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曝气头阻力损失研究

 曝气头是通过空压机提供动力,将空气注入曝气池水中,曝气器曝气过程是将气相介质注入液相介质的传质过程。这一过程我们关注两点:一是曝气阻力损失,即气相介质注入液相介质的压头损失(传质消耗的能量);二是传质后气相介质的形;态,即气泡分布均匀性。我们希望以最小的阻力损失换取最好的曝气盘曝气效果。因为一方面曝气器阻力损失的大小直接影响到污水处理厂的运行成本费用,膜片式曝气器的阻力损失越大,相应鼓风机的功率就越大或者鼓风机台数越多,一个污水处理厂有三分之一的运行费用花在电费上,而其中50%~60%的电费用在鼓曝气上;另一方面,如果曝气阻力损失太大,说明盘式曝气器的工况条件较差,将直接影响曝气器的使用寿命,所以尽里咸小曝气阻力损失是我们在设计曝气头器时必须考虑的问题。
 

宏观上微孔曝气头的曝阻力损失的大小取决于两方面:一是取决于曝气盘设备本身,主要包括开孔数里开孔大小以及孔型:其次就是取决于曝气工况主要是指曝气里大小,曝气头的曝气里多少,将直接响曝气阻力损失的大小,从流体力学理论的角度讲,它们之间比关系;但由于橡胶膜上的小孔孔径随曝=里的改变而改变,所以曝气里与曝气阻力之间的确切关系,无法根据流体力学得解,应由试验确定。
  曝气头的曝气阻力损失与橡胶膜上开孔孔径呈反比o造成这种现象的原因是:孔径大的孔比孔径小的孔易张开,造成通过孔径大的孔曝气所需克服的阻力比通过孔径小的孔曝气所需克服的阻力小,所以曝气器的曝气量驸损失与橡胶膜上开孔孔径呈反比。但是,由于橡胶膜.上的曝气孔越大,其曝气时的气泡就越大,气泡太大将影响曝气头的充氧能力,因为- 方面在气星相同的条件下,气泡太大,其与水体的接触面积就小,另一方面大气泡在水体中的上升速度比小气泡要快,自然大气泡在上升过程中与水体的接鲥间就短。所以在设计时,不能-味的追求曝气阻力损失小,而忽略其充氧能力,一 般最好将气泡直径控制在3 m地内。2.3不同孔型对曝气阻力损失的影响
试验中分别用圆锥-字锥和三棱锥在橡胶膜上打孔,打孔面积和孔数均相同,通过试验获得的曝气阻力曲线如图4用圆锥打孔的曝气器,其曝气阻力损失平均为950明字锥横打孔的曝气器(即吼向与曝气器的轴向一致)其曝气阻力损失平均为6 0 0 0用子;字锥竖打孔的曝气器(即孔向与曝气器的轴向互相垂直),其曝气阻力损失平均为11 0 0用三棱锥打孔的曝气器,其曝气阻力损失平均为4000pa.
   用三棱锥打孔的曝气器,其曝气阻力损失最小。用一字锥横打孔和三棱锥打孔的曝气器,它们的曝气阻力损失较小用圆锥打孔的曝气器和用一字锥竖打孔的曝气器,其曝气阻力损失较大。造成这种现象的原因是:三棱锥打的孔比一字锥和圆锥打的孔易张开 ,造成气体通过三棱锥打的孔所需克服的阻力比通过一字锥和圆锥打的孔曝气所需克服的阻力小,所以用三棱锥打孔的曝气器,其曝气阻力损失最小,曝气效果最好。另外我们注意到:同样是一字锥横打孔, 与用一字锥竖打孔的曝气器相比,用一字锥横打孔的曝气器,其曝气阻力损失比较小。造成这种现象的原因是:曝气器曝气时变形主要发生在径向在轴向方向上变形可以忽略不记。用一字锥横打孔的方向是沿着轴向,而用一字锥竖打孔的方向是沿着径向,所以用-字锥横打的孔比用一字锥竖打的孔容易变形张开,造成用一字锥横打孔的曝气器比用一字锥竖打孔的曝气器曝气力损失小。

      同氯丁橡胶曝气器相比,三元乙丙曝气器曝气阻力损失减少了45造成这种现象的原因是:三元乙丙橡胶的弹性比氯丁橡胶好,三元乙丙橡胶上的孔比氯丁橡胶上的孔易张开,造成通过孔径大的孔曝气所需克服的阻力比通过孔径小的孔曝气所需克服的阻力小,所以三元乙丙橡胶膜曝气器的曝气阻力损失与氯丁橡胶曝气器小。此外,三元乙丙曝气头还具有优越的耐热、防紫外、耐酸碱、抗老化、抗撕裂耐候以及防化学性物质侵袭的性能,被广泛的应用于城市污水和工业废水的处理工程中。但在含油、芳香烃物质的污水处理领域,我们不推荐采用该种橡胶膜,可以考虑采用氨基甲酸乙脂橡胶膜等。

      (1曝气头不必过分强调所谓的微孔曝气,孔径稍微增大,可较大幅度提供空气流里,以降低曝气阻力,在-定程度上,其节省的能耗带来的经济效益大于因孔径增大氧的利用率下降所损失的效益:

      (2在橡胶膜强度允许的条件下,单位面积橡胶膜应该尽可能的增加开孔数里,以降低曝气阻力,这样一方面能降低系统能耗,另外还能增曝气器的使用寿命;

      (3在橡胶膜孔型设计上;应该优先采用三棱锥型的,以获得更好的曝气阻力损失;

      (4在橡胶膜材质选择上,如果水质条件允许的话,推荐采乙丙橡胶;

      . (5经过对以上各因素进行优化后,曝气阻力损失基本能控制在了000Pa并具有较好的充氧能力。
以上就是我们石家庄沃斯特环保曝气头阻力损失的测定。本文来自www.wositehuanbao.com 
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