其适用场合和外来危害有介绍(这个介绍是针对客观材质本身,和品牌无关,无论什么品牌的都是这样)。




介绍一下管式和盘式。

盘式是使用得较早,较成熟的曝气器。一开始的曝气器就是盘式的,而且是刚玉和陶瓷材质的(这种材质的盘式EDI也有,据老外自己说质量还不错,不过贵得离谱;现在在欧美也基本不用了,在中国更加推不出)。盘式的缺点主要如下。
1、存在曝气死区(简单分析,整个盘底都是),搅拌性能不如管式。
2、相对浪费管道,整个工程造价要高于管式。
3、不曝气的时候,泥就直接沉积在盘的表面,再次启动直到要把泥重新搅拌起来,比起管式要多耗费30~40%的能量(据老外说是他们在美国的两个类似的SBR工艺中对比,结合计算得出的结论)。
4、布置密度不如管式,如果你池子比较小,曝气量又十分大,这样就只能用管式了,因为在这平面内无法布再多的盘了。
5、从力学上分析,盘式曝气器膜片在曝气的时候,受力是不均匀的,周边的受力远大于中间,而且受力本身也较大,这就增加了膜片撕裂和掀翻(用过膜片盘式曝气器的朋友对这点应该不陌生了)的风险.

优点:从国标上规定,盘式压头损失要比管式小一点,大概1000pa;传氧效率比起某些管式,要略高一点点。

与盘式相比,管式的优势很明显:
1、搅拌性能好。整个管式曝气器,是360度打孔的,不存在曝气死区。
2、节省了部分管道的费用,工程造价要明显低于盘式。
3、不曝气的时候,泥只能沉积在管面最中间很小的范围(这个范围EDI是不打孔的),稍稍往边一点弧度就增大,泥就无法沉在上面。再次启动的时候,一振就把泥振起来并且迅速搅拌。所以在SBR、CASS这类工艺中,管式优势十分大。
4、在曝气量要求很大,池面面积相对较小的情况下,只有管式能满足要求。
5、从力学上分析测量,管式曝气器的膜片是均匀受力,并且受力远小于盘式,这样膜片撕裂的风险就少很多;而在这种结构形式中,也基本没有掀翻的可能。

撇除产品本身质量的因素,在安装过程当中导致的漏气等因素,两者是相当的;而同一个项目,采用管式的话数量上会远少于盘式,这就使得本身的工作量和维护量管式要低很多。

虽然管式的压头大于盘式,传氧效率略低(EDI的产品,同等水深海拔气温条件下,如果一般的管式在清水中的理论传氧效率能选取30~32%,盘式就能达33%),但是在设计中已经考虑了这点。通过适当多布一些管道,来保证管式能达到和盘式同样的传氧效率,至少我们是这样做的。

而且曝气系统的压损,主要来自水深的压力(一般5~6米的水深),管道压损和那1000pa差异(设计中已经被平衡了的),几乎可以忽略。


介绍一下膜式微孔曝气器的止回功能

主流的止回功能有两大类,应用在盘式曝气器。1、单考膜片本身的闭合功能止回;国外品牌和一部分国内品牌都是这样做;2、增加止回阀,相当部分国内品牌采取这种方法。

膜本身的止回,没什么太复杂的东西。主要取决于膜的材质和打孔技术。最后就是能不能通过耐久性测试,而且这个测试是不是真的货真价实。

止回阀的原理也很简单,就是管道和曝气器连接的部分,在管道出气孔上面放置一个玻璃球(或者钢珠),供气的时候气体把球吹起,不供气的时候玻璃球在重力作用下压住供气孔。

有一种观点认为,加止回阀本身会增大系统压损,不可取。个人认同这种看法。

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ming329
2008年01月29日 20:35:22
2楼
探讨一下EPDM膜片的收缩、结垢堵塞等问题

1、增塑剂和膜片收缩的问题,具体是这样的。
膜片收缩从原理上说,是因为橡胶膜里面含“油”;含“油”量多的膜片,柔软度较好;但是“油”会在使用的过程当中不断流失,所以就造成膜片收缩——任何性质的橡胶膜片,都会含油,都会收缩。如何解决这个悖论呢?通过改良工艺,做到低含油量,橡胶膜依然具有较高的柔软度。具体就看不同品牌的工艺了——具体到品牌,就不展开了。

如果单从柔软度说,个人认为硫化工艺的改进,是一个办法。有一个问题我也奇怪:我们自己的硅胶膜片摸起来有时候感觉比EPDM柔软,照理说压头应该少一点才对,但测出来居然比EPDM明显大。

2、EPDM会有致命的外来危害——芳香类、烃类;不过大多数的化学药剂,是无法构成这种危害的。并且即便是芳香类和烃类,在常规混合工业市政废水中的浓度,也无法造成这种危害。

如果性能好的膜片式微孔曝气器,按常规市政废水算,在5~6年内,清洗并非说针对整个膜片,而是针对膜片外部,污染物应该都被挡在膜片外部才对的。

在常规市政废水(包括生活废水和工业废水),只要没有一定浓度的EPDM的外来危害,我们的看法是硅橡胶对EPDM在这方面基本没什么优势——在某些特殊领域,聚氨酯PU膜片,甚至比硅橡胶更加适用。

3、结垢问题比较复杂,最主要是水质和其中的平衡问题,而且成因差异也很大,要分两个大范畴来讨论。改天我再长篇大论地吹水吧。具体在一般市政废水当中,我们的结论EPDM基本使用,结垢问题几乎不是需要考虑的问题,其他抗结垢能力强的膜片,在这种环境下相对于EPDM的优势基本无法体现。

硅橡胶、聚氨酯甲基PU,主要是亲水性差(亲水性硅橡胶<PU<EPDM),亲污染物的性能也差,相对EPDM污染物更难以附于上面——但这个性能对于结垢问题,只是其中一方面,从膜片材质分析,膜片表面的光滑度更加起决定性的影响(光滑度聚氨酯甲基>硅橡胶)。
开发一种亲水性强,表面光滑度高的膜片,应用于沉积结垢性强的水质,就能解决问题。现在包括我们在内有几家都在开发,成品已经有了,但是还没经过一定期限的实际检验。
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ming329
2008年01月29日 20:37:12
3楼
支管断裂和脱落的问题
要看是供气管断裂还是曝气管脱落

1、主供气管和支管,一般需要用不锈钢支架固定(管式浮力大,最好不要采用ABS支架);而且支架在设计上应该考虑管道本身的热胀冷缩。
2、不锈钢支架和池底的连接,建议采用2次浇注原理的化学锚铨,不要采用不锈钢膨胀螺丝——因为不锈钢膨胀螺丝本身很难买到好的,而且很难保证其材料;再者膨胀螺丝和池底之间有孔隙,会加速腐蚀,如果不小心碰到池底的钢筋,电化学作用下就腐蚀得更加快。
3、管网布局上最好不要采用环形(国内大多倾向于环形)——因为环形只有一个好处:就是加速气体的平衡,其实不加环形时间长一点也依旧可以平衡,不会差太远的,主要的阻力来自5~7米的水深,管道压损只占很少一部分。而由于热胀冷缩(业不是每种材质的管道都这样,具体要查询一下不同材质温度变型的参数,比如ABS要比UPVC少很多),环形不利于压力释放,也不利于检修,还要增加管道布置成本,增加不锈钢支架。

如果断裂的管道是指已经套上膜的那截曝气管断裂,那么就是连接强度的问题。管式曝气器通常有2种设计。

按照我的经验,好的产品如果不是在运送和安装的途中有损坏,很难出现曝气器脱落的问题。有些国产管式的曝气器,甚至在曝气器悬空的一段加了一个支撑架,实际上是不需要的。

尽量远离水底搅拌推流器,因为一般规格的曝气管单根规格有1m,如果搅拌器对着吹形成的力矩是相当大的;而且不单曝气器会受影响,有时候甚至供气支管也会在巨大推力下出问题。起码保留2米以上。或者水底搅拌器轴心安装高度至少1.5m。水底搅拌器分两种,一种是小叶片高转速,一种是大叶片低转速——如果要达到同样的流量要求,前者所引起的局部流速会比厚着大很多,这对曝气器和支管的威胁都是比较大的。这点我吃过亏。


管式螺纹抗浮力连接简介。由于规定大多数资料及照片不准上传上网,我自己随便画了一个示意一下,简化了部分配件。凑合看看 这是管式最早形式的连接。现在依然广泛实用,我们也有。缺点如下:
1、加工的时候精度要求相当高,因为不锈钢管是两对连接对接的,只要钻孔的时候稍稍不对正,就很难调水平。而且不是1、2对孔,是一排孔;
2、不锈钢管穿入供气管中间,如果发生损坏,很容易是管道整截破裂;
3、多了不锈钢管,造价比一般的鞍座连接贵;而且安装的时候也比鞍座式麻烦;
4、因为连接点只有短短一截螺纹,管长1m,力矩大,所以必须采用支撑管中间进水的抗浮力设计;
5、由于抗浮力设计,曝气方式是从首端进入,通过支撑管外壁和膜片之间的间隙,可见均匀性是较差的;
市面上有些家用的也是抗浮力设计,不过他们是用鞍座连接并非用螺纹连接。鞍座连接,以及浮力设计的 的简图还没整理好,改天再发。

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ming329
2008年01月29日 20:39:22
4楼
如果类似这种情况,螺纹连接的管道,就整根废了——因为它是穿过供气支管中间的
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ming329
2008年01月29日 20:39:44
5楼
最后公然打些广告,希望斑竹手下留情,也希望大家别反感。打工混饭而已。
美国EDI 是全球第二大曝气器制造商(起码他自己号称吧,口黑口黑)。 主页:
www.wasterwater.com
www.diffuserexpress.com
中国电器科学研究院(之前是叫 广州),是EDI在中国区的合作伙伴。我们的网站
http://www.geari.com/ (中国电科院)
http://www.kinte.com.cn/program/index.php?&lang=cn(擎天实业公司)
http://www.kinte.com.cn/program/ ... 8%D2%B5&lang=cn (我们做环保的部门)
我们的宣传资料,如方便,有需要的朋友留下收件人或方式,我们快递过去。
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yeepo
2010年01月27日 13:09:53
6楼
不错 学习了 学习了
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