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ＩｒＭｈ腼ａｌ工业安全与环保
２０１３年第３９卷第３期
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Ｍａｒｃｈ２０１３
几种型式微孔曝气器清水充氧性能对比实验研究＊
张斌
郝玉萍张东生杨帆
（国家环保产品质量监督检验中心石家庄０５００９１）
摘要对不同厂家生产的不同型式和材质的微孔曝气器在不同测试条件下进行清水曝气实验，结果表明，同一产品在相同水深条件下，随着标准通气量增大，充氧能力增大，理论动力效率减小，氧利用率减小；曝气密度越大，曝气器充氧性能越好；曝气器材质和生产工艺严重影响其充氧性能。
关键词曝气器通气量充氧性能
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Ｏ引言
图１所示。
好氧生物处理是目前污水处理工艺中最为常见的一个处理单元，微孔曝气器是该单元关键的核心设备。曝气器的主要作用是向水体中进行充氧和搅架
拌，保证微生物正常的生理生命活动，防止污泥沉降，保证空气，污泥与污水中有机物的充分接触。鼓风曝气能耗占整个污水处理工艺的５０％。６０％…。由此可见，其质量好坏关系整个污水处理工艺的最终处理效果和运行成本。
衡量微孔曝气器质量优劣的关键是考察其充氧性能，而评定充氧性能具体指标为充氧能力、理论动空气
力效率和氧利用率［２－３】。本研究以充氧能力、理论动力效率和氧利用率为评价指标，对不同生产厂家、不同型式的微孑Ｌ曝气器在不同通气量下进行实验，图ｌ曝气实验装置
考察不同影响因素对充氧性能的影响。
１实验部分
０ｘｉ２９６，生产商为德国唧。
实验仪器：主要仪器为溶解氧测试仪，型号１．１实验装置、仪器及药剂
实验药剂：亚硫酸钠（工业级），氯化钻（分析
实验装置：曝气实验装置由空压机、压力包、流纯）。
量计、曝气塔、曝气器安装固定装置等组成。结构如
１．２实验方法
＊基金项目：河北省技术监督局科技计划项目，项目编号：０８０１０４。
・
１５
・
微孔曝气器的充氧能力，理论动力效率，氧利用
２结果及分析
不同厂家生产的７种不同材质、不同型式的微孔曝气器在不同测试条件下的充氧性能数据见表ｌ。
率的测试与数据处理均按照吵Ｔ３０１５．２一１９９３《曝
气器清水充氧能力测试》进行［４｜。
表１几种型式微孔曝气器清水充氧性能实验数据
２．１标准状况下通气量对曝气器清水充氧性能的
影响
２．２不同曝气密度对曝气器清水充氧性能的影响
２０和３０曝气器样品为同一厂家生产，所用橡胶模材质和打孔方式相同。对比分析２４和３＃样品在６ｍ水深、通气量为２ｍ３／ｈ测试条件下的充氧性能数据发现，直径为３００ｎ蚰，曝气密度为１２％的２４
由表ｌ中充氧性能数据综合分析可知：对于同一产品水深一致的实验条件下，随着标准通气量的增大，充氧能力增大，理论动力效率减小，氧利用率减小。充氧能力表征曝气器对水体充氧的快慢，曝气器通气量越大，单位时间内转移到水中的溶解氧量就越大，同时对水体的搅动就越大，有利于空气的溶解。势必对相同水体的水充氧就越快。根据理论动力效率定义：曝气器在标准状态、测试条件下消耗
１
样品充氧性能效果明显优于直径为２１５姗，曝气密
度为６．２％的３＃样品。这是由于在相同水体体积、相同通气量下，曝气密度越大，单位时间内通过曝气器扩散于水中的气泡相对越小，越有利于气体向水中的传递，从而表现为充氧性能越好。
２．３不同型式材质对曝气器清水充氧性能的影响
１ｏ和２掌样品为同一厂家生产，直径均为３００
ｌ涮・ｈ有用功所传递到水中的氧量，表征了曝气器
耗能的高低。由此可知，理论动力效率的大小由充氧能力和充氧时消耗的理论功率共同决定。通气量增大，相同水体的充氧能力增加，同时消耗的理论功率也相应增加，从而导致理论动力效率减小。氧利用率表示曝气过程中溶解于水中实际氧的有效利用率，即传递到水中的氧量占曝气器供氧量的百分比。由气液传质的双膜理论可知。曝气器的充氧过程主要受限于气体到液体之间的传质过程。通气量增大，则单位时闽内向水体中充氧越多，但受气液传质速率的限制，一部分氧气没有溶解于水中，直接逸出水面，所以导致氧利用率降低。
咖的盘式橡胶模曝气器。分析两种样品在６
ｍ水
深，通气量为４Ｈ１３／ｈ的测试条件下的充氧性能数据可知，１８样品要优于２０样品。分析其原因是由于两种曝气器的生产工艺和打孔方式不同，导致充氧性能存在差别。６。和７４样品为不同生产厂家生产的高分子材质的管式曝气器。分析在６ｍ水深，通气量１０ｍ３／ｈ条件下的测试数据，６８样品要好于７４样品。这是由于厂家的成产工艺、生产设备不同，导致曝气器产品的孔径大小、孔径分布存在差异，从而
（下转第４５页）
・４５・
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３６（４）：２２９—２３４．
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ｐｌａｎｔｃｏｏＩｉｎｇｗａ主ｅｒ
［１２］梁成浩，顾谦农，吴青镐．电解海水防污处理技术［Ｊ］．
东海海洋，１９９７，１５（１）：５９—６５．
［１３］逯艳英，吴建华，孙明先，等．海洋生物污损的防治——
［６］Ｒ晒ａｇｏｐａｌ
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电解防污技术的新进展［Ｊ］．腐蚀与防护，２００１，２２
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Ｊｏｕｍａｌ，１９８７，２２：５６—６２．
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Ｇ，ＢｉａｎｃｌｌｉｃＮ，ＨｓａｎｏＥ．Ｍａｃｍ南ｕｌｉＩｌｇｉｎｔｈｅｃｏｎｄＩｌｉｔｓ
［１５］严雨帆，祝郦伟．一种新型杀生剂的使用评价［Ｊ］．热
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Ｎａｖｙ０瞄ｃｅ，１９５８：１—２３．
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作者简介严涛，男，１９６５年生，博士，长期从事海洋污损生
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（收稿日期：２０１２一０６—１８）
（上接第１５页）
影响产品曝气性能的高低。由此可见，生产工艺无论对盘式还是管式曝气器都会产生严重影响，这也是不同生产厂家生产的产品质量有优有劣的根本原
因。
曝气密度越大，曝气器充氧性能越好。
（３）微孔曝气器的材质和生产工艺严重影响曝气器的充氧性能。
参考文献
［１］张自杰．环境工程手册（水污染防治卷）［Ｍ］．北京：高等
教育出版社，１９９６：５４４—５７３．
由５。和６０样品在水深６ｍ和通气量４ｍ３／ｈ的测试数据可知，５＃样品要好于６。样品。５。样品为橡胶膜材质，曝气器气孑Ｌ可张合；６。样品为高分子材质，曝气器气孔为固定孔。相对于固定孔，气体通过可张合孔时受到的阻力大，气体被切割得相对更小，气泡与水体接触时间更长，因此充氧效果越好。
３结论
［２］陈家庆．环保设备原理与设计［Ｍ］．北京：中国石化出版
社，２００５：２２１．
［３］严应政．曝气设备的氧转移效率［Ｊ］．西北建筑工程学院学报（自然科学版），２００１，１８（２）：５４—５８．
［４］建设部给排水产品标准化技术委员会。城镇污水处理及
再生利用标准汇编［Ｍ］．北京：中国标准出版社，２００６，１：
４１６２—４６７．
对不同厂家生产的７种不同型式、不同材质的微孔曝气器在多种实验条件下进行测试，得出以下结论。
（１）对于相同产品在水深一致的实验条件下，随着标准通气量的增大，充氧能力增大，理论动力效率减小，氧利用率减小。
（２）在相同水体体积、相同通气量测试条件下，
［５］建设部给水排水产品标准化技术委员会．口／Ｔ２６４—２００７水处理用橡胶膜微孔曝气器［ｓ］．北京：中国标准出版社，
２００ｒ７．
作者简介张斌，男，１９∞年生，工程师，硕士研究生，从事环境治理设备研究与检验工作。
（收稿日期：２０１２—０２一１４）
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ＩｒＭｈ腼ａｌ工业安全与环保
２０１３年第３９卷第３期
Ｓ出【ｙａｎｄ
Ｅｒ丽ｒ咖ｅｎｔａｌ№ｄ∞
Ｍａｒｃｈ２０１３
几种型式微孔曝气器清水充氧性能对比实验研究＊
张斌
郝玉萍张东生杨帆
（国家环保产品质量监督检验中心石家庄０５００９１）
摘要对不同厂家生产的不同型式和材质的微孔曝气器在不同测试条件下进行清水曝气实验，结果表明，同一产品在相同水深条件下，随着标准通气量增大，充氧能力增大，理论动力效率减小，氧利用率减小；曝气密度越大，曝气器充氧性能越好；曝气器材质和生产工艺严重影响其充氧性能。
关键词曝气器通气量充氧性能
Ｃ０岫蛔ｓｔｂ辨痂咖ｂ
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ｆｏｒ融啪１．Ｉ帅ｏｆⅫ咖ｐ删ｌｓＱ嘲舳蚰咖Ｐｅ哦棚埘觥ｉＩＩａ翰ｎＷａｔｅｒ
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ＺＨＡＮＧ
Ｂ洒ＨＡＯＹｕｐｉＩｌｇ殂ＡＮＧ
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ｃａｐ捌ｔ）ｒｉＩｌｃ他ａｓ∞，ｐ（眦ｒ出ｃｉ∞ｑｄｅ（腿舶鹤ａｎｄ∞卿ｕｔｉｌｉ加‰碍ｃｅ
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Ｏ引言
图１所示。
好氧生物处理是目前污水处理工艺中最为常见的一个处理单元，微孔曝气器是该单元关键的核心设备。曝气器的主要作用是向水体中进行充氧和搅架
拌，保证微生物正常的生理生命活动，防止污泥沉降，保证空气，污泥与污水中有机物的充分接触。鼓风曝气能耗占整个污水处理工艺的５０％。６０％…。由此可见，其质量好坏关系整个污水处理工艺的最终处理效果和运行成本。
衡量微孔曝气器质量优劣的关键是考察其充氧性能，而评定充氧性能具体指标为充氧能力、理论动空气
力效率和氧利用率［２－３】。本研究以充氧能力、理论动力效率和氧利用率为评价指标，对不同生产厂家、不同型式的微孑Ｌ曝气器在不同通气量下进行实验，图ｌ曝气实验装置
考察不同影响因素对充氧性能的影响。
１实验部分
０ｘｉ２９６，生产商为德国唧。
实验仪器：主要仪器为溶解氧测试仪，型号１．１实验装置、仪器及药剂
实验药剂：亚硫酸钠（工业级），氯化钻（分析
实验装置：曝气实验装置由空压机、压力包、流纯）。
量计、曝气塔、曝气器安装固定装置等组成。结构如
１．２实验方法
＊基金项目：河北省技术监督局科技计划项目，项目编号：０８０１０４。
・
１５
・
微孔曝气器的充氧能力，理论动力效率，氧利用
２结果及分析
不同厂家生产的７种不同材质、不同型式的微孔曝气器在不同测试条件下的充氧性能数据见表ｌ。
率的测试与数据处理均按照吵Ｔ３０１５．２一１９９３《曝
气器清水充氧能力测试》进行［４｜。
表１几种型式微孔曝气器清水充氧性能实验数据
２．１标准状况下通气量对曝气器清水充氧性能的
影响
２．２不同曝气密度对曝气器清水充氧性能的影响
２０和３０曝气器样品为同一厂家生产，所用橡胶模材质和打孔方式相同。对比分析２４和３＃样品在６ｍ水深、通气量为２ｍ３／ｈ测试条件下的充氧性能数据发现，直径为３００ｎ蚰，曝气密度为１２％的２４
由表ｌ中充氧性能数据综合分析可知：对于同一产品水深一致的实验条件下，随着标准通气量的增大，充氧能力增大，理论动力效率减小，氧利用率减小。充氧能力表征曝气器对水体充氧的快慢，曝气器通气量越大，单位时间内转移到水中的溶解氧量就越大，同时对水体的搅动就越大，有利于空气的溶解。势必对相同水体的水充氧就越快。根据理论动力效率定义：曝气器在标准状态、测试条件下消耗
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样品充氧性能效果明显优于直径为２１５姗，曝气密
度为６．２％的３＃样品。这是由于在相同水体体积、相同通气量下，曝气密度越大，单位时间内通过曝气器扩散于水中的气泡相对越小，越有利于气体向水中的传递，从而表现为充氧性能越好。
２．３不同型式材质对曝气器清水充氧性能的影响
１ｏ和２掌样品为同一厂家生产，直径均为３００
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耗能的高低。由此可知，理论动力效率的大小由充氧能力和充氧时消耗的理论功率共同决定。通气量增大，相同水体的充氧能力增加，同时消耗的理论功率也相应增加，从而导致理论动力效率减小。氧利用率表示曝气过程中溶解于水中实际氧的有效利用率，即传递到水中的氧量占曝气器供氧量的百分比。由气液传质的双膜理论可知。曝气器的充氧过程主要受限于气体到液体之间的传质过程。通气量增大，则单位时闽内向水体中充氧越多，但受气液传质速率的限制，一部分氧气没有溶解于水中，直接逸出水面，所以导致氧利用率降低。
咖的盘式橡胶模曝气器。分析两种样品在６
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深，通气量为４Ｈ１３／ｈ的测试条件下的充氧性能数据可知，１８样品要优于２０样品。分析其原因是由于两种曝气器的生产工艺和打孔方式不同，导致充氧性能存在差别。６。和７４样品为不同生产厂家生产的高分子材质的管式曝气器。分析在６ｍ水深，通气量１０ｍ３／ｈ条件下的测试数据，６８样品要好于７４样品。这是由于厂家的成产工艺、生产设备不同，导致曝气器产品的孔径大小、孔径分布存在差异，从而
（下转第４５页）
・４５・
ｅｋ拄ｉｃｓｔ撕。璐［Ｊ］．Ｐｏｗｅｒ
３６（４）：２２９—２３４．
７Ｉｋｌｌｎｏｌｏ舒鲫ｄｂｇｉｎｅｅｒｉＩｌｇ，２００２，
［４］ｗ００ｄｓ
Ｈｏｌｅ．Ｍａｒｉｍ
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Ｅｎｖｉ瑚脱ｍａｌ№ｈ，２００２，５３：６５—
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［１２］梁成浩，顾谦农，吴青镐．电解海水防污处理技术［Ｊ］．
东海海洋，１９９７，１５（１）：５９—６５．
［１３］逯艳英，吴建华，孙明先，等．海洋生物污损的防治——
［６］Ｒ晒ａｇｏｐａｌ
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Ｊｏｕｍａｌ，１９８７，２２：５６—６２．
［Ｊ］．Ｂｉｏｆｏ曲ｒＩｇ，１９９１，３：３２５—３３８．
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作者简介严涛，男，１９６５年生，博士，长期从事海洋污损生
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（收稿日期：２０１２一０６—１８）
（上接第１５页）
影响产品曝气性能的高低。由此可见，生产工艺无论对盘式还是管式曝气器都会产生严重影响，这也是不同生产厂家生产的产品质量有优有劣的根本原
因。
曝气密度越大，曝气器充氧性能越好。
（３）微孔曝气器的材质和生产工艺严重影响曝气器的充氧性能。
参考文献
［１］张自杰．环境工程手册（水污染防治卷）［Ｍ］．北京：高等
教育出版社，１９９６：５４４—５７３．
由５。和６０样品在水深６ｍ和通气量４ｍ３／ｈ的测试数据可知，５＃样品要好于６。样品。５。样品为橡胶膜材质，曝气器气孑Ｌ可张合；６。样品为高分子材质，曝气器气孔为固定孔。相对于固定孔，气体通过可张合孔时受到的阻力大，气体被切割得相对更小，气泡与水体接触时间更长，因此充氧效果越好。
３结论
［２］陈家庆．环保设备原理与设计［Ｍ］．北京：中国石化出版
社，２００５：２２１．
［３］严应政．曝气设备的氧转移效率［Ｊ］．西北建筑工程学院学报（自然科学版），２００１，１８（２）：５４—５８．
［４］建设部给排水产品标准化技术委员会。城镇污水处理及
再生利用标准汇编［Ｍ］．北京：中国标准出版社，２００６，１：
４１６２—４６７．
对不同厂家生产的７种不同型式、不同材质的微孔曝气器在多种实验条件下进行测试，得出以下结论。
（１）对于相同产品在水深一致的实验条件下，随着标准通气量的增大，充氧能力增大，理论动力效率减小，氧利用率减小。
（２）在相同水体体积、相同通气量测试条件下，
［５］建设部给水排水产品标准化技术委员会．口／Ｔ２６４—２００７水处理用橡胶膜微孔曝气器［ｓ］．北京：中国标准出版社，
２００ｒ７．
作者简介张斌，男，１９∞年生，工程师，硕士研究生，从事环境治理设备研究与检验工作。
（收稿日期：２０１２—０２一１４）