一种污水处理用微孔曝气器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种污水处理用微孔曝气器，它包括曝气器膜片、整流布气板和支撑底座；所述整流布气板固定于所述支撑底座上，且与所述支撑底座之间形成一密闭腔室；所述整流布气板的外壁上贴附所述曝气器膜片，所述曝气器膜片上设有若干曝气孔；所述整流布气板上设有若干条气流道，所述气流道与所述密闭腔室和所述曝气孔相连通；所述支撑底座的底部设有一进气口。所述整流布气板为微拱形，向曝气方向凸起；沿曝气方向，所述整流布气板的投影面呈长方形。所述曝气器膜片的材质为聚氨酯。所述曝气器膜片上相邻两排所述曝气孔之间为交错设置。本发明微孔曝气器有效曝气面积大且均匀、充氧能力强、氧利用率高、结构稳定、安装维护简便且材质性能好。
【专利说明】-种污水处理用微孔曝气器
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种污水处理用微孔曝气器，属于污水处理领域。
【背景技术】
[0002] 污水处理厂45-75 %的能耗是用于曝气，并且运行维护成本高。所W，提高曝气器 的充氧性能及结构稳定性不仅有利于节能降耗，还会保证整个曝气系统的稳定运行。所W 需要对微孔曝气器的结构、功能进行优化，甚至创新。
[0003] 微孔曝气器是污水处理中鼓风曝气充氧的核也设备。现在，污水处理厂广泛使 用的微孔曝气器形状一般为管式、圆盘式、板式；材质主要是陶瓷、塑料、H元己丙橡胶 (EPDM);目前还未见有材质为聚氨醋橡胶、形状为微拱形板式的微孔曝气器。曝气器的产 生的气泡大小由孔径和孔间距决定，直接影响曝气的氧转移效率（SOTC)。一般来说，产生 的气泡越小，气液接触面积越大，越有利于氧传质；但气泡小，微孔曝气器的阻力损失同时 增大；合理的孔间距不仅可W避免气泡的并聚，还可W降低曝气阻力，进而提高氧转移效率 (SOTE)。曝气器有效曝气膜面积越大，曝气膜通量越大，越利于氧传质。另外，曝气器应该构 造科学、结构稳定，曝气膜应耐污染、抗腐蚀，该样才利于曝气系统的长期、稳定、高效运行。 而现在管式及圆盘式微孔曝气器出气面积低、部分曝气面积浪费，运行过程中容易产生压 差，导致气流分布不均匀，氧转移效率低。板式微孔曝气器阻力损失较大，气液揽拌能力差。 刚玉陶瓷材质易碎、易堵塞、不易清洗。H元己丙巧PDM)橡胶抗生物污染、耐油性能差，高 压高通气量运行下容易撕裂。现有橡胶膜微孔曝气器材质理化性能较低，没有根据不同工 艺和工况进行优化、改造，而且制作工艺也较为粗趟，导致曝气器稳定性、布气均匀性、孔径 及孔间距均一性较差。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种污水处理用微孔曝气器，该微孔曝气器形状、结构科学 合理，材质性能好。有效曝气面积大且均匀、充氧能力强、氧利用率高、结构稳定、安装维护 简便。
[0005] 本发明提供的污水处理用微孔曝气器，它包括曝气器膜片、整流布气板和支撑底 座；
[0006] 所述整流布气板固定于所述支撑底座上，且与所述支撑底座之间形成一密闭腔 室；
[0007] 所述整流布气板的外壁上贴附所述曝气器膜片，所述曝气器膜片上设有若干曝气 孔；
[0008] 所述整流布气板上设有若干条气流道，所述气流道的两端分别与所述密闭腔室和 所述曝气孔相连通；
[0009] 所述支撑底座的底部设有一进气口。
[0010] 上述微孔曝气器在使用时，外来气体从所述进气口进入所述密闭腔室内，沿着所 述气流道从所述曝气器膜片上的所述曝气孔排出，在污水中形成气泡实现曝气。
[0011] 上述微孔曝气器中，所述整流布气板的内壁上设有一凹槽，所述凹槽与所述气流 道的一端口相连通，即所述凹槽的一端口设于所述凹槽的侧壁上，所述凹槽把若干条所述 气流道的气体入口端汇集成一个入口端，外来气体进入所述密闭腔室后通过所述凹槽流入 至各条所述气流道中，进而起到缓冲气压和曝气均匀的作用，降低高通量运行对曝气器顶 部的冲击作用。
[0012] 上述微孔曝气器中，所述气流道W所述凹槽为中也呈福射状分布。
[0013] 上述微孔曝气器中，所述进气口处连接一通气管，可通过下述两种方式实现曝 气：
[0014] 1)所述通气管的另一端与所述凹槽连通，外来气体从所述通气管直接沿着所述气 流道从所述曝气孔排出；
[0015] 2)所述通气管的另一端为游离端，外来气体从所述通气管扩散到所述密闭腔室 内，进一步，凹槽内储存的气体沿着所述气流道从所述曝气孔排出，此原理与未设置所述通 气管时的原理相同，所述通气管的设置可方便与空气管道连接。
[0016] 上述微孔曝气器中，所述整流布气板为微拱形，向曝气方向凸起；沿曝气方向，所 述整流布气板的投影面呈长方形，即微拱形板式结构，结合了现有技术中管式、板式、圆盘 式曝气器的形状、结构的特点，有效曝气面积大，揽拌混合能力强且气泡不容易发生聚并。
[0017] 上述微孔曝气器中，由于所述整流曝气器与所述支撑底座是密封的，沿长度方向， 所述整流布气板弧面所对应的圆也角变化范围为10?30度，且所述整流布气板的最高点 处的弧线的圆也角可为20度?30度。
[0018] 上述微孔曝气器中，所述整流布气板和所述曝气器膜片的有效长宽比均为5 ;1? 10山所述曝气器膜片的有效长度具体为1000mm，有效宽度具体可为200mm，较大的长宽比 有利于降低曝气阻力，避免所述曝气器膜片的局部变形。
[0019] 上述微孔曝气器中，所述曝气器膜片的材质为聚氨醋，全称为聚氨基甲酸醋，英文 名为polyurethane,所属曝气器膜片具体可由聚氨醋橡胶经过裁剪后得到，其理化性能好， 具有耐酸碱、耐油、抗生物污染，强度高、抗撕裂能力强等优点；
[0020] 所述曝气器膜片的厚度为0. 5?1. Omm,常规H元己丙橡胶膜片的厚度为1. 8? 3. 8mm，采用聚氨醋橡胶膜曝气阻力大大降低，曝气过程中阻力损失降低，提高了曝气效率， 有利于节能降耗。
[0021] 上述微孔曝气器中，所述曝气器膜片上设有若干曝气孔，所述曝气孔具体可布满 所述曝气器膜片；
[0022] 所述曝气器膜片上设有若干排所述曝气孔，且为平行排列；
[0023] 相邻两排所述曝气孔之间为交错设置，可有效降低曝气阻力，同等条件下还可增 加聚氨醋膜抗拉强度，具体可通过根据预设机床电脑程序和圆形针模具可对聚氨醋橡胶膜 片机械打孔；
[0024] 所述曝气孔的孔径为100?300 U m，可产生大小为0. 8?1. 5mm的气泡，常规橡胶 膜微孔曝气器产生的气泡大小为1. 0?3. Omm,本发明曝气器产生的气泡小，增大了比表面 积，氧利用率提高，充氧性能显著提高，孔间距大小设置合理，可防止气泡并聚现象的发生， 提高氧转移效率。
[0025] 上述微孔曝气器中，所述支撑底座周边设有卡槽和螺纹接口，所述曝气器膜片和 所述整流布气板固定在所述卡槽内，同时采用外框压制锁固的结构形式，避免高压高气量 条件下，橡胶模冲离支撑底座。
[0026] 所述进气口处设有一螺纹接口，所述螺纹接口与所述通气管连接，具体可通过所 述螺纹接口将本发明微孔曝气器与空气管道连接，为本发明曝气器提供气源。
[0027] 本发明具有如下优点：
[002引 （1)本发明微孔曝气器的孔径及孔间距合理、均匀，可W有效优化产生气泡尺寸、 减少气泡并聚现象；可W提高氧利用率、有效降低曝气阻力。
[0029] (2)本发明微孔曝气器采用微拱形板式构造，增强了微孔曝气器耐负荷冲击力和 结构稳定性；使有效曝气面积达到最大化，减小了气泡并聚，提高了氧利用率，降低了阻力 损失。
[0030] (3)本发明微孔曝气器中曝气器膜片的材质为聚氨醋，可W降低现有技术中橡胶 膜的厚度，可抗生物污染、耐酸碱、耐油，强度高、拉伸能力强。同时，可有效防止微生物富 集，从而防止污泥堵塞曝气孔，不仅提高曝气器的使用寿命，还增强曝气系统的稳定性。
【专利附图】
【附图说明】
[0031] 图1为本发明微孔曝气器的结构示意图。
[0032] 图2为本发明微孔曝气器的俯视图。
[0033] 图3为本发明微孔曝气器中整流布气板中气流道的示意图。
[0034] 图中各标记如下：
[00巧]1曝气器膜片、2整流布气板、3支撑底座、4曝气孔、5气流道、6通气管、7螺纹接 n。
【具体实施方式】
[0036] 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0037] 下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0038] 下面结合说明书附图对本发明做进一步说明，但本发明并不局限于下述实施例。
[0039] 如图1所示，本发明污水处理用微孔曝气器包括聚氨醋橡胶材质的厚度为0. 5? 1. Omm曝气器膜片1、厚度为0. 5?1. Omm整流布气板2和不镑钢支撑底座3。整流布气板 2为微拱形，向曝气方向凸起；沿曝气方向，整流布气板2的投影面呈长方形，沿长度方向， 所述整流布气板弧面所对应的圆也角变化范围为10?30度，且所述整流布气板的最高点 处的弧线的圆也角可为20度?30度。整流布气板2固定于支撑底座3上，且与支撑底座3 之间形成一密闭腔室。整流布气板2的外壁上贴附曝气器膜片1，曝气器膜片1的有效长度 为1000mm，有效宽度为200mm。曝气器膜片1上设有多排平行排列的孔径为100?300 y m 曝气孔4,相邻两排的曝气孔4为交错设置，如图2所示，可通过根据预设机床电脑程序和圆 形针模具对聚氨醋橡胶膜片机械打孔得到。整流布气板2内表面的中也位置设有一凹槽， 在整流布气板2的内部设有多条气流道5,气流道5 W凹槽为中也呈福射状，如图3所示，气 流道5的两端分别于曝气孔和凹槽连通。支撑底座3的底部设有一进气口。进气口处连接 一通气管6,可通过下述两种方式实现曝气：
[0040] I)通气管6的一端与凹槽连通，外来气体从通气管6直接沿着气流道5从曝气孔 4排出；
[0041] 2)通气管的另一端为游离端，外来气体从通气管6扩散到密闭腔室内，进一步，凹 槽内的气体沿着气流道5从曝气孔4排出，此原理与未设置通气管6时的原理相同，通气管 6的设置可方便与空气管道连接。
[0042] 支撑底座3周边设有卡槽和螺纹接口 7,曝气器膜片1和整流布气板2固定在卡槽 内，曝气器膜片1和整流布气板2与卡槽的连接处还设有密封圈。进气口处设有一螺纹接 口 7,螺纹接口 7分别与通气管6和一空气管道连接。
[0043] 分别利用本发明污水处理用微孔曝气器和常规污水处理用橡胶膜微孔曝气器进 行充氧性能测试（测试方法参考标准；《曝气器清水充氧性能测定》（CJ/T3015. 2-93))， 其中常规污水处理用橡胶膜微孔曝气器的形状为管式或圆盘式，材质为H元己丙橡胶 (EPDM)，厚度为1. 8?3. 8mm，外来气体经过气腔直接经曝气微孔形成气泡实现曝气，测试 结果如表1和表2所7]^。
[0044] 表1本发明一种污水处理用新型高效微孔曝气器的充氧性能测试结果
[0045]
【权利要求】
1. 一种污水处理用微孔曝气器，其特征在于：它包括曝气器膜片、整流布气板和支撑 底座； 所述整流布气板固定于所述支撑底座上，且与所述支撑底座之间形成一密闭腔室； 所述整流布气板的外壁上贴附所述曝气器膜片，所述曝气器膜片上设有若干曝气孔； 所述整流布气板上设有若干条气流道，所述气流道的两端分别与所述密闭腔室和所述 曝气孔相连通； 所述支撑底座的底部设有一进气口。
2. 根据权利要求1所述的微孔曝气器，其特征在于：所述整流布气板的内壁上设有一 凹槽，所述凹槽与所述气流道的一端口相连通。
3. 根据权利要求2所述的微孔曝气器，其特征在于：所述气流道以所述凹槽为中心呈 辐射状分布。
4. 根据权利要求2或3所述的微孔曝气器，其特征在于：所述进气口处连接一通气管。
5. 根据权利要求1-4中任一项所述的微孔曝气器，其特征在于：所述整流布气板为微 拱形，向曝气方向凸起； 沿曝气方向，所述整流布气板的投影面呈长方形。
6. 根据权利要求5所述的微孔曝气器，其特征在于：沿长度方向，所述整流布气板由若 干个圆心角为10?30度的弧线组成。
7. 根据权利要求1-6中任一项所述的微孔曝气器，其特征在于：所述整流布气板和所 述曝气器膜片的有效长宽比均为5 :1?10 :1。
8. 根据权利要求1-7中任一项所述的微孔曝气器，其特征在于：所述曝气器膜片的材 质为聚氨酯； 所述曝气器膜片的厚度为0. 5?I. 0mm。
9. 根据权利要求1-8中任一项所述的微孔曝气器，其特征在于：所述曝气器膜片上设 有若干排所述曝气孔，且为平行排列； 相邻两排所述曝气孔之间为交错设置； 所述曝气孔的孔径为100?300 ii m。
10. 根据权利要求4-9中任一项所述的微孔曝气器，其特征在于：所述支撑底座周边设 有卡槽和螺纹接口，所述曝气器膜片和所述整流布气板固定在所述卡槽内； 所述进气口处设有一螺纹接口，所述螺纹接口与所述通气管连接。
【文档编号】C02F7/00GK104326580SQ201410577564
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月24日 优先权日:2014年10月24日
【发明者】王洪臣, 尹训飞, 齐鲁, 刘国华, 范海涛, 张源凯, 何志江, 张晓军 申请人:中国人民大学