曝气器系列
微孔膜片曝气器
作者：神泰环�？萍� 日期：2016-07-08
微孔曝气器
HNBQ-D215（260，300）型空气导流微拱形微孔曝气器是我厂专业生产的一种先进的曝气装置.它代替了平板式、刚玉式等其它原有的曝气系统。原有的微孔曝气器充氧能力不高，容易在布气管道内积水和结垢，长时间运行会影响橡胶膜片正常使用寿命。平板微孔曝气头的橡胶膜片与底盘支座紧贴在一起，运行时，在空气压力作用下，膜片微微鼓起，由于压力提高。橡胶膜片中间部位鼓起面积较大，使膜片中部产生气泡比周遍气泡大2倍左右；另外周遍部分膜片容易紧贴在底盘支座上，使整个曝气器膜片孔眼张开率只有80%左右，没有完全充分利用整个膜片。导致充氧能力差，使用寿命短（最多使用2年）。而我厂的空气导流微拱形微孔曝气器，整体结构科学合理、工艺先进、设计新颖的新产品。曝气器膜片及底座呈独特的球型结构，并带有空气导流装置，使空气能均匀布置整个膜片，由于橡胶膜片受力均匀，孔眼张开率达到100%，提高了充氧能力和氧利用率，同时增加了膜片的使用寿命（可以保证在5~6年以上）。特别是在低气量工作时，仍能发挥这一特性，该曝气器具有优异的防堵及防水体倒流的性能。在间歇运行工况条件下，曝气膜片表面不易沉积污泥。其主要技术性能和充氧效率已达到甚至超过世界先进水平。
一、主要组成：
空气导流微孔曝气器设备系统主要由：空气导流筋、底盘支座、螺旋压盖、橡胶膜片、连接接咀、O型橡胶密封圈、空气止回阀、空气干管、空气支管、水平调节支架、空气排污装置、等管件组成，曝气器与空气支管的连接是采用市场上通用的标准粗螺纹连接。设备的质量性能指标按CJ/T3015.4-1996《国家城镇建设行业标准》执行。
二、主要技术性能参数（水深在6米的条件下能保证以下参数）
1、曝气器尺寸： Φ215mm； Φ260mm； Φ300mm；
2、橡胶膜片厚度： δ2.2±0.1mm；
3、曝气器胶片平均孔径： 70-100um；
4、标准空气流量： 1.8m3/h.n； 2.5m3/h.n；3.5m3/h.n；
5、服务面积： 0.3m2/个~0.5m2/个；
6、氧利用率： ≥41.1%（6米清水的情况下）；
7、冲氧能力： 0.13~0.4kg/h；
8、曝气器阻力： 321mm.H2O；
9、动力效率： 7.499~8.946kg/kw.h；
10、适用温度： ≤100℃
三、主要特点：
HNBQ-D215型空气导流微拱形微孔曝气器是在原有的曝气器设备上得到了不断的改进和完善，质量可靠，已在国内外市场得到了广泛采用，是目前相当成熟可靠的新产品。
HNBQ-D215型空气导流微拱形微孔曝气器技术性能处于国际领先地位。是在原曝气装置的设备上作了进一步的调整和修改。优点和特点为以下几点：
1.1外形尺寸：底盘支座直径Φ215mm、螺旋压盖直径Φ200mm、橡胶膜片直径Φ215mm。其内部结构均有改动，整体上的加强筋增加了厚度，保证运行时的强度；同时在服务面积上大大提高。
1.2橡胶膜片曝气孔：橡胶膜片曝气孔采用机械打孔技术，设有5600个孔眼。主要是提高了曝气充氧能力和扩大曝气服务面积。
1.3曝气器底盘支座：在底盘支座增加了8条空气导流筋；空气导流筋设在底盘支座下部与膜片连接1cm处，尺寸为长1.8cm×宽0.5cm×高0.15cm均匀布置。与膜片接触处有0.15cm的空间，使空气能均匀布置整个膜片，孔眼张开率达到100%，同时提高了充氧能力和氧利用率。特别是在低气量工作时，仍能发挥这一特性，运行管理方便。
四、设备供货范围：
HNBQ-D215型空气导流微拱形微孔曝气头；
曝气池内1米以下的UPVC塑料竖管和布气主管；
所有UPVC工程塑料空气布气支管；
UPVC工程塑料连接法兰、弯头、三通等；
UPVC工程塑料空气管道水平调节器；
丁腈橡胶O形垫密封圈；
UPVC工程塑料空气管道排污装置；
AISI304不锈钢主管调节支架；
AISI304不锈钢膨胀螺栓及连接螺栓；
所有备品备件及专用工具；
售后技术服务。
五、主要技术特征
1.空气导流微孔曝气器系统主要由进口合成橡胶曝气膜片(EPDM)、底座托盘、螺旋压盖等部件组成，其构件材质均采用工程塑料。组装时，只要将橡胶膜片套在底座托盘，并置入带有密封线的曝气器底座内，然后用螺旋压盖拧紧即可。
2.空气导流微孔曝气器在合成橡胶膜片上开有2960个按一定规则排列的开闭式孔眼。冲气时，空气通过布气管道�？掌冉胂鸾耗て�，在空气压力的作用下，使胶片微微鼓起，孔眼张开（产生的微气泡≤3mm）达到布气扩散的目的。停止供气时，由于胶片和底座托盘之间压力下降，当压力全部消失后，由于水压作用和胶片本身的回弹性作用，使孔眼逐渐闭合，将膜片压实于底座托盘上�？掌兴纳倭砍景�，也不会造成曝气器的缝隙堵塞。
3.由于空气导流微孔曝气器的底座托盘、螺旋压盖、主要是采用工程塑料铸塑而成的，因此，不怕锈蚀，在很大程度上减少了运转维护的工作量。
4.由于空气导流微孔曝气器氧的利用率较高，与其它现行曝气装置相比，在同样运转负荷的情况下，曝气量可以大大减少，且满池布气均匀。所以形成均匀和缓的搅拌状态。不会因过度剪切而打碎生物絮体，这就有利于二沉池的澄清和污泥脱水。同时，也可以避免由于大量曝气形成飞溅的泡沫浪花而引起的结冻和管理不便等问题。
六、微孔曝气器基本构造及材质
1.曝气器膜片：三元乙丙胶（采用100%进口德国拜耳公司上海三普销售公司），橡胶膜片表面要求光洁、平整、无杂质、无气泡和裂纹。原料主要采用进口优质合成橡胶外加特殊配料，通过科学配方经过注塑机一次成型。它具有耐腐蚀性强，强度高、且耐温度等优点，使用寿命可达5~6年以上。其材料符合国家城镇建设行业标准CJ/T3015.4-1996。
2.曝气器底座、螺旋压盖、导流筋、布气管道、连接法兰、弯头、排污装置、固定主管调节支架等均采用ABS工程塑料；铸塑成型，具有高强度、承受压力高、抗冲击性好、使用温度为-30~+100℃、能抗紫外线照射，且有耐酸、碱和化学腐蚀等特点。
3.连接螺栓、膨胀螺栓为不锈钢。
七、微孔曝气器材质性能表
1.管材、管件均按GB4217-84、GB9116.1-88标准执行，曝气器部件按CJ/T3015.4-1996国家城镇建设行业标准执行。
2.从以下对比可看出ABS材料和橡胶膜片的经济性、实用性、稳定性比较优越，所以微孔曝气头骨架选用ABS材料是较合理的选择，完全符合污水处理厂的使用要求。
ABS管件物理化学性能
| 项 目 | 单 位 | 试验方法标准 | 指 标 | |
| 维卡软化温度 | ℃ | GB/1633 | ≥80 | |
| 尺寸 变化率 | 沿长度方向 | % | GB/T6671.186 | ±2.5 |
| 沿直径方向 | % | GB/T6671.186 | ±0.8 | |
| 扁平 | 无破裂现象 | |||
| 密度 | g/cm2 | GB1033-86 | 1.03~1.07 | |
| 腐蚀度 | g/cm2 | GB4218-84 | ||
| HCL 10% | … | … | ±2.5 | |
| HCL 35±2% | … | … | ||
| H2SO4 30±2% | … | … | ±2.5 | |
| HNO3 40±2% | … | … | ||
| NAOH 40±2% | … | … | ±1.5 | |
ABS管件物理机械性能
| 项 目 | 测试方法 | 单 位 | 指 标 |
| 比重 | GB1033-86 | G/cm3 | ≥1.03 |
| 拉伸强度 | GB/T1040-92 | Mpa | ≥35 |
| 弯曲强度 | GB9341-88（ABS） GB1042-79（ABS） | Mpa | ≥52 |
| 冲击强度 | GB1843-80（ABS） GB1043-93（ABS） | KJ/cm2 | ≥23 |
| 维卡软化温度 | GB/T8802-88 | ℃ | ≥91 |
| 线膨胀系数 | GB1036-86 | K-1 | 1×10-4 |
| 洛氏硬度 | GB9342-88 | R | ≥100 |
| 热变形温度 | GB1634-79 | ℃ | ≥80 |
| 导热系数 | W/MK | 0.15 |
ABS粒子物理、化学性能表
| 指 标 名 称 | 指 标 | 试 验 方 法 |
| 平均密度 g/cm3 | 1.03~1.07 | GB1033 |
| 拉伸强度 Mpa | 35~45 | GB1040 |
| 弯曲强度 Mpa | 52~69 | GB9341 |
| 冲击强度（缺口23℃）J/m | ≥118.0 | GB1843 |
| 洛氏硬度 R | 98~108 | GB9342 |
| 热变形温度 ℃ | ≥86 | GB1634 |
| 维卡软化点 ℃ | ≥80 | GB1633 |
UPVC管件物理机械性能
| 项 目 | 测试方法 | 单 位 | 指 标 |
| 比重 | GB/T5836.1-2006 | Kg/cm3 | ≥1.4 |
| 拉伸强度 | GB/T5836.1-2006 | Mpa | ≥40 |
| 弯曲强度 | GB/T5836.1-2006 | Mpa | ≥40 |
| 冲击强度 | GB/T5836.1-2006 | KJ/cm2 | ≥10 |
| 维卡软化温度 | GB/T10002.1-2006 | ℃ | ≥80 |
| 纵向回缩率 | GB/T10002.1-2006 | % | ≥5 |
| 耐热性能 | JG/T3050-1998 | Di | 2mm |
PVC-U塑料管材主要优点
A、质量轻：塑料管的密度是铸铁管的1/5，是混凝土管的1/3，可以套装，便于运输，安装方便，施工费用与传统管相比，可降低30%-50%的费用。
B、耐腐蚀：塑料管道不需做任何防腐处理，可用做含有盐碱土质的给水管道，可用于化工管道输送带有酸、碱、性质的介质。
C、流体阻力�。核芰瞎艿赖拇植谙凳�0.008；铸铁管的粗糙系数是0.013，混凝土管的粗糙系数是0.014。
D、使用寿命长：铸铁管的使用寿命为30年，塑料管的使用寿命为50年，一条塑料管道几乎等于两条铸铁管的寿命。
E、卫生性能好：能防止水源的二次污染，且永不结垢。
EPDM曝气器膜片的主要物理、化学性能表
| 序号 | 橡胶膜性能 | 性能指标 |
| 1 | 测试项目 | 指标 |
| 2 | 颜色 | 黑色 |
| 3 | 含油量 | <10% |
| 4 | 抗热性能 | 100oC |
| 5 | 抗撕裂强度 | >36KN/m |
| 6 | 抗撕裂系数 | 650% |
| 7 | 回弹性 | >45% |
| 8 | 抗扭强度 | >17.2N/mm2 |
| 9 | 曝气器膜片直径 | 215mm（展开表面为220 mm） |
| 10 | 曝气器膜片厚度 | 2.2mm+0.1mm |
| 11 | 通气量推荐值 | 2.0 m3N/h |
| 12 | 水头损失 | <3210pa |
| 13 | 氧转移度（清水） | >41.1% (2.0m3/h) 6米水深 |
| 14 | 理论动力效率（清水） | >8.149kgO2/kw.h |
| 15 | 在水中可产生的微孔气泡直径 | ≤3mm |
| 16 | 水下安装深度 | 6.0米（有效水深） |
| 17 | 硬度（邵尔A）º | 60±2 |
| 18 | 耐酸系数（28%H2SO4×24h） | 1.0 |
| 19 | 耐碱系数（38%NaOH×24h） | 0.9 |
| 20 | 耐油（1#标准油，常温） | 1.80 |
| 21 | 耐水7d（自来水常温168h） | 增重1.5%体积变化率1.84% |
| 22 | 拉伸屈服应力 | ≥35.0Mpa |
| 23 | 冲击强度 | ≥118.0 J/m |
| 24 | 球压痕硬度 | ≥63.0 N/min |
| 25 | 介 质 | 市政有机污水及废水 |
3.在每个橡胶膜片上开有5600个按一定的规律及形状的开闭式孔眼。当充气时，空气通过布气管道进入橡胶膜和曝气托盘之间，在空气压力的作用下，使橡胶膜微微鼓起，孔眼张开，达到充氧的目的。
橡胶膜片制品，要求材质采用进口高分子优质合成橡胶，其性能指标符合污水处理要求，使用寿命要大于5~6年以上。橡胶原材料制品进厂附带合格证，还要抽样检验其外观质量、机械物理性能和几何尺寸，特别是邵氏A硬度，合格率要求达到100%，不合格制品当场作为废品处理。本公司一直采用德国拜耳公司上海三普销售公司的丁纳橡胶 EP G 3565橡胶膜片(EPDM)。
八、安装、运行与维护手册
1.空气分配管的安装
空气通过空气总管到布气支管，最后从微孔曝气器散发进入水中，达到充氧的目的。
空气导流球形微孔曝气器将安装在池内布气支管上，曝气池内空气支管的布置是按照每个池内曝气器的数量，曝气池的形状等因素确定的。
微孔曝气器立面布置尺寸，其表面距池底约250mm，布气管中心距池底约150mm。
风管流速一般为干管、竖管10~15；支管、布气管4~5 m/s.
布气支管末端设置一个活动法兰盖，以便调试、维修时可利用空气吹掉管内的杂物。在布气主管的末端还设置了排污装置，该装置是利用压缩空气将管道中的积水排空，能保证曝气系统长时间正常运行，减少了布气管道内的阻力和结垢可能性。
安装时，先把水平调节支架按设计要求尺寸用膨胀螺栓固定在池底，安装在调节支架上的布气支管在一定的范围可以任意上升或下降，因此可以确�？掌计Ч艿乃桨沧�，在可能高低不平的池底地面上安装管道将不再困难。
池内空气管道采用UPVC工程塑料制作，与微孔曝气器连接的空气支管均可以在厂内预制后运至施工现场。
2.微孔曝气器的安装
在空气支管上按设计的间距预先开设Φ6mm孔眼，开孔中心连接曝气器接咀（DN20），开孔之间的中心误差不大于±0.5mm�？掌馨此蟮某ざ仍ぶ坪笤酥涟沧跋殖�。
在安装曝气器以前空气管道必须清理所有的杂物，确认空气管网是清洁的。使用空气吹除或清水冲洗以去除内部可能堆积在管端的所有碎片和残渣。
将微孔曝气器拧入已预制好的布气管连接器上，注意不能拧得太紧。
安装完成后检查橡胶膜有无损坏，橡胶垫圈和连接器是否完好。
为了确保曝气器运行是不振动且永久保持水平，布气管上设有水平调节器支架，以M10不锈钢膨胀螺栓固定在池底，使空气布气支管的水平误差控制在5±1mm以内，以便水平调节支架的调节。
3.运行与维护
在开始运行以前清除曝气池中的所有杂物。
曝气器安装完成到试运行和正式运行之间的时间间隔应尽可能短。
在已经安装曝气器但还未运行的好氧池内禁止进行油漆、焊接和其他施工，以免对曝气器橡胶膜造成损坏。
检查空气开关，并注入清水，至少淹没曝气器100~200mm。短时间供气后关闭切断气源，逐个检查曝气器与空气管网的气密性，如果某处因为密封不良而有漏气，此处便会出现气泡。
检查所有管道接口等密封处是否有漏气现象。
在标准通气量1.8m3/h个的条件下，检查曝气布气是否均匀，每个微孔曝气器透气面积大于80%。
检验和试验均参照CJ/T3015.1~2-93、CJ/T3015.4-1996国家行业标准规定的要求进行。
如果完成试运行检查后没有立即投入正常运行，则需将水位至少提高到淹没曝气器1米以防止紫外线和可能出现的极冷与极热的天气温度对橡胶膜产生不利的影响。
在间隔时间较长的情况下考虑到池内水份的蒸发，应及时补充清水。曝气器每天应以标准的空气量曝气至少十分钟。
在气温低于0º时，池内水位大约为1.5~2米以防止曝气器被冷冻，温度越低，池内水位应越高。
4.运行
在正常运行时通过调节空气流量来保持水中的溶解氧处于理想状态下，但所调节的空气流量应在曝气器允许的范围内，在空气流量较高时，曝气器的水头损失较大而氧转移率较小，而较小的空气流量则不能充分发挥曝气器的性能，并且池内曝气可能不均匀，因此最理想的调节是在推荐的空气流量范围内进行。
推荐的空气流量值范围为1.5~2.5m3/n•h，可正常曝气的空气流量值范围为1.8m3/n•h，临界流量4m3/n•h，仅在需要清洗时短时间使用，每次不得超过10分钟。
水温控制范围为5℃~35℃。
进入微孔曝气器的空气应是无油、无灰尘和化学溶剂的。
5.问题及对策
由于HNBQ-D215型微孔曝气器橡胶膜片采用了高性能、高质量的EPDM橡胶材料，在正常运行过程中仅需要少量的维护即可。对曝气系统进行周期性的检查，尤其是曝气器的水头损失，这将有助于运行人员判断曝气系统是否在最佳状态下工作。
6. 以下是可能出现的问题及其处理方法：
a、曝气池中某个区域出现较大的气泡
1. 空气布气管渗漏：
处理方法：排空有问题区域的水，用小空气量鼓风检查，确定渗漏的位置并修复。
2. 曝气器橡胶膜损坏：
处理方法：排空有问题区域的水，用小空气量鼓风检查曝气器，确定渗漏的曝气器，更换橡胶膜片或整个曝气器。
b、气泡不均匀：
1. 空气量不足：
处理方法：检查鼓风机运行是否正常。
2. 空气管上的阀门关闭或没有完全打开：
处理方法：检查阀门是否处于开启状态。
3. 池内曝气系统安装情况不理想：
处理方法：排空有问题区域的水，检查曝气布气管的水平误差是否在±6mm以内；检查空气管道和接口是否已结垢堵塞，如有，用空气吹除和高压水枪冲洗。
4. 橡胶膜片上结垢：
处理方法：检查橡胶膜上是否结垢，如有，清洁橡胶膜；更换橡胶膜片或整个曝气器。
c、水中溶解氧不正常地降低，曝气系统的水头损失增加：
1. 橡胶膜片上结垢：
处理方法：检查橡胶膜上是否结垢，如有，清洁橡胶膜；更换橡胶膜片或整个曝气器。
d、整个曝气池中溶解氧水平不一致：
1. 空气量不足：
处理方法：检查鼓风机运行是否正常；检查空气管上的阀门是否位于开启状态。
7.维护与保养
1.操作人员应经常检查曝气系统的曝气状况，如果曝气系统在水头阻力增大或气泡形状发生变化，曝气器就需要清理诸如碳酸盐、铁盐、铝盐和生物污泥等沉结物，曝气器橡胶膜上的结垢将导致出气量的减少，曝气系统氧利用律降低，水头损失增大。
2.定期进行排水清理是理想的保养方法，期限的长短则取决于所处理水的性质、处理工艺等因素。
3.在排水清理维护保养时注意不要让橡胶膜表面上的沉结物干燥结块，需立即进行清理。沉结物的干燥结块将使清理工作困难，从而影响曝气器的性能。
4.生物污泥可用物理方法去除，使用刷子清理橡胶膜表面或用高压水枪冲洗。在用高压水枪清理时注意应使水枪的枪嘴与橡胶膜表面保持大约500mm的距离，以防止损坏橡胶膜。
5.碳酸盐等结垢应以化学方法去除，将一定量的甲酸随空气进入曝气系统，加入甲酸的比例取决于结垢的程度，清理时并不需要将曝气池内的水排空。一般情况下每年清洗一至二次。
6.在微孔曝气器被损坏或认为清理保养后也不能满足性能要求时可更换橡胶膜片或更换整个曝气器，更换方法与安装方式相同。
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