215型曝气器技术方案.doc

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1、YHQW-215空气导流球形微孔曝气器设备技术描述江苏神洲环境工程有限公司作为国内较有影响力和知名度的微孔曝气设备专业制造企业，拥有多种规格和种类的曝气设备可供广大用户选用，此次作为贵工程曝气设备采购招标的单位之一，选用本公司的专利产品YHQW-215空气导流球形微孔曝气器参与本项目的竞标。一、YHQW-215空气导流球形微孔曝气器特点及优势：传统的微孔曝气器是由平片状橡胶膜片紧贴在平面的支撑板上。这种微孔曝气器的膜片扩张拉伸是靠橡胶自身的弹性来实现的，膜片的拉伸量相对较小，因而造成微孔曝气器的曝气阻力较大，膜片容易老化撕裂，这使得充氧能力降低、用电消耗加大、设施维修更换工作量加大。针对传统微

2、孔曝气器上述缺点，本公司自主开发，经过多年努力，开发出了新一代的微孔曝气器。该微孔曝气器的主要特点在于：u 将传统微孔曝气器的平片状橡胶膜片改为球冠形橡胶膜片；它代替了平板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

3、使用2年）。u 近年市场上球冠形的橡胶膜曝气产品也出现了不了，但球冠形结构设计于曝气充氧的这种特定产品中，从流体力学角度分析是很有讲究的，首先球冠高度不能过高，否则阻力就大且膜表面出气率不高，达不到高效节能的效果。其次因橡胶膜紧贴于光滑的塑料支撑板表面，经高温气流不断鼓吹摩擦，会积蓄一定量的静电，橡胶膜就会受静电影响紧贴于支撑板面上，特别是中下部，因而如果偶尔要停机片刻再启动，则瞬时阻力较大，而本公司橡胶膜片采用机械打孔技术，设有3060个孔眼。主要是提高了曝气充氧能力和扩大曝气服务面积。曝气器底盘支座：在底盘支座增加了6条空气导流槽和导流圈（见下图1）；空气导流圈设在底盘支座下部与膜片连接1

4、cm处，尺寸为宽0.5cm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。空气导流球型微孔曝气器在合成橡胶膜片上开有3060个按一定规则排列的开闭式孔眼。充气时，空气通过布气管道。空气均匀进入橡胶膜片之间，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2mm）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。空气中所含的少量尘埃，也不会造成曝气器的

5、缝隙堵塞。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。从外形构造看，YHQW型球型曝气器工作时气泡是向周边扩散再斜线上升的，而平板形则只能是垂直上升，这样其服务面积和充氧效果就肯定有差别，实际运行效果也证明了这点。微孔曝气器的膜片因构造不同受力有很大差别，根据“小垂度理论”，平板式盘式膜片和球型膜片，如果充气后其变形为零时，其膜片的拉应力就是无穷大。因

6、此，气压使膜片产生变形，气压高变形大，相应应力也大。同时，相同的气压，不同的曝气器膜片的不同构造产生不同的内部应力。据此，我们可将各种膜片式曝气器膜片内的应力作一分析：1、直径215盘式膜片，按充气后膜片鼓起（挠度）为21.5计，如图2 设气压为60kpa=0.6kg/3，简化计算，取单位截条，用小垂度柔线计算理论（BK卡楚林），可计算截条的拉力为： HpL2/8f， 式中：p-0.6kg/2L-21.5f-2.15代入H0.621.52/82.156.93kg69.3kN膜片厚按0.2计，则膜片内应力为：6.93/0.21=34.65kg/c=3.465Mpa注：Mpa（合成橡胶扯断强度单位

7、）2、YHQW型球型曝气器，膜片成球形，取直径为215，充气压力按60kpa，充气后膜片鼓起（挠度）只有10，简化计算，取截条应力H0.621.52/810.216.125/c1.6125Mpa从以上数据可以得出结论：YHQW型球型曝气器的外观设计对橡胶膜片的使用，明显优于平板型的曝气器。从曝气头正顶面看，YHQW型曝气器的膜片设有ABS塑料部件压着，工作时是自由的，而平板形则有一个ABS压盖，因此，两种产品的使用寿命也不同。u YHQW型曝气器与管道采用了锥形螺纹连接。平板形有螺纹和插板式两种连接方式，锥形螺纹连接密封性能好，便于水下维修。插板式连接易漏气，而且不宜水下检修更换。u 在膜片与

8、螺纹压板之间采用密封性能更好的折凹式结构。解决了风量过大时曝气膜片容易脱落的现象。u 膜片与螺纹压板之间采用机械拧紧方式，保证每个曝气盘的密封性。u 微孔曝气器膜片采用一种内在的止回阀设计。当空气关闭后，薄膜的中心落在薄膜托板的孔上，而未穿孔的区域恰好覆盖住空气释放孔，就像一个止回阀一样能防止液体倒流进曝气系统中去。同时，根据污水处理工艺的特点，开发了具有独立止回阀与膜片止回双重作用的微孔曝气器，公司生产的微孔曝气器在结构上设计了具有双重止回作用的曝气器，首先在支承架上部设密封环，利用橡胶膜片的自身弹性进行密封。在进气管内设有T型密封装置，当突然停气时，T型密封装置会在水压作用下迅速密封进气通

9、道，防止水进入曝气管内，特别适合于SBR、CASS等间歇曝气工艺。u 曝气膜片在曝气器系统最关键附件，它品质的好坏之间影响到曝气效果。本公司生产的曝气膜片采用进口三元乙丙胶（EPDM）制成，抗老化、耐腐蚀、经久耐用。u 本公司拥有独立的膜片生产线，保证每片橡胶膜片的质量都能控制在最佳状态。u 每片原料电子称称重u 高压注塑压机注压成型u 半成品膜片的分检，曝气膜片从原料加工到成型都经过严格把关，保证每片膜片都万无一失。u 产品采用高科技数码控刀开孔技术，该技术用三大好处：一、密封防渗漏性好； 二、抗撕裂寿命长； 三、抗表面附着避免外堵；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

10、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，大大降低了曝气器启动工作时的通气阻力。同时增加了膜片的使用寿命（可以保证在5年以上）。特别是在低气量工作时，仍能发挥这一特性。该曝气器在内部单独设置有单向止回阀。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。u 产品采用独特的“工”字组合孔隙，曝气器微孔是由一个直线孔隙加二个横线孔隙组合而成，组合的孔隙呈“工”字形状，组合孔是自身可产生细微动作的对称二片结构，排气是通过孔隙自身的对称二片结构的细微动作而进行。因此，

11、一是缓解和避免了易撕裂末端，膜片运行可靠性提高；二是改变和分散了膜片整体受压向外膨胀的状态，膜片抗疲劳性能提高；三是如有堵塞物则较为容易通过组合孔排出，膜片防堵塞性能提高。 膜片上的的工字组合孔形状图照如下：曝气器膜片采用“工”字组合孔，实现了微孔隙的自身张合可变，使膜片的增大孔隙量、降阻力、抗堵塞、抗疲劳、抗老化、抗撕裂等一系列问题迎刃而解。 膜片上大量的对称二片结构，解决了空气可以流畅的从自身可运动的微孔隙通过而形成微泡。因为对称二片结构只会是确保空气均衡流畅排泄，气压差分散到大量对称二片结构自身的细微动作，使膜片的受压几乎为零，所以气流不可能使对称二片结构扩大而脱离微孔隙的范畴，更不存在

12、膜片膨胀的问题。权威检测机构对工字组合孔膜片检测的氧利用率是50%以上（10米清水测试），就是很好的证明。“一”字孔就是一个孔隙，而“工”字是三个孔隙，孔隙量增加了三倍。 下表是采用膜片“一”字孔和“工”字组合孔优缺点比较： 序号内 容“一”字孔“工”字组合孔01孔隙形式 “一”字形状的孔隙，孔隙单元由一个缝隙而构成。 “工”字形状的组合孔，孔隙单元由一个竖缝隙与二个横缝隙组合。 02孔隙结构 单一线状缝隙，存在二个易撕裂末端。 “工”字形组合孔二侧,构成可以产生细微动作的对称二片结构。 03工作原理 膜片整体膨胀方可以使孔隙张开，孔隙自身不能动作。 无需膜片整体膨胀，组合孔对称二片结构孔隙自

13、身能张合可变。 04排气动作 膜片整体受压膨胀，孔隙方可以张开排气。 膜片不膨胀，气压差分散至组合孔的对称二片结构自身动作而排气。 05排气阻力 膜片整体受压膨胀阻力大。 将膜片整体膨胀改变为分散的对称二片结构的细微动作,阻力小。 06孔隙撕裂 单一线状缝隙，存在容易产生撕裂作用的可延伸末端。 对称二片结构的缝隙，缓解和避免了孔隙的易撕裂末端。 07膜片疲劳 膜片整体受压膨胀易疲劳 对称二片结构动作不易疲劳 08细微颗粒 灰尘等细微颗粒，容易被单一线状缝隙卡住。 灰尘等细微颗粒，难以被可产生细微动作的对称二片结构卡住。 09孔隙数量 一个孔一个孔隙 一个孔三个孔隙。 10耐用程度 运行时是膜片

14、整体膨胀，使膜片耐用程度低。 运行时大量分散的对称二片结构的细微动作，使膜片耐用程度增高。 从上表中的比较可以明显看出采用“工”字孔在曝气效果中起的作用，建议选用。u 在曝气器和管道连接处安装有公司专有技术-连接锁定装置。该装置能有效解决由于长期运行，曝气器和管道产生抖动，而造成连接处慢慢的松动，时间一长容易造成曝气器脱落现象。u 该微孔曝气器已获国家三项实用新型专利（专利号:ZL02 2 08488.6，ZL2003 2 0120322.7，ZL2007 2 0040706.6）和两项外观设计专利（专利号:ZL2007 3 0042868.9，ZL 2008 3 0234158.0），其各项

15、性能指标经同济大学环境保护产品检测中心检测达到国际先进水平。膜片材料性能经国家橡胶密封制品质量监督检验中心检测具有较高的扯断伸长率。详见有关检验报告。YHQW-215型空气导流球型微孔曝气器结构设计具有显著的优点（由此获得国家专利五个）：l 中心无孔区加厚设计 （止回、辅助打开、防止膜片中心撕裂）l 防松动锁紧装置设计 （防止曝气器和管道抖动造成曝气器脱落）l 镶嵌式密封结构设计 （防止膜片脱落）l T型止回阀设计 （防止回流）l 内部导流槽设计 （提高布气均匀性）l 独特型的开孔设计 （提高膜片抗堵塞及布气均匀性能力）u 独家拥有的水下检修技术及配套装备。由于本公司YHQW-215型球形微孔

16、曝气器的科学结构设计，使得该设备运行于水下十分稳定，万一出现水下运行故障也十分方便于水下检修，无须排水！因为橡胶膜片的曝气器其易损件就只有橡胶膜片，其它部件都是工程塑料或不锈钢材料制成，使用寿命至少在15年以上是勿庸置疑的，因此系统出现故障也就发生在膜片上，而球形曝气器与管道采用的是灵活的螺纹连接方式，当出现故障时注意不能停止风机运行，因为这样是为了确保空气管道内有足够的气压阻止污水或污泥从发生故障的曝气头进入管道内腔，这样有了风机供气的大压力条件下进行水下检修就不必担心污水污泥进入管道内腔，此时专业潜水检修人员潜入发生故障的水域，通过水上指导人员用水下通讯电缆随时进行对话沟通指导，水下潜水检

17、修人员就能顺利的发挥其技术专长进行有效快捷的水下检修作业。具体操作是找到发生故障的曝气头并将其拧下再将新的备品曝气头原位安装上去即可，拆下的已损坏的曝气头在岸上即可用专用工具打开压盖换上新的橡胶膜片即又可重复利用！u 本公司现拥有三条管道生产线（二条ABS管道生产线和一条UPVC管道生产线），对整个曝气器系统关键部位都由公司自己来控制，保证了整个曝气器系统的质量。 u 曝气器其它配套附件生产情况u 关键部位都由公司自己控制。基于以上几点，结合本公司已有的众多同类工程的业绩及积累的丰富经验，再加上优良的售后服务，我们完全有信心为本工程提供理想的曝气设备及服务。二、曝气器设备的主要技术性能指标 基

18、于以上几点，结合本公司已有的众多同类工程的业绩及积累的丰富经验，再加上优良的售后服务，我们完全有信心为本工程提供理想的曝气设备及服务。（1）主要部件材质：序 号主要部件名称材质1曝气器橡胶膜片EPDM2曝气器内部止回阀EPDM3曝气器托盘ABS工程塑料4曝气膜片压紧环ABS工程塑料5连接O型密封件EPDM6管路固定及水平调节支架ABS工程塑料7支架与管路连接件ABS工程塑料8曝气器支管UPVC工程塑料9曝气器布气主管UPVC工程塑料10冷凝水排排放装置及附件ABS工程塑料11冷凝水管件ABS工程塑料12固定件（膨胀螺栓、螺母）AISI304不锈钢设备的质量性能指标按HJ/T 252-2006中

19、华人民共和国环境保护行业标准和建设部发布的水处理用橡胶膜微孔曝气器行业产品标准，编号为CJ/T264-2007执行。（2）主要技术性能参数技术性能指标单位曝气器检测数据膜片有效直径mm215曝气量范围M3/h1.04.0服务面积M2/个0.250.5氧利用率51.14-57.1充氧能力 KgO2/h0.32-0.63理论动力效率Kg/kw.h5.07-5.76阻力损失Pa2400-3080水中气泡直径mm1.03.0注：10M清水试验条件下的数据（见附件曝气器性能检测报告）（3）主要管材、管件性能表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/163380尺寸变化率沿长

20、度方向%GB/T6671.1862.5沿直径方向%GB/T6671.1860.8扁平无破裂现象密度g/cm2GB1033-861.031.07腐蚀度g/cm2GB4218-84HCL 10%2.5HCL 352%H2SO4 302%2.5HNO3 402%NAOH 402%1.5ABS管件物理机械性能项 目测试方法单 位指 标比重GB1033-86G/cm31.03拉伸强度GB/T1040-92Mpa35弯曲强度GB9341-88（ABS）GB1042-79（ABS）Mpa52冲击强度GB1843-80（ABS）GB1043-93（ABS）KJ/cm223维卡软化温度GB/T8802-8891

21、线膨胀系数GB1036-86K-1110-4洛氏硬度GB9342-88R100热变形温度GB1634-7980导热系数W/MK0.15ABS粒子物理、化学性能表指 标 名 称指 标试 验 方 法平均密度 g/cm31.031.07GB1033拉伸强度 Mpa3545GB1040弯曲强度 Mpa5269GB9341冲击强度（缺口23）J/m118.0GB1843洛氏硬度 R98108GB9342热变形温度 86GB1634维卡软化点 80GB1633UPVC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/163380尺寸变化率沿长度方向%GB/T6671.1862.5沿直径方向%

22、GB/T6671.1860.8扁平无破裂现象密度g/cm2GB1033-861.031.07腐蚀度g/cm2GB4218-84HCL 10%2.5HCL 352%H2SO4 302%2.5HNO3 402%NAOH 402%1.5UPVC管件物理机械性能项 目测试方法单 位指 标比重GB1033-86G/cm31.03拉伸强度GB/T1040-92Mpa35弯曲强度GB9341-88（UPVC）GB1042-79（UPVC）Mpa52冲击强度GB1843-80（UPVC）GB1043-93（UPVC）KJ/cm223维卡软化温度GB/T8802-8891线膨胀系数GB1036-86K-1110

23、-4洛氏硬度GB9342-88R100热变形温度GB1634-7980导热系数W/MK0.15UPVC粒子物理、化学性能表指 标 名 称指 标试 验 方 法平均密度 g/cm31.031.07GB1033拉伸强度 Mpa3545GB1040弯曲强度 Mpa5269GB9341冲击强度（缺口23）J/m118.0GB1843洛氏硬度 R98108GB9342热变形温度 86GB1634维卡软化点 80GB1633（4）橡胶膜片材质性能表橡胶膜片制品，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，使用寿命至少5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

24、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。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1.72KN/m6抗撕裂系数720%7回弹性45%8抗扭强度17.2N/mm29曝气器膜片直径215mm（展开表面为230 mm）10曝气器膜片厚度2.2mm+0.1mm11通气量推荐值2.0m3N/h12水头损失40% (1.52.0m3/h) 6米水深14理论动力效率（清水）5.6kgO2/kw.h15在水中可产生的微孔气泡直径2mm16硬度（邵尔A）60217耐酸系数（28%H2SO424h）0.9818耐碱系数（38%N

25、aOH24h）0.9419耐油（1#标准油，常温）1.8020耐水7d（自来水常温168h）增重1.5%体积变化率1.84%21拉伸屈服应力18.0Mpa22冲击强度118.0 J/m23球压痕硬度63.0 N/min三、曝气头清洗系统（可选）本公司提供1套完整的酸洗设备。包括移动式投酸车、投酸喷头、其它附件。酸洗设备应为操作灵活、移动方便的带轮子手推小车，车的骨架为结实耐用的AISI304不锈钢材料制作。车为装配式的，只要插上电源就可以使用。投酸车上主要包括：药箱：采用密封式的箱体，采用PE材料制作，箱上有螺旋帽盖、液位指示计、排水龙头、手动搅拌机。泵：磁性运行的隔膜泵，用于加酸(甲酸以及其

26、它适合的酸)，泵的底座应固定在车上合适的位置，泵采用手动控制方式。阀及附件：吸管上的阀、隔膜阀、溢流阀、恒压阀及20米长的加药软管，加药软管材料为PVC。投酸喷头及其它部件均为耐腐蚀AISI304不锈钢。制造商应提交酸洗设备的技术材料、曝气池设备清洗操作程序、清洗周期要求。制造商应担保所提供的酸洗设备能有效的工作，其曝气能力应保持在设计能力之上。四、主要供货范围：l 空气导流球型微孔曝气器l 进气竖管离池底1米一下所有管路系统及配件（含一片对接法兰）l 沿池底敷设的空气支管及所需管件（弯管、三通、堵头）l 池底空气支管末端的放空管、放空阀、曝气器清洗系统及其固定件l 管道固定用的管夹、管支架（按照买方所提供的施工图配备）l 专用工具及其它备品、备件、必须品单位（公章）：江苏神洲环境工程有限公司日期： 2012年 11月 27日范明胜 13906157258