盘式空气分隔微孔曝气器的制作方法

本发明涉及污水处理工程技术领域，尤其是涉及一种盘式空气分隔微孔曝气器。

背景技术：

微孔曝气的充氧动力效率数倍于机械曝气，在污水生化处理工程中一直以来得到广泛应用，现有微孔曝气设备大多为盘式橡胶膜微孔曝气器与管式橡胶膜微孔曝气器，两者性能相当。但是，大量工程实践表明，现有橡胶膜微孔曝气器存在以下缺点：(1)使用寿命短，根据实际使用经验，橡胶膜微孔曝气器因橡胶老化硬化导致动力效率下降等原因不堪续用，每隔3、5年左右需定期更换，与其他如机械曝气设备15年以上的使用寿命有很大差距。(2)易堵塞，当采用间歇性曝气工艺停止曝气时，污水会从微孔倒渗进入曝气器内，污水中的微生物附着在橡胶微孔曝气膜上繁殖生长堵塞微孔，致使曝气器过早失效报废，利用橡胶膜弹性回缩达成封闭微孔的技术并不稳定、可靠。(3)易疲劳破坏，橡胶膜微孔曝气器在曝气过程中长期处于受力膨胀状态，气压越大膨胀幅度越大，很难把膨胀约束在合适范围内，致使橡胶微孔曝气膜疲劳破裂过早损坏。(4)曝气空气中存在较多的浮尘及油雾粒子，现有工程大多采用中效空气过滤器，过滤效果不理想，仍有较多的浮尘没有被过滤，前置的过滤器也无法过滤从鼓风设备带出来的油雾粒子，浮尘与油雾相互粘连堆积堵塞曝气微孔致使曝气设备过早失效报废，空气中的菌类附着生长也会加快失效过程。(5)运行维护成本高，污水曝气池中的橡胶膜微孔曝气器只要有一个损坏，为了保持曝气性能的一致性，往往需要整批同时更换，需要较大的更换成本，加上较短的3、5年更换周期的成本累加，大大抵消了橡胶膜微孔曝气器本身良好动力效率所带来的节电效果。

对于污水生化处理工程，曝气设备动力效率的高低具有十分重要的经济意义，现有微孔曝气器已经具备很高的动力效率，远高于机械曝气设备，虽然在实验室条件下通过采取更小的曝气微孔可以进一步提升，但在经济与实用条件下继续提升动力效率将会变得很困难与没有必要，现有微孔曝气器的使用寿命远低于机械曝气设备，两者相比形成极端反差，这种反差表明采用微孔曝气总体上并不占多少甚至不占优势。现有橡胶膜微孔曝气器容易发生曝气微孔堵塞与疲劳破坏是一直存在并难以解决的问题，利用橡胶膜的弹性回缩达成封闭微孔很难阻止污水倒渗进入曝气器内，空气中的浮尘、油雾粒子相互粘连、堆积以及菌类的生长繁殖，对间歇性曝气方式来说尤其明显，这些均是发生曝气微孔堵塞的起因，若采用高效过滤器替换中效空气过滤器来提高空气过滤净化效果，则因其纳尘容量有限致使过滤器清洗间隔大大缩短与增加维护成本，依靠橡胶膜材料的高性能来提升抗疲劳破裂性能也会使材料成本明显增加也许得不偿失。

上述表明，现有技术存在较大缺陷，如何在获得较高的动力效率同时具备较长的使用寿命、较低的生产成本与使用成本，是微孔曝气器技术发展的一个重要课题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种盘式空气分隔微孔曝气器，能适应连续曝气或间歇曝气等各种工况，可靠阻止污水从微孔曝气膜倒渗进入曝气器内，无老化、易堵塞及疲劳破裂缺陷，具备较高的动力效率、较好的适应性、较长的使用寿命、较低的生产成本与使用成本。

为实现上述目的，本发明提供了盘式空气分隔微孔曝气器，包括盘式支座、曝气丝网、微孔曝气膜和过滤层，所述过滤层、所述微孔曝气膜和所述曝气丝网从下至上依次固定在所述盘式支座上，所述盘式支座的底部设置有进气口，所述进气口上设置有止回阀，所述曝气丝网与所述微孔曝气膜之间形成间隔空腔。

优选的，所述曝气丝网设置为弧面形丝网。

优选的，所述曝气丝网为具备亲水性能的金属柔性丝网或非金属柔性丝网。优选的，所述过滤层为具备抗菌与吸油性能的高效过滤层。

因此，本发明采用上述结构的盘式空气分隔微孔曝气器，具备以下有益效果：(1)大大提高了曝气空气的洁净度，过滤层具备高效、抗菌及吸油性能，能有效过滤、吸附空气中的浮尘与油雾粒子及对空气进行杀菌处理；

(2)可靠阻止了污水倒渗进入曝气器内，在各种工况尤其是间歇工况下，微孔曝气膜与曝气丝网之间的空气分隔空腔均能有效阻止污水穿网进入曝气器内接触到微孔曝气膜；

(3)具备较高的动力效率，与现有橡胶微孔曝气器相比，利用曝气丝网对曝气微孔细小气流的切割作用生成更小的气泡，使动力效率在较高的基础上得到进一步提升；

(4)使用寿命长，主要构件如微孔曝气膜采用聚氨酯类(tup)材料注塑成型，无老化、堵塞与疲劳破裂之虞，曝气丝网为金属丝网如不锈钢丝网或非金属柔性丝网如高分子材料丝网，总体上使用寿命可达15年以上；

(5)适应性好，本发明能可靠适应连续曝气或间歇曝气等各种工况；

(6)较低的生产成本及使用成本，本发明结构与现有盘式微孔曝气器类似，但均选用平价易购的普通材料，不需要高性能及高价的如橡胶材料，可确保较低的生产成本，较长的更换维护周期及使用寿命将明显降低使用成本。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明一种盘式空气分隔微孔曝气器实施例停止曝气时的结构示意图；

图2为本发明一种盘式空气分隔微孔曝气器实施例进行曝气时的结构示意图。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

实施例本发明提供了盘式空气分隔微孔曝气器，包括盘式支座1、曝气丝网2、微孔曝气膜3和过滤层4，过滤层4、微孔曝气膜3和曝气丝网2从下至上依次固定在盘式支座1上，盘式支座1的底部设置有进气口5，进气口5上设置有止回阀6，曝气丝网2与微孔曝气膜3之间形成间隔空腔7。曝气丝网2设置为弧面形丝网。曝气丝网2为具备亲水性能的金属柔性丝网或非金属柔性丝网。过滤层4为具备抗菌与吸油性能的高效过滤层。微孔曝气膜为微孔tup膜。上述结构的盘式空气分隔微孔曝气器，在曝气工况时，空气从进气口进入，向上打开止回阀经过滤层、微孔曝气膜、曝气丝网进入污水中达成曝气目的，此时微孔曝气膜膨胀鼓起与弧面形的曝气丝网相贴；在间歇工况时，止回阀在污水水压间接作用下随即下降关闭，微孔曝气膜同时回弹收缩，恢复与曝气丝网之间的分隔空腔原状，避免了污水倒渗进入曝气器内。

具体的工作原理如下：

微孔曝气设备是污水生化处理工程底部曝气方式的末端设备，本发明的盘式空气分隔微孔曝气器的用途与之相同，但与现有橡胶膜微孔曝气器相比有以下不同：(1)增设了具有抗菌及吸油性能的高效过滤层，采用具有亲水性能的曝气丝网和微孔tup膜取代了微孔橡胶膜。(2)在曝气工况下，空气经过滤层的过滤、吸油及杀菌等净化处理后依次通过微孔曝气膜、曝气丝网释放出气泡完成曝气。此时，微孔曝气膜在气压压差作用下膨胀鼓起与弧面形曝气丝网相贴，从微孔曝气膜释放出来的细小气流经曝气丝网进一步切割生成更细小的气泡，从而获得更高的动力效率，曝气丝网的规格目数越大，网丝直径越小，切割效果就越好，越有利提升动力效率。(3)过滤层由抗菌、吸油及高效过滤材料组成，过滤净面积与微孔曝气膜面积相当，空气过滤速度小，仅为现有前置过滤器的百分之一左右，约为1.5cm/s，较小的过滤速度及相对较大的过滤净面积使过滤层的纳尘纳油容量能满足15年以上的使用需求，避免因空气过滤质量下降过快可能致使曝气微孔过早堵塞，过滤层为一次性使用，无需中期更换。(4)微孔曝气膜在各种工况下污水均接触不到微孔曝气膜，污水中的微生物无法附着生长，无需橡胶膜回弹封闭曝气微孔。

(5)曝气工况时，微孔曝气膜在气压压差作用下向上鼓起膨胀，直至受到曝气丝网的约束时形成稳定的曝气形态，转入间歇工况时，止回阀在水压间接作用下随即关闭，微孔曝气膜回弹与曝气丝网分离恢复原状，曝气丝网在空气浮力作用下总是保持凸起的弧形面形态，与微孔曝气膜之间形成间隔空腔，并利用曝气丝网上下两侧气水两相交界面水的表面张力抵消空气的浮力来阻止空腔内的空气穿网而出，使曝气丝网上下两侧保持压力平衡，污水亦不能穿网进入间隔空腔即曝气器内。在间歇工况时间内，意外的微量空气泄漏使间隔空腔内的气压逐渐下降，致使曝气丝网上下两侧压力失衡，在压差作用下，曝气丝网自适应调节变形来恢复压力平衡，确保污水不能穿网进入曝气器内。空腔的容积为调节容积，其大小决定每次间歇工况时间长短可长达数天以上。曝气丝网材料的亲水性能越好，丝网规格目数越大，空腔内的空气也就越难以穿网而出。

因此，本发明采用上述结构的盘式空气分隔微孔曝气器，能适应连续曝气或间歇曝气等各种工况，可靠阻止污水从微孔曝气膜倒渗进入曝气器内，无老化、易堵塞及疲劳破裂缺陷，具备较高的动力效率、较好的适应性、较长的使用寿命、较低的生产成本与使用成本。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。