導(dǎo)言：微孔曝氣系統(tǒng)在污水處理工藝中的應(yīng)用已非常廣泛，其中，硅橡膠材質(zhì)的曝氣管因其材料特性而備受關(guān)注。同時(shí)，隨著污水廠運(yùn)維和管理水平的提高，對(duì)于在不停水、不放空池體的情況下改造和檢修曝氣系統(tǒng)的需求日益增多。為此，本文介紹了瑞好硅膠曝氣管，以及目前常用的3種可提升式設(shè)計(jì)及應(yīng)用案例，以期為解決不停水維修曝氣系統(tǒng)的市場(chǎng)需求提供參考。
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瑞好硅膠曝氣管簡(jiǎn)介
工業(yè)污水不停水檢修用德國瑞好曝氣系統(tǒng)
1.1 材料特性
膜片由硅橡膠制作的微孔管式曝氣器，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，耐酸堿，機(jī)械強(qiáng)度高，抗沖擊能力強(qiáng)，能夠承受風(fēng)機(jī)頻繁啟用產(chǎn)生的水擊作用。同時(shí)，它的布?xì)鈱颖砻娼?jīng)過專門的靜電處理，較為光滑，不易被微生物附著，并且由于硅橡膠不含塑化劑，長(zhǎng)期使用也不容易因老化而引起阻力損失上升。同時(shí)，曝氣器表面不易被堵塞，使用壽命長(zhǎng)。由于它的布?xì)鈱虞^薄，孔道短，且為較光滑和精細(xì)的多孔介質(zhì)，因此，內(nèi)部不宜被空氣中的雜質(zhì)顆粒所堵塞，對(duì)空氣潔凈度的要求較低，一般不要設(shè)置專門的空氣凈化設(shè)備對(duì)進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)的空氣進(jìn)行除塵處理。
1.2 低壓損的布?xì)饨Y(jié)構(gòu)形式
瑞好硅橡膠微孔管式曝氣器采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可有效降低運(yùn)行時(shí)的壓損。曝氣時(shí)，曝氣器可在支撐管和布?xì)鈱又g形成氣流分布層，既保證了空氣流量在曝氣器長(zhǎng)度方向上的均勻分配，同時(shí)又降低了空氣阻力損失及其增長(zhǎng)速度。通常，曝氣管的初始阻力損失為3.5~4.5 kPa，雖然這比盤式和剛玉曝氣器的要高，但是由于其的結(jié)構(gòu)形式和膜片的良好性能，運(yùn)行時(shí)阻力損失的增長(zhǎng)速度更低，從而達(dá)到了減少壓損的目的。
瑞好公司在悉尼的WEST HORNSBY污水處理廠，對(duì)普通EPDM膜片曝氣器和更換后的硅橡膠微孔管式曝氣器做過專案研究，證明了硅膠曝氣器在壓損性能指標(biāo)上的優(yōu)異表現(xiàn)，其壓力損失曲線對(duì)比如圖1所示。研究表明，硅橡膠材質(zhì)的微孔管式曝氣器的阻力損失由2001年使用初期的6.3 kPa上升到2005年的9 kPa，而使用普通EPDM膜片的曝氣器的阻力損失在2001年為6.2 kPa，到2003年中期就上升到了13.2 kPa（注：本項(xiàng)研究采用了型號(hào)為RAUBIOXON PLUS–V、含止回閥的硅橡膠曝氣管，所以起始?jí)毫Ρ炔缓够亻y的曝氣管壓力要高）。
圖1 悉尼WEST HORNSBY污水處理廠的曝氣管阻損統(tǒng)計(jì)圖
1.3 氧利用率
瑞好硅橡膠管式曝氣器擁有較高的氧轉(zhuǎn)移率。瑞好公司將硅橡膠管式曝氣器送往西班牙測(cè)試機(jī)構(gòu)進(jìn)行了測(cè)試，該測(cè)試機(jī)構(gòu)用清水測(cè)試池模擬現(xiàn)場(chǎng)，采用和工程設(shè)計(jì)相同的曝氣管布置密度和水深測(cè)試氧轉(zhuǎn)移率（見圖2）。從表1的測(cè)試報(bào)告結(jié)果可見，在相同水深和布置密度的清水中，只需維持較低的設(shè)計(jì)風(fēng)量，就可以保持相對(duì)較高的氧轉(zhuǎn)移率，比其他材質(zhì)的曝氣器更能節(jié)省風(fēng)機(jī)能耗。由此，這種特性尤為適合水量水質(zhì)波動(dòng)較大的情況，即通過風(fēng)量的自動(dòng)調(diào)節(jié)，使生物處理系統(tǒng)始終處于工作狀態(tài)，節(jié)約能耗，降低日常運(yùn)行費(fèi)用。
圖2 清水測(cè)試池現(xiàn)場(chǎng)照片
表1清水測(cè)試結(jié)果
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提升式曝氣器設(shè)計(jì)說明和案例分享
2.1 利用起吊裝置提升的整體框架式曝氣系統(tǒng)
利用起吊裝置提升的整體框架式曝氣系統(tǒng)，又稱機(jī)械可提升曝氣系統(tǒng)。曝氣系統(tǒng)采用整體框架式的設(shè)計(jì)，從池底的布置來看，與普通固定于池底的曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)并無太大區(qū)別；通常采用微孔曝氣管，或者直徑較大的曝氣盤，配套不銹鋼材質(zhì)的管路。如下剖面圖（圖3）所示，整體框架式系統(tǒng)主要由池底曝氣系統(tǒng)、立管及提升管、導(dǎo)軌系統(tǒng)、提升吊杠、起吊設(shè)備這5個(gè)部分組成。維護(hù)時(shí)的起吊方式有2種選擇，設(shè)置于走道板的小型起吊裝置（圖5）或者大型機(jī)械吊車（圖6）。
圖3 提升系統(tǒng)剖面圖
圖4 提升現(xiàn)場(chǎng)操作圖
圖5 小型機(jī)械起吊裝置
圖6 吊車提升式
2.2 利用人力提升曝氣器的簡(jiǎn)易可提升式系統(tǒng)
簡(jiǎn)易可提升式曝氣系統(tǒng)是可以用人工手提的提升系統(tǒng)，維修維護(hù)曝氣器時(shí)只需人力借助簡(jiǎn)單的工具即可完成，由不銹鋼管和曝氣管組成，通常4 m曝氣管為一組設(shè)計(jì)單元（圖7和圖8）。
圖7 單組系統(tǒng)示意圖
圖8 池底布置圖
以下為山東某工業(yè)廢水改造項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)，原生化池內(nèi)有固定于池底安裝的曝氣盤，因生化池曝氣系統(tǒng)維護(hù)時(shí)停水時(shí)間長(zhǎng)、成本高，業(yè)主要求在不停水條件下進(jìn)行改造。瑞好工程師考察過現(xiàn)場(chǎng)條件后，建議采用簡(jiǎn)易提升方案。該方案對(duì)池頂主管進(jìn)行改造，部分主管借助吊車安裝，立管和池內(nèi)曝氣組件則采用小船和人工安裝，縮短了改造工期和施工面。為了避免新的曝氣管和原曝氣盤在安裝時(shí)發(fā)生碰撞，安裝前需專業(yè)人員測(cè)量原曝氣盤的安裝高度。另外，為了避免水流沖擊對(duì)立管造成損壞，在生化池內(nèi)設(shè)置推流器的區(qū)域和廊道拐彎處不建議設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易可提升式曝氣系統(tǒng)。
圖9 簡(jiǎn)易可提升曝氣系統(tǒng)
圖10 簡(jiǎn)易可提升曝氣器安裝
2.3 懸掛鏈?zhǔn)狡貧庀到y(tǒng)
顧名思義，懸掛鏈?zhǔn)狡貧庀到y(tǒng)是一種將曝氣組件懸掛于曝氣主管上的曝氣系統(tǒng)。單個(gè)懸掛鏈?zhǔn)狡貧馄饔梢韵虏考?gòu)成（見圖11）：?jiǎn)闻砰L(zhǎng)度2 m的曝氣管共4排，和兩端的固定支座組成一套系統(tǒng)，通過軟管和主空氣分配管連接，懸浮于污水中，進(jìn)行充氧曝氣、攪拌混合。
圖11 懸掛鏈?zhǔn)娇商嵘貧庀到y(tǒng)
以下為四川某工業(yè)廢水新建項(xiàng)目，生化池整體無隔墻，單池尺寸為60m×50m，從一側(cè)進(jìn)氣，池頂采用PE材質(zhì)的漂浮管，通過馬鞍座及下垂軟管和池底曝氣組件連接（見圖12）。檢修時(shí)，維修人員做小船將曝氣組件提起更換（見圖13）。
圖12 項(xiàng)目安裝現(xiàn)場(chǎng)
圖13 項(xiàng)目檢修現(xiàn)場(chǎng)
綜上所述，德國瑞好硅膠曝氣管，結(jié)合提升式設(shè)計(jì)的曝氣系統(tǒng)，可在市政污水、工業(yè)廢水等多種水處理項(xiàng)目的新建和改造中應(yīng)用，尤其適用于不具備停水改造條件的場(chǎng)合。德國瑞好公司在有超過30年的產(chǎn)品使用經(jīng)驗(yàn)，也可為客戶提供定制化服務(wù)。
工業(yè)污水不停水檢修用德國瑞好曝氣系統(tǒng)
