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)夤埽ūP、板）式等，其缺點是孔大則傳質(zhì)效率低，而孔小則阻力損耗大，孔隙易堵塞，檢修困難；2） .機(jī)械夾氣。其形式有表面葉輪、轉(zhuǎn)刷及水下葉輪機(jī)等，其缺點是表面葉輪、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，供氣式則能耗較高，且易產(chǎn)生機(jī)械故障；3） .水氣混合式，具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。具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，混合攪動條件差；后者

2、則受水深的影響嚴(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)造如圖所示，其中間管為供氣管，外面的套管為錐形收縮的水管。無可動部分，無易損件，無堵塞可能。表面上，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，其氣液接觸的表面積大為增加，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合后，以含氣液混合流的形式來推動池內(nèi)混合液的攪動

3、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)液流部分卻能直接向池內(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)過程是何等的居U烈快速與充分，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。200

4、7/09/134、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。1.1.2 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)氣孔四部分組成。1.1.3 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

5、，增大了氣泡的比表面積、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?。液氣二者作相對運動，且均為連續(xù)介質(zhì)。液體射流由于受外界擾動的影響，在離噴嘴不太遠(yuǎn)的一段距離后，產(chǎn)生脈動和表面波，其脈動頻率約為3000

6、-4000HZ。（二）液滴運動段由于液體質(zhì)點的紊動擴(kuò)散作用，射流表面波的振幅不斷增大。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，氣泡則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)。1.1.4 射流器的心臟一一喉管射流器的心臟一一喉管，經(jīng)過改進(jìn)成為大口徑水力噴頭，從根本上避免了傳統(tǒng)射流器堵塞的缺陷，所以本射

7、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。無可動部分，無易損件，無堵塞的可能。表面上，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，空氣與高速通過的水流同時進(jìn)入氣水反應(yīng)腔，在氣水反應(yīng)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

8、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達(dá)到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)只保留污水管道，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?？伤习惭b：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

9、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)備的投資成本。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

10、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。射流曝氣的基本原理、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。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，具表面積很大，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

11、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達(dá)到曝氣和混合的目的。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)散與能量交換及氣一液一周三相間的轉(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

12、之間的生物學(xué)上的作用。大大增加活性污泥的表面更新率與吸附表面積，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)備所不能達(dá)到的。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，而且射流曝氣的工作水流是進(jìn)水和