射流曝氣原理111射流曝氣介紹充氧系統(tǒng)是好氧生化系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備

1、射流曝氣原理1.1.1 射流曝氣介紹充氧系統(tǒng)是好氧生化系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備。 目前充氧系統(tǒng)的形式繁多， 大致可分 為三大類：1. 孔隙散氣。其形式有穿孔管式，齒形散氣罩式及微孔布?xì)夤鼙P、板 式等，其缺點是孔大那么傳質(zhì)效率低，而孔小那么阻力損耗大，孔隙易堵塞，檢修困 難；2. 機(jī)械夾氣。 其形式有外表葉輪、 轉(zhuǎn)刷及水下葉輪機(jī)等， 其缺點是外表 葉輪、轉(zhuǎn)刷的復(fù)氧量有限，氣液接觸傳質(zhì)的時間過短，影響動力效率的提高；水 下葉輪機(jī)的吸氣量有限，供氣式那么能耗較高，且易產(chǎn)生機(jī)械故障；3. 水氣混合式，其形式有空氣提升液體的螺旋筒以及水流夾帶氣體的射流 器等。其缺點是前者因空氣質(zhì)量小， 提升水流作循環(huán)對流的范圍小

2、， 混合攪動條 件差；后者那么受水深的影響嚴(yán)重，同時射流器也不能做得過大，以影響夾氣量。雙噴射器供氧系統(tǒng)的開發(fā)、應(yīng)用及獲得成功，是供氧系統(tǒng)高效化、節(jié)能化、 無堵塞化方面的極大突破， 同時也是支撐高負(fù)荷好氧工藝取得良好處理結(jié)果的關(guān) 鍵.雙噴射器的構(gòu)造如下圖， 其中間管為供氣管， 外面的套管為錐形收縮的水 管。無可動局部，無易損件，無堵塞可能。外表上，它與供氣式射流曝氣器構(gòu)造 相似，然而它卻將氣、液管位置進(jìn)行了互換，由此帶來了質(zhì)的飛躍。 1、水流所 形成的外圈環(huán)形斷面比原有射流曝氣的中心圓斷面， 其氣液接觸的外表積大為增 加，故其氣液傳質(zhì)效率必然有所提高。2、普通射流曝氣是射流液體與周邊氣體充分混

3、合后，以含氣液混合流的形 式來推動池內(nèi)混合液的攪動對流， 而事實上此時氣液混合流所具有的能量已因夾 氣而大為損耗； 而本噴射器的環(huán)外側(cè)液流局部卻能直接向池內(nèi)液體傳遞能量， 足 以使攪動回流大為加劇，而且高速的傳質(zhì)與污染物質(zhì)的被吸附。3、高速噴射的環(huán)狀液體， 在其離開噴嘴后， 由于其自身具有很高的能量 位 能、壓能、動能，因此除了在內(nèi)環(huán)與氣體作劇烈的絮動傳質(zhì)之外，而且還會形 成一束較長距離的環(huán)狀水柱封閉通道， 在此距離內(nèi)氣體總是試圖突破周圍水柱的 包圍而上升逃逸到水面， 而水柱卻總是逼迫其向下， 而不讓其穿越自身， 并力圖將其溶入自身液流，對于這樣一種“突圍與反突圍，可知其傳質(zhì)過程是何等的 劇烈

4、快速與充分，這一過程也是只有氣液短暫瞬間接觸的普通射流器所不能比 的。2007/09/134、高速噴射流在其不斷地將能量傳遞給周圍的氣、液以后還會在重力及慣 性力的作用下，不斷下行，這就確保池底部不致積泥。循環(huán)對流的范圍擴(kuò)大，氣 體逸出水面的路徑延長，保證了處理效率的提高。構(gòu)造組成射流器主要由大口徑水力噴頭、氣腔、氣水混合腔、進(jìn)氣孔四局部組成。工藝原理水體通過大口徑水力噴頭進(jìn)入氣水混合腔， 同時在氣腔內(nèi)形成負(fù)壓區(qū)，外部 空氣自動進(jìn)入氣腔并高速進(jìn)入氣水混合腔， 空氣在氣水混合腔內(nèi)將吸入水中的空 氣剪切、粉碎、乳化，在強(qiáng)烈的紊流環(huán)境下改變了氣液雙膜之間的氣壓梯度和濃 度梯度，同時通過高壓、強(qiáng)烈剪切

5、及攪拌促使雙膜界面高頻振蕩， 使氣泡直徑大 幅度減小，氣泡數(shù)目急劇增加，增大了氣泡的比外表積、極大降低了傳質(zhì)阻力。最終氣體在高壓下迅速融入水體中，然后氣水混合體迅速脫離氣水混合腔進(jìn)入導(dǎo) 流筒，氣水混合體在經(jīng)過導(dǎo)流筒過程中完成氣水的第一次傳質(zhì)，導(dǎo)流筒與池底布 水器連接， 氣水混合體通過布水器最終進(jìn)入污水生物處理系統(tǒng)， 完成污水處理系 統(tǒng)的充氧氣水的二次傳質(zhì)、攪拌過程。這種射流器液氣兩相流體運動過程大 致可分為三段過程：一液體射流與氣體相對運動段 從噴嘴射出的液體射流是密實的，由于射流邊界層與氣體之間的粘滯作用， 射流將氣體從吸入室?guī)牒砉堋?液氣二者作相對運動， 且均為連續(xù)介質(zhì)。 液體射 流由于

6、受外界擾動的影響，在離噴嘴不太遠(yuǎn)的一段距離后，產(chǎn)生脈動和外表波， 其脈動頻率約為 3000-4000Hz。二液滴運動段由于液體質(zhì)點的紊動擴(kuò)散作用， 射流外表波的振幅不斷增大。 當(dāng)振幅大于射 流半徑時， 它被剪切分散形成液滴。 高速運動的液滴分散在氣體中， 它與氣體分 子沖擊和碰撞將能量傳給氣體， 這樣氣體被加速和壓縮。 在這流動段內(nèi)， 液體變 成不連續(xù)介質(zhì)，而氣體仍為連續(xù)介質(zhì)。三泡沫流運動段氣體被液滴粉碎為微小氣泡， 液滴重新聚合為液體， 氣泡那么分散在液體中成 為泡沫流。隨著通過擴(kuò)散管混合液的動能轉(zhuǎn)換為壓能， 壓力升高， 氣體被進(jìn)一步 壓縮。此時，液體為連續(xù)介質(zhì)，氣體變成為分散介質(zhì)。1.1.

7、4 射流器的心臟喉管射流器的心臟喉管， 經(jīng)過改良成為大口徑水力噴頭， 從根本上防止了傳 統(tǒng)射流器堵塞的缺陷，所以本射流器屬無堵塞型射流器射流曝氣器供氧系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用獲得成功， 是供氧系統(tǒng)高效化、 節(jié)能化、 無 堵塞化方向的極大突破！射流曝氣器利用負(fù)壓吸氣原理， 但產(chǎn)生負(fù)壓的機(jī)理、 方式完全采取一種全新 的理念，其中間為供氣管，外面的套管為錐行收縮的水管。無可動局部，無易損 件，無堵塞的可能。外表上，它與其他廠商的射流器構(gòu)造相似，然而它卻將氣、 液管的位置進(jìn)行了互換，由此帶來了質(zhì)的飛躍，優(yōu)點如下：充氧效率高： 根據(jù)射流原理， 采用大口徑水力噴頭， 在水泵驅(qū)動下自身產(chǎn)生 負(fù)壓抽吸空氣， 空氣與高速

8、通過的水流同時進(jìn)入氣水反響腔， 在氣水反響腔內(nèi)氧 氣通過高壓原理迅速溶解到水體當(dāng)中， 并同時沖入水體。 與傳統(tǒng)充氧設(shè)備相比氧 轉(zhuǎn)移效率明顯提高，氧氣轉(zhuǎn)移效率可達(dá) 35。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單：充氧曝氣不需鼓風(fēng)機(jī)、復(fù)雜的空氣管線、易壞的曝氣頭，僅 靠水力驅(qū)動，設(shè)計簡單操作便捷容易維護(hù)；射流曝氣深度大：高效射流曝氣器的最大適用射流深度到達(dá)15.0m，而不需要專門的輔助設(shè)備如鼓風(fēng)機(jī)等 ，射流深度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)水射器及其它 充氧曝氣機(jī)。高效射流曝氣器可同時實現(xiàn)污水處理系統(tǒng)的充氧曝氣、 攪拌過程，可完全取 代污水生物處理工藝中的充氧曝氣設(shè)備如鼓風(fēng)機(jī)等 ，并省去所有繁雜的供氣 管線系統(tǒng)， 整個污水的生化處理系統(tǒng)只保存

9、污水管道， 可大大節(jié)省設(shè)備、 管道的 投資，降低工程安裝難度，加快安裝進(jìn)度。可水上安裝： 傳統(tǒng)曝氣充氧設(shè)備一般安裝在水下， 而高效射流曝氣器可安裝 在水面以上便于操作的位置，可以隨時觀察運行情況，可及時發(fā)現(xiàn)并排除故障。不堵塞：與傳統(tǒng)射流器相比， 高效射流曝氣器采用大口徑水力噴頭， 結(jié)構(gòu)非 常簡單，正常運行的情況下幾乎不會出現(xiàn)任何故障制作材料腐蝕除外 ，更不 會像傳統(tǒng)水射器一樣易堵塞； 而且拆裝方便， 即使檢修或更換也非常方便， 不會 影響污水處理系統(tǒng)的正常運行。材質(zhì)的多種選擇： 該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單易制作， 可以采用多種材料制作成型， 如 不銹鋼、普通炭鋼、塑料、玻璃鋼等，根據(jù)客戶的不同要求采用不同

10、的材料迅速 加工成型，在工程上可以大大節(jié)省設(shè)備的投資本錢。帶水安裝：可在污水處理系統(tǒng)正常運行的情況下完成帶水安裝過程， 尤其適 用于已有污水處理廠站在不能停產(chǎn)情況下的好氧曝氣改造。無噪音：高效射流曝氣器沒有一般充氧曝氣機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)的噪音， 大大降低了 污水生化處理系統(tǒng)的噪音污染。射流曝氣的根本原理、作用和特點。射流器采用文丘里噴嘴 , 工作水泵出水通過射流器的噴嘴 , 隨著噴嘴直徑變 小,液體以極高的速度從噴嘴噴射出來 , 高速流動的液體穿過吸氣室進(jìn)入喉管 ,在 喉管形成局部真空 ,通過導(dǎo)氣管吸入 或壓入 的大量空氣進(jìn)入喉管后 , 在噴水壓 力的作用下被分割成大量微小的氣泡 , 與水形成混合體。

11、 氣液混合體通過擴(kuò)散管 向外排出 , 其速度減慢 , 壓力增強(qiáng), 形成強(qiáng)力噴射流 ,對廢水?dāng)嚢璩溲?。氣泡?jīng)多 次切割 , 噴射擾動后 , 變成無數(shù)的細(xì)小氣泡 , 其外表積很大 , 使空氣中的氧更易 快速溶解于水中。由于氣泡直徑小 , 上升速度緩慢 , 從而延長了大氣中氧氣溶解于 水的時間 , 促使廢水和氧氣充分混合接觸。射流曝氣作為一種曝氣充氧方法 , 它的作用不僅僅是作為一種氣泡擴(kuò)散充 氧裝置如鼓風(fēng)曝氣中的各種空氣擴(kuò)散裝置 , 也不能單純看作是一種機(jī)械曝氣 設(shè)備, 而是介于兩者之間 , 利用氣泡擴(kuò)散和水力剪切兩個作用到達(dá)曝氣和混合的 目的。實際上,在活性污泥法廢水處理系統(tǒng)中 , 由于通常采用

12、廢水與活性污泥的混 合物作為工作介質(zhì) , 當(dāng)吸入空氣后在射流器的喉管內(nèi)發(fā)生相當(dāng)劇烈的混合作用。 這一混合作用一方面進(jìn)行著氣 - 液- 固 活性污泥 之間的紊動擴(kuò)散與能量交換 及氣液固三相間的轉(zhuǎn)移過程 , 還有更加突出的是發(fā)生在被高速劇烈紊動 “切割得非常細(xì)微的氣泡、 活性污泥的微小顆粒以及廢水 液相 中有機(jī)物這三 者之間的生物學(xué)上的作用。大大增加活性污泥的外表更新率與吸附外表積 , 從而 使活性污泥的細(xì)小絮狀體能與氣泡中的氧及廢水中的有機(jī)物有充分的接觸吸附 作用 , 使吸附能力大大提高。這是其它類型曝氣設(shè)備所不能到達(dá)的。 射流曝氣技術(shù)的主要性能特點射流曝氣法與其它曝氣方法的區(qū)別在于其核心設(shè)備射流曝氣器。 射流曝氣法 的優(yōu)點:1射流曝氣器混合攪拌作用強(qiáng) ,具有較高的的充氧能力、 氧利用率和氧動力 轉(zhuǎn)移效率。2構(gòu)造簡單、工作可靠、運轉(zhuǎn)靈活、便于調(diào)節(jié)、不易堵塞、易維修管理。3當(dāng)采用自吸式射流曝氣器時 , 可取消鼓風(fēng)機(jī) , 消除噪音污染。4在射流曝氣器喉管內(nèi) , 由于射流的紊動及能量交換作用 , 形成了劇烈的 混摻現(xiàn)象，不僅在瞬間10- 2s完成氧從氣相向液相中的轉(zhuǎn)移，而且射流曝氣的