曝气器之：射流式(射流曝气器)

一、射流曝气器的工作原理

依赖于高速流体的喷射和气体扩散来增加水中氧气的溶解度。它通过利用流体的动能、气液界面增加以及涡流效应，将空气或氧气注入水中，形成气泡，从而实现曝气和溶氧。

 

射流曝气器的工作原理：

1.气体输入：通常，射流曝气器通过管道向喷嘴或射流装置输送空气或纯氧气体。气体可以通过压缩空气系统或者纯氧发生器提供。

2.高速喷射：

气体通过特定设计的喷嘴高速喷射到水中。喷嘴通常是一个小孔，气体通过它以很高的速度排出。这时，气体以气流的形式进入水中，形成气泡的初始阶段。

3.动能转换与气液混合：

当气体喷射到水中时，它不仅仅是简单地注入水中。喷射的气流通过与水的高速碰撞，能够激发水流产生湍流和涡流。气体喷射的动能带动周围的水流，形成强烈的水流涡旋。这种旋转的水流会在水中引发微小的气泡，同时水流也帮助气体在水中的分布更加均匀。

4.气泡生成与溶氧：

通过喷嘴喷出的气体在水中形成气泡，气泡的大小和数量取决于气体喷射的速度和水的流动性。通常，气泡会被分割成较小的气泡（例如微气泡或纳米气泡），这些较小的气泡具有更大的表面积，能够增加气液接触面积，从而提高氧气的溶解效率。气泡在水中上升的过程中，与水充分接触，氧气便通过气泡与水体发生物理溶解，从而提高水中的溶氧量。

5.涡流与气体扩散作用：

高速喷射气流所带来的涡流效应，使得水体在曝气器周围形成强烈的湍流，这种涡流和气流的交替作用有效地促进了气体与水的接触。

气体分子通过与水接触被溶解，特别是在水流和气流的相互作用下，能有效提高氧气溶解的速度和效率。

二、射流曝气器的结构组成：

1.喷嘴：

喷嘴是射流曝气器的核心部分，负责将气体以高速喷射到水中。喷嘴的设计决定了气体的喷射速度、气泡的大小以及气体分布的均匀性。

 

2.射流管道或扩散器：

气体从喷嘴出来后，会通过扩散器或射流管道与水流结合，形成更强的气液混合效应。扩散器的设计有助于气泡的分散，使气泡更小，增加溶氧的效率。

3.进气系统：

为了提供足够的气体，射流曝气器需要有一个稳定的空气或氧气供应系统。这个系统通常由压缩空气机、氧气罐等设备构成。

4.水流引导装置（如需要）：

有些射流曝气器还会配有导流装置来调节水流方向和流速，确保气体能够在水中均匀分布。

 

 

三、优点：

1.能耗较低：射流曝气器一般通过喷射气流和水流的动能来实现曝气过程，相较于其他机械曝气设备，能耗较低。

2.设备结构简单：没有复杂的机械旋转部件，设备较为简单，维护和管理也更为方便。

3.适应性强：能够适应不同规模和不同水质的曝气需求，尤其适用于水体清洁、污染较轻的水域。

4.占地小：由于结构紧凑，占用的空间较小，适合空间有限的场所。

四、射流曝气器的缺点：

1.溶氧效率相对较低：由于气泡较大，气泡的表面积相对较小，溶氧效率不如旋流曝气器和高效微气泡曝气器。

2.对水质要求较高：水中悬浮物或污染物较多时，可能影响气泡的形成和气液接触效果，降低曝气效率。

3.不适用于溶氧需求高的场景：如果需要大规模提高水中的氧气浓度，射流曝气器可能无法满足要求，效率较低。

五、射/旋技术比较

射流曝气器和旋流曝气器在原理、结构、工作效果等方面有所不同，适用于不同的水处理需求。主要差别如下：

1. 工作原理和结构差异

（1）射流曝气器：

原理：射流曝气器通过高速水流或气体通过喷嘴喷射到水体中，利用流体的动能和气泡的扩散作用来提高水中氧气溶解度。喷射时，水流带动气体形成气泡，增加水体的气液接触面积和溶氧量。

结构：结构通常较为简单，主要包括喷嘴、射流管道和气泡扩散装置。气体或液体从喷嘴中喷射出去，带动周围水流，产生涡流和气泡。

（2）旋流曝气器：

原理：旋流曝气器利用旋转的水流产生离心力，通过喷嘴或扩散器将空气或气体导入水中，形成气泡。其特点是气体与水体充分接触，形成较为均匀的气泡群，从而提高氧气溶解效率。

结构：旋流曝气器通常由一组旋流盘、扩散器和喷嘴组成。水流通过旋流盘或涡轮设备，产生旋转的运动，并带动气体形成气泡，气泡的大小和分布较为均匀。

2. 性能对比

气体溶解效率：

（1）射流曝气器：由于其喷射气流和水流的高速碰撞，产生气泡时气泡较大，且气泡的分布不如旋流曝气器均匀，因此气体溶解效率较低，尤其是在溶氧需求较高的环境中可能不如旋流曝气器高效。

（2）旋流曝气器：能够产生较为均匀的小气泡，增加气液接触面积，因此氧气的溶解效率较高，适合对氧气需求较高的场景。

3.能耗：

（1）射流曝气器：通常能耗较低，因为它利用水流或气体的动能来产生气泡，不需要额外的机械旋转部件，结构相对简单。

（2）旋流曝气器：由于存在旋流盘或涡轮装置，通常会消耗更多的能源，尤其是在需要较高流量和压力的情况下。

4.适用场景：

（1）射流曝气器：适合处理水体较为清洁、污染物较少的环境，适用于水流量较大的场景，如城市污水处理厂、工业废水处理等。它们的优点是设备维护简单，结构紧凑，占地小。

（2）旋流曝气器：适合对溶氧要求较高、需要高效曝气的场景，如水体污染较重、需长期稳定运行的污水处理系统，或一些对气泡大小和分布有较高要求的场所。

总结来说，射流曝气器和旋流曝气器各有其独特的优点和适用场景。在实际应用中，应根据水体的污染程度、溶氧要求、处理规模和经济预算来选择合适的曝气设备。