[0001] 本发明涉及一种污水处理用微孔曝气器，属于污水处理领域。

[0002] 污水处理厂45-75％的能耗是用于曝气，并且运行维护成本高。所以，提高曝气器的充氧性能及结构稳定性不仅有利于节能降耗，还会保证整个曝气系统的稳定运行。所以需要对微孔曝气器的结构、功能进行优化，甚至创新。

[0003] 微孔曝气器是污水处理中鼓风曝气充氧的核心设备。现在，污水处理厂广泛使用的微孔曝气器形状一般为管式、圆盘式、板式；材质主要是陶瓷、塑料、三元乙丙橡胶(EPDM)；目前还未见有材质为聚氨酯橡胶、形状为微拱形板式的微孔曝气器。曝气器的产生的气泡大小由孔径和孔间距决定，直接影响曝气的氧转移效率(SOTE)。一般来说，产生的气泡越小，气液接触面积越大，越有利于氧传质；但气泡小，微孔曝气器的阻力损失同时增大；合理的孔间距不仅可以避免气泡的并聚，还可以降低曝气阻力，进而提高氧转移效率(SOTE)。曝气器有效曝气膜面积越大，曝气膜通量越大，越利于氧传质。另外，曝气器应该构造科学、结构稳定，曝气膜应耐污染、抗腐蚀，这样才利于曝气系统的长期、稳定、高效运行。而现在管式及圆盘式微孔曝气器出气面积低、部分曝气面积浪费，运行过程中容易产生压差，导致气流分布不均匀，氧转移效率低。板式微孔曝气器阻力损失较大，气液搅拌能力差。
刚玉陶瓷材质易碎、易堵塞、不易清洗。三元乙丙(EPDM)橡胶抗生物污染、耐油性能差，高压高通气量运行下容易撕裂。现有橡胶膜微孔曝气器材质理化性能较低，没有根据不同工艺和工况进行优化、改造，而且制作工艺也较为粗糙，导致曝气器稳定性、布气均匀性、孔径及孔间距均一性较差。

[0036] 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

[0037] 下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

[0038] 下面结合说明书附图对本发明做进一步说明，但本发明并不局限于下述实施例。

[0039] 如图1所示，本发明污水处理用微孔曝气器包括聚氨酯橡胶材质的厚度为0.5～1.0mm曝气器膜片1、厚度为0.5～1.0mm整流布气板2和不锈钢支撑底座3。整流布气板
2为微拱形，向曝气方向凸起；沿曝气方向，整流布气板2的投影面呈长方形，沿长度方向，所述整流布气板弧面所对应的圆心角变化范围为10～30度，且所述整流布气板的最高点处的弧线的圆心角可为20度～30度。整流布气板2固定于支撑底座3上，且与支撑底座3之间形成一密闭腔室。整流布气板2的外壁上贴附曝气器膜片1，曝气器膜片1的有效长度为1000mm，有效宽度为200mm。曝气器膜片1上设有多排平行排列的孔径为100～300μm曝气孔4，相邻两排的曝气孔4为交错设置，如图2所示，可通过根据预设机床电脑程序和圆形针模具对聚氨酯橡胶膜片机械打孔得到。整流布气板2内表面的中心位置设有一凹槽，在整流布气板2的内部设有多条气流道5，气流道5以凹槽为中心呈辐射状，如图3所示，气流道5的两端分别于曝气孔和凹槽连通。支撑底座3的底部设有一进气口。进气口处连接一通气管6，可通过下述两种方式实现曝气：

[0040] 1)通气管6的一端与凹槽连通，外来气体从通气管6直接沿着气流道5从曝气孔4排出；

[0041] 2)通气管的另一端为游离端，外来气体从通气管6扩散到密闭腔室内，进一步，凹槽内的气体沿着气流道5从曝气孔4排出，此原理与未设置通气管6时的原理相同，通气管6的设置可方便与空气管道连接。

[0042] 支撑底座3周边设有卡槽和螺纹接口7，曝气器膜片1和整流布气板2固定在卡槽内，曝气器膜片1和整流布气板2与卡槽的连接处还设有密封圈。进气口处设有一螺纹接口7，螺纹接口7分别与通气管6和一空气管道连接。

[0043] 分别利用本发明污水处理用微孔曝气器和常规污水处理用橡胶膜微孔曝气器进行充氧性能测试(测试方法参考标准：《曝气器清水充氧性能测定》(CJ/T3015.2-93))，其中常规污水处理用橡胶膜微孔曝气器的形状为管式或圆盘式，材质为三元乙丙橡胶(EPDM)，厚度为1.8～3.8mm，外来气体经过气腔直接经曝气微孔形成气泡实现曝气，测试结果如表1和表2所示。

[0044] 表1本发明一种污水处理用新型高效微孔曝气器的充氧性能测试结果[0045]

[0046]

[0047] 表2常规污水处理用橡胶膜微孔曝气器的充氧性能测试结果

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[0049] 对比表1和表2的数据可知，本发明的微孔曝气器曝气膜静止状态下孔径较小，产生的气泡直径降低，进而气液接触面积提高，氧利用率大大提高；本发明的微孔曝气器为微拱形结构，曝气膜与液相充分接触，避免污泥在曝气器表面淤积，单位能耗下动力效率明显提高，降低了曝气过程中的运行能耗。