現(xiàn)在世界主流,數(shù)量上還是盤式曝氣器比較多,不過管式有取代它的趨勢(shì),而且是很明顯的。
現(xiàn)在主要使用的是微孔曝氣器,從材質(zhì)上分,主要分為:陶瓷 剛玉;或者 膜式(包括盤式和管式)曝氣器,各有優(yōu)點(diǎn)利弊,不過膜式是絕對(duì)的主流,剛玉和陶瓷在國(guó)外已經(jīng)使用得越來(lái)越少了。
一、從傳氧效率上說,好的剛玉和陶瓷曝氣器,不比膜式的微孔曝氣器差,甚至要高一點(diǎn)(這種材質(zhì)的盤式EDI也有,質(zhì)量還不錯(cuò),不過相對(duì)來(lái)說太貴了;現(xiàn)在在歐美也基本不用了,在中國(guó)更加推不出)。他們的原理,是把一堆混合物,石英沙、石灰之類的東西倒入膜具成型,然后經(jīng)過幾個(gè)工藝段燒制,使得里面部分的混合物燒沒了,充滿孔隙,當(dāng)空氣經(jīng)過這些孔隙的時(shí)候,就會(huì)被分割成微小氣泡。(我沒生產(chǎn)過這玩意,不知說得對(duì)不對(duì),歡迎指正)。
剛玉陶瓷曝氣器的最大缺點(diǎn),在于他們的孔隙會(huì)結(jié)垢。曝氣器一開始運(yùn)行的時(shí)候,壓力損失是比較穩(wěn)定,但運(yùn)行到一定時(shí)期后,壓頭損失會(huì)突然急劇增大——這就是結(jié)垢的原因了。具體結(jié)垢成因分兩類,以后專門跟帖討論。
這種狀況無(wú)法避免,就算你一直連續(xù)曝氣不停,也會(huì)長(zhǎng)。不過據(jù)某些我碰到的客戶說,他們地區(qū)有點(diǎn)特殊的生活污水水質(zhì),不存在這種狀況,但誰(shuí)知道呢?他們只是憑感覺,也沒有提供數(shù)據(jù),我也不好繼續(xù)問。
生物垢生成后,解決的辦法主要有兩種:1、加往曝氣管里面加酸清洗,邊運(yùn)行邊加。這種控制已經(jīng)很成熟。不過污水廠穩(wěn)定狀態(tài)后,很多系統(tǒng)12小時(shí)左右就要加一次,至于用量多少,要看具體情況了。
2、把曝氣頭拆卸下來(lái),丟到爐子里燒。燒完就可以再生,接近全新的狀態(tài)——不過比較麻煩 。
按照主流觀點(diǎn),剛玉和陶瓷曝氣器是可以永久運(yùn)行的,不會(huì)損壞的。其實(shí)具體到每個(gè)品牌,并非這樣。因?yàn)閯傆窕蛱沾善貧馄魃a(chǎn)的工序相對(duì)較多,從材料和工序都要比較嚴(yán)格地執(zhí)行,才能出精品。如果工序或材料沒把好關(guān),就會(huì)導(dǎo)致在使用一段時(shí)期后,孔隙中某些東西脫落,孔隙變大,傳氧效率下降??梢哉f,單從樣品上,你要判斷一個(gè)剛玉或者陶瓷曝氣器的質(zhì)量,難度是相當(dāng)大的——比判斷膜式微孔曝氣器更加困難。
從成本上說,剛玉和陶瓷 比 橡膠膜式的,要貴,絕對(duì)要貴,這也是他們用得越來(lái)越少的原因。當(dāng)然,這個(gè)貴是相對(duì)的,你拿國(guó)產(chǎn)的剛玉陶瓷,和進(jìn)口的膜式曝氣器比,就要便宜。
剛玉陶瓷曝氣器沒有止回功能,一般只有盤式,我也只見過盤式。
二、膜式微孔曝氣器,結(jié)構(gòu)基本是比較簡(jiǎn)單的。里面一個(gè)支撐盤(或管),然后把膜套在外面,通過擰緊,或者不銹鋼卡箍的方式,固定,就OK了。曝氣器和供氣管道的連接,一般有 螺紋連接 和 安裝連接兩種。
膜式曝氣器最核心部分,在于曝氣膜本身。有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):打孔方式、材質(zhì)。
打孔方式主要有兩種:激光打孔和機(jī)械打孔。激光打孔是通過激光照射,在膜的表面燒出一個(gè)小孔。缺點(diǎn)是有損料,而且孔周邊部分的橡膠也變質(zhì)了,閉合性能差,在國(guó)外基本不采用。機(jī)械打孔,是用精密刀具,把膜的表面切開,一般應(yīng)該是無(wú)損料,這樣在鼓氣的時(shí)候,孔張開,不曝氣的時(shí)候孔自動(dòng)閉合,防止回漏。
現(xiàn)在順便夾帶些私貨,推推自己的產(chǎn)品。EDI的膜片經(jīng)過100萬(wàn)次開閉合的耐久性試驗(yàn),每5秒鐘開/閉合一次,經(jīng)過100萬(wàn)次后,證明閉合性能依然相當(dāng)良好——當(dāng)然現(xiàn)在每個(gè)品牌的曝氣器都這樣宣稱了。
言歸正傳。
現(xiàn)在膜的材質(zhì),最常用是 EPDM(三元乙丙橡膠)。這種橡膠從耐久性、壽命、抗老化,親水性等各方面考慮,都是最優(yōu)選擇。生物污水采用這種橡膠是最合適的,常規(guī)的工業(yè)廢水也應(yīng)該選用這種材質(zhì)的膜。
具體到每個(gè)品牌的橡膠材質(zhì),一些配方,則是曝氣器商最核心的東西了。因?yàn)檫@直接影響這曝氣器的性能和壽命。比如,你想把孔打密一點(diǎn),打細(xì)一點(diǎn),這樣能提高傳氧效率。但是如果材質(zhì)達(dá)不到一定要求,孔打細(xì)了,可能一曝氣就把膜撕裂。大家如果有機(jī)會(huì)接觸,不妨對(duì)比一下各個(gè)廠家的膜片打孔密度。還有,一般好的橡膠膜,表面的光澤是比較少的,像皮鞋一樣發(fā)亮那種,其實(shí)橡膠的含硫量比較多,用久了容易老化和發(fā)硬,壓損會(huì)增大。
不過它也有外來(lái)危害,主要是:烴類、芳香族。如果污水中大量存在這些化學(xué)物質(zhì),就不能考慮EPDM了。EPDM耐溫是176攝氏度以下。
還有一種聽得比較多的材質(zhì),就是硅橡膠(EDI也有做,質(zhì)量也很好)。從客觀科學(xué)規(guī)律上說,硅橡膠材質(zhì)曝氣器的性能絕對(duì)比不上EPDM。(按照清水中算)
從原理上分析,因?yàn)橛H水性硅橡膠比EPDM差。越親水的材質(zhì),水越容易帖到材料表面,氣泡越容易離開材料表面;親水性差的,氣體要在材料表面形成更大直徑的氣泡才能離開膜表面,導(dǎo)致了傳氧效率的下降。至于親水性是怎么一回事,可以簡(jiǎn)單這樣理解:你把同樣大小的水滴滴到材料水平表面,水散得越開的,親水性越好。(當(dāng)然,曝氣器的傳氧效率,也不僅僅是親水性能一個(gè)因素決定)。親水性好的材料,據(jù)說會(huì)增加表面結(jié)垢的機(jī)會(huì)。不過我個(gè)人不大認(rèn)同這種說法。
硅橡膠也有其用武之地,就是EPDM不能用的時(shí)候,可以考慮用硅橡膠。硅橡膠的耐溫也要廣一點(diǎn),是-65~232攝氏度。硅橡膠的主要外來(lái)危害,是酸類。
還有幾種特別的膜片材質(zhì),簡(jiǎn)單介紹一下:聚氨基甲酸酯PU,腈類Nitrile、醇類Alcohols,氯丁橡膠Neoprene 這些材質(zhì)的膜,都有各自的特殊外來(lái)危害。
還有一種據(jù)說什么都不怕的終極膜片:氟橡膠。
以上的各種材質(zhì)的膜,EDI都有做,不過主要是EPDM,除了EPDM和硅橡膠,其他我都沒賣過,見倒是見過。在我們的宣傳冊(cè)中,對(duì)于其適用場(chǎng)合和外來(lái)危害有介紹(這個(gè)介紹是針對(duì)客觀材質(zhì)本身,和品牌無(wú)關(guān),無(wú)論什么品牌的都是這樣)。
三、介紹一下管式和盤式。
盤式是使用得較早,較成熟的曝氣器。一開始的曝氣器就是盤式的,而且是剛玉和陶瓷材質(zhì)的(這種材質(zhì)的盤式EDI也有,據(jù)老外自己說質(zhì)量還不錯(cuò),不過貴得離譜;現(xiàn)在在歐美也基本不用了,在中國(guó)更加推不出)。盤式的缺點(diǎn)主要如下。1、存在曝氣死區(qū)(簡(jiǎn)單分析,整個(gè)盤底都是),攪拌性能不如管式。2、相對(duì)浪費(fèi)管道,整個(gè)工程造價(jià)要高于管式。3、不曝氣的時(shí)候,泥就直接沉積在盤的表面,再次啟動(dòng)直到要把泥重新攪拌起來(lái),比起管式要多耗費(fèi)30~40%的能量(據(jù)老外說是他們?cè)诿绹?guó)的兩個(gè)類似的SBR工藝中對(duì)比,結(jié)合計(jì)算得出的結(jié)論)。4、布置密度不如管式,如果你池子比較小,曝氣量又十分大,這樣就只能用管式了,因?yàn)樵谶@平面內(nèi)無(wú)法布再多的盤了。
優(yōu)點(diǎn):從國(guó)標(biāo)上規(guī)定,盤式壓頭損失要比管式小一點(diǎn),大概1000pa;傳氧效率比起某些管式,要略高一點(diǎn)點(diǎn)。
與盤式相比,管式的優(yōu)勢(shì)很明顯:
1、攪拌性能好。整個(gè)管式曝氣器,是360度打孔的,不存在曝氣死區(qū)。
2、節(jié)省了部分管道的費(fèi)用,工程造價(jià)要明顯低于盤式。
3、不曝氣的時(shí)候,泥只能沉積在管面最中間很小的范圍(這個(gè)范圍EDI是不打孔的),稍稍往邊一點(diǎn)弧度就增大,泥就無(wú)法沉在上面。再次啟動(dòng)的時(shí)候,一振就把泥振起來(lái)并且迅速攪拌。所以在SBR、CASS這類工藝中,管式優(yōu)勢(shì)十分大。
4、在曝氣量要求很大,池面面積相對(duì)較小的情況下,只有管式能滿足要求。
雖然管式的壓頭大于盤式,傳氧效率略低(EDI的產(chǎn)品,同等水深海拔氣溫條件下,如果一般的管式在清水中的理論傳氧效率能選取30~32%,盤式就能達(dá)33%),但是在設(shè)計(jì)中已經(jīng)考慮了這點(diǎn)。通過適當(dāng)多布一些管道,來(lái)保證管式能達(dá)到和盤式同樣的傳氧效率,至少我們是這樣做的。
而且曝氣系統(tǒng)的壓損,主要來(lái)自水深的壓力(一般5~6米的水深),管道壓損和那1000pa差異(設(shè)計(jì)中已經(jīng)被平衡了的),幾乎可以忽略。
四、介紹一下膜式微孔曝氣器的止回功能
主流的止回功能有兩大類,應(yīng)用在盤式曝氣器。1、單考膜片本身的閉合功能止回;國(guó)外品牌和一部分國(guó)內(nèi)品牌都是這樣做;2、增加止回閥,相當(dāng)部分國(guó)內(nèi)品牌采取這種方法。
膜本身的止回,沒什么太復(fù)雜的東西。主要取決于膜的材質(zhì)和打孔技術(shù)。最后就是能不能通過耐久性測(cè)試,而且這個(gè)測(cè)試是不是真的貨真價(jià)實(shí)。
止回閥的原理也很簡(jiǎn)單,就是管道和曝氣器連接的部分,在管道出氣孔上面放置一個(gè)玻璃球(或者鋼珠),供氣的時(shí)候氣體把球吹起,不供氣的時(shí)候玻璃球在重力作用下壓住供氣孔。