曝气器之：头/板/悬挂链

曝气头/曝气板

曝气头和曝气板是用于污水处理和空气传输等领域的两种重要设备，它们的主要作用是将空气或氧气均匀地分布到水体中，促进水中的溶解氧增加，以提高水的自净能力，或者为生物反应提供足够的氧气。虽然它们的工作原理相似，但结构和应用方式有所不同。

1.曝气头的工作原理：

 

曝气头一般是水处理系统中用于气体（水或空气）扩散的设备，通常安装在曝气池中。其主要作用是通过气流的方式将空气分散成小气泡，增加气体与水的接触面积，从而提高气体的溶解度。

（1）空气供给：空气通过管道送入曝气头，通常由空气压缩机或风机提供动力。气体可以是空气，也可以是纯氧，视具体应用而定。

（2）气泡生成：曝气头一般采用多个小孔、孔网或喷嘴的设计，当空气进入曝气头后，通过这些小孔或喷嘴被迅速分散成微小气泡，形成大量的小气泡群。

（3）气液接触：这些微小气泡与水体充分接触，水中溶解氧含量因此得到提高。气泡的表面积越大，气体和水体接触的时间就越长，氧气溶解效率就越高。

（4）气泡上升：在水中，气泡会由于浮力的作用向上升起，在上升过程中，气体与水的接触时间增加，进一步提高了氧气的溶解效率。

2.曝气板的工作原理：

 

曝气板（也称为曝气膜）通常是由许多小孔组成的板状设备，安装在水池底部，空气通过管道送到曝气板，通过这些孔隙将气体以微小气泡的形式释放到水中。曝气板的结构通常平板状，比曝气头更注重均匀分布气泡。

（1）空气供给：类似于曝气头，空气通过管道进入曝气板，通常是由风机或空气压缩机提供空气动力。

（2）气泡分布：曝气板由数百到数千个微小孔组成，空气通过这些孔被均匀分散到水中。孔的尺寸和数量决定了气泡的大小和分布密度。一般来说，孔越小，气泡越细，分布也越均匀。

（3）气液接触：当空气通过这些孔进入水中时，气泡会迅速与水体接触，增大了气体与水体的接触表面积，提高了气体的溶解度。曝气板设计的关键是保证气泡的均匀分布，以确保气体能够在整个水体中有效传递。

（4）气泡上升：由于气泡较小，它们在水中上升的速度较慢，这样可以增加气泡与水体的接触时间，有助于更多氧气溶解在水中。

3.曝气头与曝气板的差异：

（1）结构形式：曝气头通常是一个相对小型的设备，通常包含多个喷嘴或孔，而曝气板则是一个平面或圆形的大型板状设备，孔隙较多，气泡分布更均匀。

（2）应用场景：曝气头多用于较小的处理设施或对氧气要求较高的处理工艺中，而曝气板则适用于较大规模的水体处理系统，如大规模的污水处理厂或工业废水处理系统。

（3）气泡大小与均匀性：曝气头生成的气泡一般较大，气泡的分布可能不如曝气板均匀。曝气板则通过均匀分布的小孔生成微小气泡，气泡分布更加均匀。

这两种设备的共同目标都是提高水中的溶解氧含量，以支持水体的净化过程或为微生物的生长提供必要的氧气。在具体应用中，根据处理规模、所需的氧气传递效率以及安装位置等因素，可以选择合适的曝气设备。

 

 

3.悬挂链曝气

悬挂链曝气技术

曝气单元是悬挂链式曝气系统的核心，其靠自重沉于水下；漂浮布气管漂浮于水面上，供气软管通过阀门与将漂浮布气管与供气干管相连，将压缩空气引入漂浮布气管，再通过悬挂软管将空气引入橡胶膜管曝气单元，通过橡胶膜管上的微孔以小气泡的形式释放，完成曝气过程。一条漂浮布气管上安装有若干套橡胶膜管曝气单元，形成一条曝气链，曝气链横跨曝气池两岸，一座曝气池需安装多条曝气链。 

 

 

技术指标：

漂浮曝气管直径一般为DN100~150 mm，间距为3.0~5.0 m，橡胶膜管曝气单元距池底0.15~0.50m，间距0.50~1.50m。

工作原理：

（1）链条系统：悬挂链曝气器通常由多个链条或链条式曝气管组成，这些链条被悬挂在水池或曝气槽的顶部，并通过机械系统在水中不断运动。这些链条通过固定的气管或软管将空气传输到每个曝气点。

（2）气体扩散：空气通过链条的曝气孔被均匀分散成微小气泡。链条的运动能够促使气泡的分布更为均匀，并增加气泡与水的接触时间，从而提高溶解氧的效率。

（3）均匀曝气：由于链条系统的运动，空气能够较为均匀地分布到水体的各个区域，避免了一些曝气设备可能出现的气泡分布不均的情况。

（4）高效氧气传递：链条式曝气器在运动过程中，气泡上升缓慢，与水体的接触时间较长，从而提高氧气的溶解度和传输效率。

优点：

（1）高效氧气传输：通过链条的运动和气泡分布的均匀性，悬挂链曝气技术能够显著提高水中溶解氧的浓度，适合对溶解氧要求较高的处理工艺。

（2）较少的能耗：悬挂链曝气器的工作方式能够减少空气压缩机的负担，相比传统曝气方式，其能耗较低，运行成本相对较少。

（3）均匀曝气：悬挂链曝气系统能够提供较为均匀的气泡分布，避免了传统曝气头或曝气板可能存在的局部曝气过度或不均匀的现象。

（4）耐腐蚀和耐磨性强：悬挂链曝气器一般采用耐腐蚀材料（如不锈钢或高密度塑料），因此它们能长时间承受污水环境的腐蚀，不易损坏，维护周期长。

（5）适应性强：悬挂链曝气系统适用于各种不同规模的污水处理设施，从小型的地方污水处理站到大型工业污水处理厂都可以使用。

 

缺点：

（1）结构复杂：悬挂链曝气系统的安装和维护相对复杂，需要专门的设备和较高的技术要求。尤其是链条的悬挂与调节、气体分布的精细调整都需要专业人员进行维护。

（2）可能的设备磨损：虽然悬挂链曝气器具有较强的耐腐蚀性，但由于其涉及链条的运动，长期运行可能会出现链条磨损或运动部件的损坏，这需要定期的检查和更换。

（3）对气源要求较高：该系统需要稳定的空气供给系统支持，空气压缩机必须具备足够的能力和稳定性。若气源不稳定或不足，可能会影响曝气效果。

（4）对水体深度的要求较高：悬挂链曝气技术在较浅水体中的应用可能效果不佳，因为链条的工作效果通常在一定水深内更为显著，水深不足可能会影响氧气的传递效率。

（5）可能影响水流稳定性：链条曝气系统的运动可能对水流造成一定扰动，尤其在较为封闭的池体中，链条的运动可能会对水体的稳定性和沉降造成一定影响。

 

悬挂链曝气技术是一种高效、均匀的气体传输方法，特别适合需要较高溶解氧的污水和废水处理场景。它具有高效能、节能和耐腐蚀的优点，适用于大型的污水处理和工业废水处理。但是，这项技术也存在一些缺点，如设备安装和维护较为复杂、磨损问题等，因此在实际应用中需要根据处理需求、投资预算和维护能力等因素来决定是否采用该技术。