10

Jan

2019

污水处理各种曝气器优缺点对比

现在世界主流，数量上还是盘式曝气器比较多，不过管式有取代它的趋势，而且是很明显的。

现在主要使用的是微孔曝气器，从材质上分，主要分为：陶瓷 刚玉;或者 膜式(包括盘式和管式)曝气器，各有优点利弊，不过膜式是绝对的主流，刚玉和陶瓷在国外已经使用得越来越少了。

一、从传氧效率上说，好的 刚玉和陶瓷曝气器，不比膜式的微孔曝气器差，甚至要高一点(这种材质的盘式EDI也有，质量还不错，不过相对来说太贵了;现在在欧美也基本不用了，在中国更加推不出)。他们的原理，是把一堆混合物，石英沙、石灰之类的东西倒入膜具成型，然后经过几个工艺段烧制，使得里面部分的混合物烧没了，充满孔隙，当空气经过这些孔隙的时候，就会被分割成微小气泡。(我没生产过这玩意，不知说得对不对，欢迎指正)。

刚玉陶瓷曝气器的最大缺点，在于他们的孔隙会结垢。曝气器一开始运行的时候，压力损失是比较稳定，但运行到一定时期后，压头损失会突然急剧增大——这就是结垢的原因了。具体结垢成因分两类，以后专门跟帖讨论。

这种状况无法避免，就算你一直连续曝气不停，也会长。不过据某些我碰到的客户说，他们地区有点特殊的生活污水水质，不存在这种状况，但谁知道呢?他们只是凭感觉，也没有提供数据，我也不好继续问。

生物垢生成后，解决的办法主要有两种：1、加往曝气管里面加酸清洗，边运行边加。这种控制已经很成熟。不过污水厂稳定状态后，很多系统12小时左右就要加一次，至于用量多少，要看具体情况了。

2、把曝气头拆卸下来，丢到炉子里烧。烧完就可以再生，接近全新的状态——不过比较麻烦。

按照主流观点，刚玉和陶瓷曝气器是可以永久运行的，不会损坏的。其实具体到每个品牌，并非这样。因为刚玉或陶瓷曝气器生产的工序相对较多，从材料和工序都要比较严格地执行，才能出精品。如果工序或材料没把好关，就会导致在使用一段时期后，孔隙中某些东西脱落，孔隙变大，传氧效率下降。可以说，单从样品上，你要判断一个刚玉或者陶瓷曝气器的质量，难度是相当大的——比判断膜式微孔曝气器更加困难。

从成本上说，刚玉和陶瓷 比 橡胶膜式的，要贵，绝对要贵，这也是他们用得越来越少的原因。当然，这个贵是相对的，你拿国产的刚玉陶瓷，和进口的膜式曝气器比，就要便宜。

刚玉陶瓷曝气器没有止回功能，一般只有盘式，我也只见过盘式。

二、膜式微孔曝气器，结构基本是比较简单的。里面一个支撑盘(或管)，然后把膜套在外面，通过拧紧，或者不锈钢卡箍的方式，固定，就OK了。曝气器和供气管道的连接，一般有 螺纹连接 和 安装连接两种。

膜式曝气器最核心部分，在于曝气膜本身。有两个关键点：打孔方式、材质。

打孔方式主要有两种：激光打孔和机械打孔。激光打孔是通过激光照射，在膜的表面烧出一个小孔。缺点是有损料，而且孔周边部分的橡胶也变质了，闭合性能差，在国外基本不采用。机械打孔，是用精密刀具，把膜的表面切开，一般应该是无损料，这样在鼓气的时候，孔张开，不曝气的时候孔自动闭合，防止回漏。

现在顺便夹带些私货，推推自己的产品。EDI的膜片经过100万次开闭合的耐久性试验，每5秒钟开/闭合一次，经过100万次后，证明闭合性能依然相当良好——当然现在每个品牌的曝气器都这样宣称了。

言归正传。

现在膜的材质，最常用是 EPDM(三元乙丙橡胶)。这种橡胶从耐久性、寿命、抗老化，亲水性等各方面考虑，都是最优选择。生物污水采用这种橡胶是最合适的，常规的工业废水也应该选用这种材质的膜。

具体到每个品牌的橡胶材质，一些配方，则是曝气器商最核心的东西了。因为这直接影响这曝气器的性能和寿命。比如，你想把孔打密一点，打细一点，这样能提高传氧效率。但是如果材质达不到一定要求，孔打细了，可能一曝气就把膜撕裂。大家如果有机会接触，不妨对比一下各个厂家的膜片打孔密度。还有，一般好的橡胶膜，表面的光泽是比较少的，像皮鞋一样发亮那种，其实橡胶的含硫量比较多，用久了容易老化和发硬，压损会增大。

不过它也有外来危害，主要是：烃类、芳香族。如果污水中大量存在这些化学物质，就不能考虑EPDM了。EPDM耐温是176摄氏度以下。

还有一种听得比较多的材质，就是硅橡胶(EDI也有做，质量也很好)。从客观科学规律上说，硅橡胶材质曝气器的性能绝对比不上EPDM。(按照清水中算)

从原理上分析，因为亲水性硅橡胶比EPDM差。越亲水的材质，水越容易帖到材料表面，气泡越容易离开材料表面;亲水性差的，气体要在材料表面形成更大直径的气泡才能离开膜表面，导致了传氧效率的下降。至于亲水性是怎么一回事，可以简单这样理解：你把同样大小的水滴滴到材料水平表面，水散得越开的，亲水性越好。(当然，曝气器的传氧效率，也不仅仅是亲水性能一个因素决定)。亲水性好的材料，据说会增加表面结垢的机会。不过我个人不大认同这种说法。

硅橡胶也有其用武之地，就是EPDM不能用的时候，可以考虑用硅橡胶。硅橡胶的耐温也要广一点，是-65～232摄氏度。硅橡胶的主要外来危害，是酸类。

还有几种特别的膜片材质，简单介绍一下：聚氨基甲酸酯PU，腈类Nitrile、醇类Alcohols，氯丁橡胶Neoprene 这些材质的膜，都有各自的特殊外来危害。

还有一种据说什么都不怕的终极膜片：氟橡胶。

以上的各种材质的膜，EDI都有做，不过主要是EPDM，除了EPDM和硅橡胶，其他我都没卖过，见倒是见过。在我们的宣传册中，对于其适用场合和外来危害有介绍(这个介绍是针对客观材质本身，和品牌无关，无论什么品牌的都是这样)。

三、介绍一下管式和盘式。

盘式是使用得较早，较成熟的曝气器。一开始的曝气器就是盘式的，而且是刚玉和陶瓷材质的(这种材质的盘式EDI也有，据老外自己说质量还不错，不过贵得离谱;现在在欧美也基本不用了，在中国更加推不出)。盘式的缺点主要如下。1、存在曝气死区(简单分析，整个盘底都是)，搅拌性能不如管式。2、相对浪费管道，整个工程造价要高于管式。3、不曝气的时候，泥就直接沉积在盘的表面，再次启动直到要把泥重新搅拌起来，比起管式要多耗费30～40%的能量(据老外说是他们在美国的两个类似的SBR工艺中对比，结合计算得出的结论)。4、布置密度不如管式，如果你池子比较小，曝气量又十分大，这样就只能用管式了，因为在这平面内无法布再多的盘了。

优点：从国标上规定，盘式压头损失要比管式小一点，大概1000pa;传氧效率比起某些管式，要略高一点点。

与盘式相比，管式的优势很明显：

1、搅拌性能好。整个管式曝气器，是360度打孔的，不存在曝气死区。

2、节省了部分管道的费用，工程造价要明显低于盘式。

3、不曝气的时候，泥只能沉积在管面最中间很小的范围(这个范围EDI是不打孔的)，稍稍往边一点弧度就增大，泥就无法沉在上面。再次启动的时候，一振就把泥振起来并且迅速搅拌。所以在SBR、CASS这类工艺中，管式优势十分大。

4、在曝气量要求很大，池面面积相对较小的情况下，只有管式能满足要求。

虽然管式的压头大于盘式，传氧效率略低(EDI的产品，同等水深海拔气温条件下，如果一般的管式在清水中的理论传氧效率能选取30～32%，盘式就能达33%)，但是在设计中已经考虑了这点。通过适当多布一些管道，来保证管式能达到和盘式同样的传氧效率，至少我们是这样做的。

而且曝气系统的压损，主要来自水深的压力(一般5～6米的水深)，管道压损和那1000pa差异(设计中已经被平衡了的)，几乎可以忽略。

四、介绍一下膜式微孔曝气器的止回功能

主流的止回功能有两大类，应用在盘式曝气器。1、单考膜片本身的闭合功能止回;国外品牌和一部分国内品牌都是这样做;2、增加止回阀，相当部分国内品牌采取这种方法。

膜本身的止回，没什么太复杂的东西。主要取决于膜的材质和打孔技术。最后就是能不能通过耐久性测试，而且这个测试是不是真的货真价实。

止回阀的原理也很简单，就是管道和曝气器连接的部分，在管道出气孔上面放置一个玻璃球(或者钢珠)，供气的时候气体把球吹起，不供气的时候玻璃球在重力作用下压住供气孔。

有一种观点认为，加止回阀本身会增大系统压损，不可取。个人认同这种看法。