专利名称：：曝气用扩散器的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种曝气用扩散器。曝气用扩散器是一种用于在水下产生多个气泡的装置，并包括空气吸入通道和气泡排出孔。例如在水处理厂的曝气池内、在利用过滤的水处理厂的过滤池内和在利用膜生物反应器(MBR)的水处理厂的生物反应器内使用该曝气用扩散器来产生气泡。
背景技术：
：曝气池用来通过培养需氧微生物而分解脏水、废水和污水中含有的有机物质。与鼓风机流体连通的曝气用扩散器安装在曝气池底部。通过从曝气用扩散器排出的气泡而向曝气池内的废水供应氧气。该氧气用来培养废水中含有的需氧微生物。过滤池用来通过过滤处理除去废水中含有的固体颗粒。过滤池设有过滤单元，例如，浸入式膜过滤器模块。与鼓风机流体连通的曝气用扩散器在过滤池内安装于浸入式膜过滤器模块下方。从曝气用扩散器排出的气泡扰动浸入式膜过滤器模块周围的水。膜由于"与气泡的碰撞"以及"膜周围的水扰动"而受到振动，从而可防止结垢现象(即，膜的微孔由于固体颗粒的沉积而被堵塞)。在生物反应器中，固体颗粒被膜模块除去，同时有机物质被微生物分解。从安装在生物反应器底部上的曝气用扩散器排出的气泡在向微生物提供氧气的同时防止膜结垢。从曝气用扩散器排出的气泡根据其直径可分为小气泡和大气泡。通常，将直径为约lmm至约3mm的气泡称为小气泡。被排出的每一气泡的大小取决于每一气泡排出孔的直径。通常，气泡的直径大于气泡排出孔的直径。小气泡的优点在于它们能高效地将氧传输至水。然而，为了3提高气泡的物理清洁效果，有利的是增大从曝气用扩散器排出的气泡的大小。例如，在用于膜生物反应器(MBR)的曝气用扩散器中，考虑到氧传输效果和清洁效果，每个气泡排出孔的直径通常设计在约lmm至约10mm的范围内，更常见的是在约3mm至约8mm的范围内。在过滤池和生物反应器中，通过从曝气用扩散器排出的气泡防止膜结垢称为"通过气泡对膜物理清洁"。关于通过气泡对膜物理清洁，最致命的因素是形成其中水的扰动程度极低的死区。具体而言，在通过高浓度的微生物运行的生物反应器的情况下，如果在膜的附近形成死区，则会由于微生物的粘性固体颗粒而快速产生对膜的表面阻塞，从而施加到膜上的压力会快速增加。死区在膜附近形成，这主要是因为从曝气用扩散器的气泡排出孔排出的气泡量是不均匀的。该现象称为"非均匀曝气"。如果起着扰动水的驱动力作用的气泡的排出量不均匀，则会在膜的附近形成其中水的扰动程度极低的死区。图1为示出了传统扩散器安装结构的立体图，其中膜模块固定框架与曝气用扩散器一体形成。呈具有大致U形结构的矩形管形式的曝气用扩散器100附连到框架400的下端部上。通过空气供给管300向曝气用扩散器100供应空气。图1中没有示出膜模块。曝气用扩散器100设有多个向上取向的气泡排出孔。框架400安装在过滤池内，同时将曝气用扩散器100保持在水平状态下。如果从形成在曝气用扩散器100内的一些气泡排出孔排出的气泡的量相对较小，则可能在定位于对应的气泡排出孔上方的膜模块附近形成死区。以下，将参照图2详细描述曝气用扩散器100的非均匀曝气现象。图2为示出了图1所示的曝气用扩散器100的一部分的放大剖面图。曝气用扩散器100设有多个向上取向的气泡排出孔111、112、113、114和115。气流由箭头表示。从每个气泡排出孔排出的气泡的量由垂直箭头的高度表示。在曝气用扩散器100中，位于虚线上方的区域为空气层，而位于虚线下方的区域为水层。通常，因为气流阻力与距空气供给端口101的距离成比例地增加，从而曝气用扩散器100内的空气层的厚度与距空气供给端口101的距离成比例地减小。通常，在浸入式膜系统的情况卞，优选的是能排出直径为约5mm以上的大气泡的曝气用扩散器。然而，随着气泡排出孔lll、112、113、114和115的直径变大，与气流相关的压力差在每一气泡排出孔处降低，从而空气集中在距离空气供给端口101最近的气泡排出孔(例如111和112)上。在极端的情况下，可能不会从距离空气供给端口101很远的气泡排出孔(例如115)排出气泡。结果，在排出气泡的量相对较小的气泡排出孔(例如113和114)上方、尤其是在不排出气泡的气泡排出孔115上方可能形成死区。排出相对少量气泡的气泡排出孔(例如113和114)以及不排出气泡的气泡排出孔115称为"死区气泡排出孔"。水处理厂运行中的一个要素是降低死区气泡排出孔的数量。为了降低死区气泡排出孔的数量，已经建议一种提高引入到空气供给端口101的空气量的方法。如果增加供给到空气供给端口101的空气量(尽管从最靠近空气供给端口的气泡排出孔排出的气泡量将增加更多)，则远离空气供给端口101的气泡排出孔可以避免成为"死区气泡排出孔"。然而，如果增加引入到空气供给端口的空气量，则鼓风机要受到大的负荷，膜会由于过量排出气泡而被损坏，且水处理厂的运行成本会提高。相比之下，如果可以在减少死区气泡排出孔的数量的同时减少供给的空气量，则可节省运行成本。还提出了减少死区气泡排出孔的另一方法。根据该方法，在保持曝气用扩散器呈水平状态的同时对气泡排出孔的大小进行调节。然而，在该情况下，可能不会充分地防止非均匀曝气现象。此外，通常还需要将位于空气供给端口附近的气泡排出孔的直径设定成小于物理清洁所需的直径。为了降低死区气泡排出孔地数量，提出了另一方法，即增高形成在曝气用扩散器内的气泡排出孔的位置，从而使得气泡排出孔具有与距空气供给端口的距离成比例的较高位置，同时使曝气用扩散器保持处于水平状态。然而，在这样的情况下，在曝气用扩散器的远端的下部处仅仅填充有水的区域的厚度会增加。残留在上述区域内的水可能停滞，这是因为其没有受到气流的剪切力。因此，随着时间的推移，污泥会沉积下来，从而导致气泡排出孔被堵塞。与曝气用扩散器相关的另一严重问题在于，大多数曝气用扩散器是在将曝气用扩散器保持为水平状态的条件下设计的。即，在曝气用扩散器保持为水平状态的先决条件下，将供给至曝气用扩散器内的空气量、气泡排出孔的大小以及气泡排出孔的位置设计成使得可降低非均匀曝气现象。然而，在该情况下，在曝气用扩散器被实际安装在水处理厂时，如果曝气用扩散器没有被精确地保持在水平状态下，则曝气用扩散器就不能实现其预期的设计目的，从而会产生严重的非均匀曝气现象。图3为示出了没有保持在水平状态下的曝气用扩散器的视图。因为曝气用扩散器100没有被保持在水平状态下，从而曝气用扩散器的远离空气供给端口101的远端下沉。因此，位于虚线上方的空气层可能不会延伸到气泡排出孔113、114和115，从而气泡排出孔113、114和115浸入水层中。结果，气泡排出孔113、114和115不能排出气泡，因此，气泡排出孔113、114和115变为死区气泡排出孔。实际上，在与膜模块安装框架一体形成的曝气用扩散器系统中，难以将框架水平地安装在过滤池内。此外，即使与框架分开地设置曝气用扩散器，因为难以将曝气用扩散器水平地维持在过滤池的底部上，从而在曝气用扩散器内往往产生非均匀曝气。可通过提高供应到曝气用扩散器内的空气量而缓解这种非均匀曝气现象，但是这又会带来上述问题。世界上已经进行了抑制曝气用扩散器的非均匀曝气现象的多种尝试。然而，这些尝试导致曝气用扩散器结构复杂。这样一种结构复杂的曝气用扩散器会增加曝气用扩散器的制造成本和水处理厂的安装成本。
发明内容技术问题本发明提供具有简单结构的扩散器安装结构，其中气泡能从多个气泡排出孔均匀排出，从而防止形成死区气泡排出孔，而且即使曝气用扩散器没有保持在水平状态下，也不会产生非均匀曝气现象，即，该安装结构可以容许曝气用扩散器偏离水平位置(换言之，该安装结构容许设计偏差)。此外，本发明提供一种能将空气均匀分布到与歧管空气排放端口流体连通的扩散器内的曝气用扩散器模块。技术方案为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种曝气用扩散器的安装结构，其包括至少一个空气供给端口和具有多个气泡排出孔的气泡排出壁，其中，所述气泡排出壁在距所述空气供给端口的距离增大的方向上向上倾斜。该曝气用扩散器(以下简称为扩散器)的安装结构的最重要特征在于，所述气泡排出壁在距所述空气供给端口的距离增大的方向上向上倾斜。这里，术语"气泡排出壁"指的是形成扩散器的壁结构的含有气泡排出孔的最小部分。由于本发明的以上特征，在采用本发明的扩散器安装结构来用于曝气时，在扩散器内形成的空气层可容易地扩展到扩散器的远离空气供给端口的端部(以下，简称为扩散器的远端)。因此，即使只有相对较少量的空气被供应到扩散器内，扩散器远端附近的气泡排出孔也能排出足以防止形成死区的气泡。此外，能从所有的多个气泡排出孔均匀地排出气泡。而且，在本发明的扩散器能应用到水处理厂的情况下，即使气泡排出壁相对于水平面的实际倾斜角稍稍偏离设计倾斜角，(如果偏离角小于设计倾斜角)，则气泡排出壁仍然维持成在距空气供给端口的距离增大的方向上向上倾斜。因此，在本发明中可以防止或抑制在没有保持在水平状态下的传统扩散器中产生严重的非均匀曝气。因此，在本发明中还能防止形成死区气泡排出孔。即，根据本发明的扩散器具有优异的设计偏差容许性。图4为示出了根据本发明实施方式的扩散器安装结构的立体图。图4(a)为示出了与空气供给管流体连通的扩散器的立体图。呈管形的两个扩散器100和100'通过流体连接件250连接到空气供给管200。即，这两个扩散器100和100'构成扩散器对，其中这两个扩散器100和IOO，关于流体连接件250对称布置。在扩散器100和100'的上部形成有多个气泡排出孔。图4(b)为示出了与空气供给管流体连通的扩散器的前视图。扩散器100和100'关于流体连接件250对称布置，并沿扩散器远端的方向向上倾斜。因此，在扩散器的上表面上，包括其中形成有气泡排出孔的区域的气泡排出壁也在距流体连接件250的距离增大的方向上向上倾斜。图4(c)为示出了安装在图4(b)的流体连接件250的右侧的扩散器的剖面图。在扩散器100的上表面上形成有多个气泡排出孔111、112、113、114和115。在曝气过程中，通过空气供给端口101将空气供给至扩散器IOO,从而从气泡排出孔lll、112、113、114和115排出气泡。扩散器100内的气流由箭头表示。在扩散器100中，位于虚线上方的区域为空气层，而位于虚线下方的区域为水层。扩散器100的形成有气泡排出孔lll、112、113、114和115的上部(即气泡排出壁)在距空气供给端口101的距离增大的方向上向上倾斜。在以上结构中形成空气层时，除了供给到扩散器内的空气量之外，施加给空气层的浮力也成为重要的因素。即，由于水层施加给空气层的浮力，扩散器100中的空气层(虚线以上的区域)会自发而容易地扩展到扩散器100的远端。这样的空气层会在气泡排出壁的整个区域内具有均匀的厚度。因此，气泡能被均匀地从气泡排出孔lll、112、113、114和115排出。因为空气层容易扩展到扩散器100的远端，从而即使通过空气供给端口101供给较少量的空气，也会完全防止或极大地抑制不排出气泡或排出的气泡不足以进行物理清洁的死区气泡排出孔的形成。图5为示出了图4的扩散器的局部剖面图，该扩散器安装成偏离其原始设计。在图5中，具有空气供给管200、流体连接件250以及两个对称布置的管式扩散器100和100'的扩散器模块安装成使得设计垂直线向右侧方向偏离实际垂直线一角度。。因此，右侧扩散器100的气泡排出壁相对于实际水平线的向上倾斜角e,小于左侧扩散器ioo'的气泡排出壁相对于实际水平线的向上倾斜角e2(在图5中，如果设计垂直线与实际垂直线重合，则e,等于&)。然而，在本示例中，如果偏离角o小于右侧扩散器ioo的气泡排出壁相对于水平线的设计向上倾斜角e"则右侧扩散器ioo的气泡排出壁(以及左侧扩散器ioo'的气泡排出壁)仍可维持为向上倾斜。因此，如虚线所示，右侧扩散器ioo中形成的空气层能容易地扩展到扩散器ioo的远端。§卩，只要偏离角o小于扩散器的气泡排出壁相对于水平线的设计向上倾斜角，则根据本发明的扩散器就可容许设计偏差。因此，在本发明中能完全防止或极大地抑制传统扩散器中由于设计偏差(即，偏离水平状态)而引起的严重的非均匀曝气。因此，能防止形成死区气泡排出孔。在根据本发明的扩散器安装结构中，气泡排出壁可在距空气供给端口的距离增大的方向上向上倾斜一固定倾斜角。在此情况下，气泡排出壁从空气供给端口开始平直延伸。气泡排出壁的向上倾斜角不限于一特定值。然而，如果气泡排出壁的向上倾斜角太小，则气泡排出壁的向上倾斜效果会很低。相比之下，如果气泡排出壁的向上倾斜角太大，则气泡会过度地集中在扩散器的陡峭上行的远端。就此而言，优选的是，气泡排出壁的向上倾斜角可以为约3°至约10°。更优选的是，气泡排出壁的向上倾斜角可以为约7Q。最优选的是，可以以这样的方式设置气泡排出壁的向上倾斜角，即使得从最靠近空气供给端口的气泡排出孔排出的气泡量等于从距离空气供给端口最远的气泡排出孔排出的气泡量。在根据本发明的扩散器安装结构中，气泡排出壁以与距空气供给端口的距离成比例逐渐增大的倾斜角而向上倾斜。在此情况下，气泡排出壁可具有弯曲结构，例如，呈圆弧形、椭圆形或抛物线形。如图4和图5所示，本发明的扩散器呈圆管结构。然而，本发明的扩散器可具有多种几何构造。例如，扩散器可呈具有矩形截面形状的六面体结构。尽管在图4和图5中是通过流体连接件250实现所述对扩散器和空气供给管之间的流体连通，但是这仅为了例示目的。例如，所述对扩散器可通过焊接、粘合、螺钉联接、套筒联接或凸缘联接而直接附连到空气供给管的两侧。此外，即使在所述对扩散器通过流体连接件而连接到空气供给管上时，流体连接件的形状也可以不同于图4和图5中所示的流体连接件250的形状。根据本发明的另一方面，提供一种扩散器模块，该扩散器模块包括管式歧管，该歧管具有至少一个空气吸入端口和多个沿着气流方向间隔开形成的空气排放端口；以及与所述歧管的空气排放端口流体连通的多个扩散器，其中，所述歧管在气流方向上相对于水平面向上倾斜。根据本发明的扩散器模块，起到将空气分布到扩散器上的作用的歧管在气流方向上相对于水平面向上倾斜。结果，空气能被均匀地分布到与歧管的空气排放端口流体连通的扩散器中。因此，本发明的扩散器模块能防止产生死区扩散器。这里，术语"死区扩散器"是指这样的扩散器，从其排出的气泡显著少于从与歧管流体连通的任何其他扩散器排出的气泡。图6为示出了根据本发明的一个实施方式的扩散器模块的分解立体图。在圆管式歧管200中形成有空气吸入端口210和八个空气排放端口220-1、220-2、220-3、220-4、220-5、220-6、220-7和220-8。这八个空气排放端口形成在歧管200的底部的下游，并且在虚线箭头所示的气流方向上以预定的间隔顺序布置。扩散器与歧管200的空气排放端口连接，从而流体连通。例如，扩散器100-3与歧管200的空气排放端口220-3连接。尽管其余的扩散器也与其他的空气排放端口220-1、220-2、220-4、220-5、220-6、220-7和220-8相连，但是为了简化起见在图6中没有示出。歧管200的空气排放端口220-3与扩散器100-3之间的流体连通是通过形成在空气排放端口220-3上的套管和形成在空气供给端口101-3上的套管之间的套管联接而实现的。尽管图6示出了采用套管联接来实现歧10管的空气排出端口和扩散器的空气供给端口之间的流体连通，但是能通过其他各种方式来实现这样的流体连通。主要的是要使歧管200在由虚线箭头所示的气流方向上相对于水平面向上倾斜。因此，歧管200的纵向中心轴线在气流方向上与水平面形成向上的角度6m。即，歧管200的远离空气吸入端口210的远端相对于空气吸入端口210向上倾斜。由于歧管200的向上倾斜，能均匀地分布从空气排放端口220-K220-2、220-3、220-4、220-5、220-6、220-7和220-8供给到对应扩散器的空气供给量。根据本发明的扩散器模块，歧管在气流方向上相对于水平面向上倾斜一固定的倾斜角。在此情况下，该歧管的向上倾斜角不限于一特定值。然而，如果歧管的向上倾斜角太小，则歧管的向上倾斜效果(即，将空气均匀分布到每个扩散器)会很低。相比之下，如果歧管的向上倾斜角太大，则空气会过度地集中在歧管的远端。就此而言，优选的是，歧管的向上倾斜角可以为约0.5°至约1°。根据本发明的扩散器模块的另一实施方式，该扩散器包括至少一个空气供给端口和具有多个气泡排出孔的气泡排出壁，其中所述气泡排出壁在距所述空气供给端口的距离增大的方向上向上倾斜。根据该实施方式，能将空气均匀地供给到与歧管的空气排放端口流体连通的多个扩散器，而且能均匀地从扩散器的气泡排出孔排出气泡。即，能防止形成死区扩散器和死区气泡排出孔。例如，可利用图4和图5所示的扩散器对而不是图6所示的扩散器100-3来实现该实施方式。因为以上已经描述了在本发明的扩散器模块中使用的扩散器的详细情况，以下将不进一步描述。有益效果在根据本发明的扩散器安装结构中，曝气用扩散器向上倾斜，从而在该曝气用扩散器中形成的空气层能扩展到该曝气用扩散器的远离空气供给端口的远端。因此，即使只有相对较少量的空气被供应到所述曝气用扩散器，该曝气用扩散器远端附近的气泡排出孔也能排出足以防止形成死区的气泡。此外，能从多个气泡排出孔均匀地排出气泡。而且，根据本发明的扩散器安装结构具有优异的设计偏差容许性。在根据本发明的曝气用扩散器中，将空气分布到多个扩散器中的歧管在气流方向上向上倾斜。因此，空气能被均匀地分布到与歧管的空气排放端口流体连通的扩散器中。图1为示出了传统扩散器安装结构的立体图，其中膜模块固定框架与曝气用扩散器一体形成；图2为示出了图1所示的曝气用扩散器的一部分的放大剖面图；图3为示出了图2所示的曝气用扩散器在非水平状态下的剖面图；图4为示出了根据本发明的一个实施方式的扩散器安装结构的立体图；图5为示出了偏离原始设计的图4所示的曝气用扩散器的局部剖面图；图6为示出了根据本发明的一个实施方式的曝气用扩散器模块的分解立体图；以及图7为示出了根据本发明的一个实施方式的曝气用扩散器模块的立体图。具体实施方式<实施例>扩散器模块的制造为了验证根据本发明的扩散器安装结构对防止非均匀曝气的效果，如图7所示制造尺寸适合于水处理厂的扩散器模块。图7为示出了在该制造实施例中制造的曝气用扩散器模块的立体图。八对圆管型扩散器100-1、100-2、100-3、100-4、100-5、100-6、100-7和100-8(它们类似于图4中所示的该对扩散器)与圆管型歧管200流体连通。歧管和扩散器之间的流体连通是通过焊接在它们之间的短管实现的。歧管200的内径为50mm，歧管200的长度为1450mm，且歧管200的与空气吸入端口相对的远端是封闭的。每个扩散器对的左扩散器和右扩散器的内径为25mm，长度为440mm。每个扩散器对的两端都是封闭的。每个扩散器在其上部形成有直径为5mm的八个气泡排出孔。在每个扩散器中，离空气供给端口最近的空气排出孔用"a"表示，而离空气供给端口最远的空气排出孔用"b"表示。在所述八对扩散器100-1、100-2、100-3、100-4、100-5、100-6、100-7和100-8中，气泡排出壁的向上倾斜角等于扩散器的纵向中心轴线与水平面之间的倾斜角0d。此外，歧管200的向上倾斜角等于歧管200的纵向中心轴线与水平面之间的倾斜角em。在该制造实施例中，制造了六个扩散器模块，其包括向上倾斜角ed分别为-3°、0°、3°、7°、10°和15。的气泡排出壁。负的角度表示向下倾斜。在每个扩散器模块中，空气供给管300与歧管200的空气吸入端口通过用于流体连通的弯管210相连接。扩散器模块的安装以上扩散器模块交替地安装在测试池(长2500mm，宽1500mm，高3800mm)的底部。歧管200的向上倾斜角9m是通过调节用来固定歧管200的端部的固定夹具的高度来确定的。曝气试验测试池内的水深维持在3m。使安装在测试池外的空气泵与空气供给管300流体连接，从而将空气供应到空气供给管300。供应到空气供给管300内的空气量为75mVhr(设计流量)。通过利用空气收集装置和流量计测量从每个扩散器的气泡排出孔"a"和"b"排出的气泡体积，而获得从扩散器排出的气泡量。扩散器向上倾斜的效果为了验证扩散器向上倾斜对防止非均匀曝气的效果，在实验实施例l至4中分别测量了从气泡排出壁的倾斜角ed为3。、7°、10。和15。的扩散器排出的气泡量。此外，在对比实施例1和2中分别测量了从气泡排出壁的倾斜角ed为-3。和0。的扩散器排出的气泡量。在实验实施例1至4以及对比实施例1和2中，扩散器模块安装成使得歧管200的向上倾斜角0m为0。。在测试池内水深相同和供应到空气供给管相同空气量的条件下实施实验实施例1至4以及对比实施例1和2。表1示出了从实验实施例1至4以及对比实施例1和2获得的测量结果。表10d(o)从扩散器排出的气泡量(m3/hr)孔100-1跳2100-3100-4100-100-6100-跳8总和实验a0.860.810.650.640.660.470.360.204.65实施例13b0.780.630.580.560.430.280.160.053.47实验a0.720.710.650.610.500.420.310.354.27实施例27b0.740.690.580.650.560.430.390.254.29实验El0.760.660.630.510.360.330.1103.36实施例310b0.900.870.850.670,630.520.310.154.90实验0.660.420.250.150.030001.51实施例415b1.060,850.880.620.600.550.280.225.06对比a1.181.066.800.860.800.580.550.366.19实施例1—3b0.460.310.05000000.82对比0.930.880.820.710.740.580.420.285.36实施例20b0.820.610.580.450.370.15002.98在每个扩散器中，"a"为离空气供给端口最近的气泡排出孔，而"b为离空气供给端口最远的气泡排出孔。从气泡排出孔"a"和"b"排出的气泡量之差变小，扩散器就表现出优异的防止非均匀曝气现象的效果。因此，表1中值得注意的一个重要方面是从同一个扩散器的气泡排出孔"a"和"b"排出的气泡量之差随气泡排出壁倾斜角ed的变化趋势。为了清楚地理解这一趋势，定义如等式1所表示的非均匀曝气指数(NAI)，并基于表1所示的气泡测量数据而计算每个扩散器的非均匀曝气指数。该结果在表2中示出。数学式l層(％)=爿10014在等式1中，|"-6|为从气泡排出孔"a"和"b"排出的气泡量之差的绝对值，而max(a，b)表示从气泡排出孔"a"和"b"产生的气泡量中的较大一个。表29dNAI(%)(。)100-1100-2100-3100-4100-5100-6100-7跳8实验实施例139.3022.2210.7712.5034.8540.4355.5675.00实验实施例272.702.8210.776.1510.712.3320.5128.57实验实施例31015.5624.1425.8823.8842.8636.5464.52100实验实施例41537.7450.5971.5975.8195.00100100100对比实施例1_361.0270.7593.75100100100訓100对比实施例2011.8330.6829.2736.6250.0074.14100100如表2所示，在其中气泡排出壁的向上倾斜角分别为3°和7°的实验实施例1和2的情况下，与其中气泡排出壁的向上倾斜角分别为-3°和0°的对比实施例1和2相比，所有扩散器的非均匀曝气指数(NAI)显著下降。在其中气泡排出壁的向上倾斜角为10。的实验实施例3的情况下，与其中气泡排出壁的向上倾斜角为0。的对比实施例2相比，除了扩散器100-8之外的大多数扩散器的非均匀曝气指数(NAI)显著下降。从以上结果可以理解到，在气泡排出壁具有向上倾斜角的情况下，可极大地改善扩散器的非均匀曝气现象。在其中气泡排出壁的向上倾斜角为-3°的对比实施例1的情况下，非均匀曝气指数为100的扩散器的数量，即具有不排出气泡的气泡排出孔的扩散器的数量显著增加。因此，可以看到，在气泡排出壁具有向下倾斜角的情况下，即使向下倾斜角非常小，也会对扩散器的空气分布具有不利影响。为了清楚地理解向上倾斜角的变化对非均匀曝气的抑制效果，从表2中提取扩散器100-2的数据。这些数据在表3中示出。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage0</column></row><table>如表3所示，在扩散器的气泡排出壁的向上倾斜角从-3。增加到7°的过程中，扩散器100-2的非均匀曝气指数显著下降。此外，其中气泡排出壁的向上倾斜角为7。的实验实施例2呈现出最低的非均匀曝气指数。表3中值得注意的一个重要方面是扩散器100-2的非均匀曝气指数又随着扩散器的气泡排出壁的向上倾斜角从7°增加到15。而升高。在气泡排出壁的向上倾斜角为10°时，非均匀曝气指数(NAI)与其中没有应用向上倾斜角的对比实施例1和2相比仍然有显著的降低。然而，在气泡排出壁的向上倾斜角为15°时，非均匀曝气指数低于采用了向下倾斜角的对比实施例1的非均匀曝气指数，但是高于没有采用向上倾斜角的对比实施例2的非均匀曝气指数。从以上事实可以理解，如果扩散器的气泡排出壁的向上倾斜角过大，则对非均匀曝气的抑制效果会下降。这是因为，在扩散器的气泡排出壁的向上倾斜角过大时，气泡过度地集中在位于扩散器远端处的气泡排出孔上。如从表1可理解的那样，在实验实施例3(向上倾斜角为10°)和实验实施例4(向上倾斜角为15°)中，在所有的扩散器中，从气泡排出孔"b"排出的气泡量大于从气泡排出孔"a"排出的气泡量，而在向上倾斜角为15°时，从气泡排出孔"a"和"b"排出的气泡量之差过分增大。基于扩散器的非均匀曝气指数(NAI)随着扩散器的向上倾斜角的变化趋势，可以优化地设定向上倾斜角，以使得从距离空气供给端口最近的气泡排出孔"a"排出的气泡量与从距离空气供给端口最远的气泡排出孔"b"排出的气泡量大致相同。歧管的向上倾斜效果为了验证歧管向上倾斜对非均匀曝气的抑制效果，在实验实施例5和6中将扩散器模块安装成使得歧管的向上倾斜角9m分别为0.5°和1°，并对气泡量进行测量。此外，在扩散器模块安装成使得歧管的向上倾斜角0m为0。的对比实施例3中对气泡量进行测量。在实验实施例5和6以及对比实施例3中，所有扩散器的气泡排出壁具有7。的向上倾斜角。此外，实验实施例5至6以及对比实施例3是在测试池中的相同水深下和向空气供给管供应相同量空气的情况下进行的。表4中示出了从实验实施例5和6以及对比实施例3获得的测量结果。对比实施例3的数据与实验实施例2的数据相同。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage0</column></row><table>可基于与歧管流体连通的扩散器的空气分布均匀性来确定歧管的向上倾斜对非均匀曝气的抑制效果。在表4中，排号较高的扩散器的流体连接位置距离空气吸入端口较远。即，扩散器100-1与最靠近歧管的空气吸入端口的空气排放端口流体连通，而扩散器100-8与最远离歧管的空气吸入端口的空气排放端口流体连通。在评估歧管的向上倾斜对非均匀曝气的抑制效果时，将供应到扩散器100-1的空气总量与供应到扩散器100-8的空气总量进行比较不太适当。相反，就有效性而言，优选的是比较从扩散器100-1的气泡排出孔"a"排出的气泡量与从扩散器100-8的气泡排出孔"a"排出的气泡量，然后比较从扩散器100-1的气泡排出孔"b"排出的气泡量与从扩散器100-8的气泡排出孔"b"排出的气泡量。这是因为本发明的技术目的是提高从所有扩散器的所有气泡排出孔排出的气泡的均匀性。就此而言，如等式2所示定义歧管非均匀曝气指数(MNAI)。并且基于表4的数据，在表5中示出歧管非均匀曝气指数(MNAI)随歧管向上倾斜角em的变化。数学式2<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>在等式2中，a[100-l]为从扩散器100-1的气泡排出孔"a"排出的气泡量，a[100-8]为从扩散器100-8的气泡排出孑L"a"排出的气泡量，b[100-l]为从扩散器100-1的气泡排出孔"b"排出的气泡量，b[100-8]为从扩散器100-8的气泡排出孔"b"排出的气泡量。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>如表5所示，在歧管的向上倾斜角从0。增加到0.5。时，歧管非均匀曝气指数a和b(MNAI-a，MNAI-b)显著下降。此外，在歧管的向上倾斜角为1。时，与歧管的向上倾斜角为0。的情况相比，歧管非均匀曝气指数b(MNAI-b)显著下降(从66.22°/。到50.68%)。因此，可以理解，在歧管具有向上倾斜角时可以提高流体连接到歧管上的扩散器的空气分布均匀度。此外，从实验实施例5和6的数据可以理解，在歧管的向上倾斜角从0.5。增加到1°时，歧管非均匀曝气指数a和b(MNAI-a，MNAI-b)再次提高。即，如表4中的实验实施例6的数据所示，如果歧管具有过大的向上倾斜角，则空气集中在远离歧管的空气吸入端口的扩散器上，从而会有损于扩散器的空气分布均匀性。在采用了如图6所示的扩散器模块的本发明实施例中，扩散器的气泡排出壁的优选向上倾斜角为约7°，歧管的优选向上倾斜角为约0.5°。然而，这些数值可能会随着应用本发明的水处理系统的环境参数而变化。工业实用性本发明的曝气用扩散器可用于例如在水处理厂的曝气池中、在利用过滤的水处理厂的过滤池内和在利用膜生物反应器(MBR)的水处理厂的生物反应器内生成气泡。权利要求1.一种曝气用扩散器的安装结构，该安装结构包括至少一个空气供给端口和具有多个气泡排出孔的气泡排出壁，其中，所述气泡排出壁在距所述空气供给端口的距离增大的方向上向上倾斜。2.根据权利要求1所述的安装结构，其中，所述气泡排出壁在距所述空气供给端口的距离增大的方向上以固定的倾斜角向上倾斜。3.根据权利要求2所述的安装结构，其中，所述气泡排出壁的所述向上倾斜角在约3°到约10。的范围内。4.根据权利要求2所述的安装结构，其中，所述气泡排出壁的所述向上倾斜角设定成使得从距离所述空气供给端口最近的气泡排出孔排出的气泡量与从距离所述空气供给端口最远的气泡排出孔排出的气泡量大致相同。5.根据权利要求1所述的安装结构，其中，所述气泡排出壁在距所述空气供给端口的距离增大的方向上以逐渐增大的倾斜角向上倾斜。6.—种扩散器模块，该扩散器模块包括管式歧管，该歧管具有至少一个空气吸入端口和多个沿着气流方向间隔开形成的空气排放端口；以及与所述歧管的空气排放端口流体连通的多个扩散器，其中，所述歧管在气流方向上相对于水平面向上倾斜。7.根据权利要求6所述的扩散器模块，其中，所述歧管的向上倾斜角在约0.5。到约1°的范围内。8.根据权利要求6所述的扩散器模块，其中，所述扩散器具有至少一个空气供给端口和具有多个气泡排出孔的气泡排出壁，其中所述气泡排出壁在距所述空气供给端口的距离增大的方向上向上倾斜。全文摘要本发明公开了一种扩散器安装结构，其能提高从气泡排出孔排出的气泡的均匀性，抑制死区气泡排出孔的形成，并能容许设计偏差。该用于扩散器的安装结构包括至少一个空气供给端口和具有多个气泡排出孔的气泡排出壁，所述气泡排出壁在距所述空气供给端口的距离增大的方向上向上倾斜。文档编号C02F3/20GK101405227SQ200780009487公开日2009年4月8日申请日期2007年12月28日优先权日2006年12月29日发明者张文硕,朴珉守,李志雄,金镇浩申请人:株式会社客满世