[实用新型]一种充氧布气元件

说明书

本实用新型涉及一种充氧布气元件，该布气元件具有，至少一个气体接口和至少一个散气片以及包裹散气片的具有足够深度的围边，由气体接口将气体导入散气片下部，并通过散气片上的气体逸出口导入上部的液体，形成微小气泡。由于气体逸出口的的阻力，在围边与散气片包裹之间会形成与阻力相当的气体仓，有助于气体在散气片下部均匀分布，而下部液体被该气体仓阻隔，不接触散气片下侧，并与之保持一定距离，使散气片下侧表面保持清洁。

技术领域

本实用新型属于污水处理领域，涉及一种布气元件，尤其涉及一种有助于气体在布气空间中分布均匀的充氧布气元件。

背景技术

布气元件通常会被用于污水化学生物净化处理，以便为生物反应器内的淤泥-污染物-水混合液中的细菌活动提供溶解氧，用以降解或氧化废水中的有机和无机成分。

污水生物净化处理过程中的布气充氧过程通常也被称为曝气过程。该过程需要的设备统称为曝气设备。曝气设备根据曝气方式不同区分为机械曝气、射流曝气或压缩空气曝气等类型设备及方式。压缩空气布气元件通常会被安装于生物反应器的底部，借助于鼓风机或压缩机来生产压缩空气，并且通过管式分配系统将压缩空气引向各个布气元件,产生的气泡从底部游动至液面，同时，气泡中所含的部分氧气过渡溶解到液体内部，达到充氧的目的。

根据所产生的气泡大小，压缩空气布气又区分为粗气泡、中气泡和微小气泡布气装置。其中，微小气泡布气装置，通常也称为微孔曝气装置，由于产生的气泡细小，表面积与体积比相对较大，氧转移效率相对比较高，目前为主流应用形式。

实际使用中，存在由刚性金属或塑料制成的大气泡和中等气泡式布气管，以及用透气陶瓷片制造的微小气泡布气元件。也有具有由EPDM、硅胶或TPU胶膜等制成的经穿孔的弹性膜片的中等气泡和微小气泡布气元件，且该膜片被张紧并固定在刚性的支撑体上。这些布气元件通常采用圆形或椭圆形的管状、圆形的盘状、较小的长形的板状、或大的矩形的板状等形式制造。

压缩空气布气系统的经济性取决于各种因素，尤其包括所产生的气泡的大小、空气从布气元件逸出时的压力损失、气泡尺寸的均匀性以及单位面积的分布量。

实际上，由刚性金属或塑料制成的布气元件仅被用于通过大的空气泡(例如在曝气沉砂池中)来产生混合和水循环，而并不适合用于进行良好的氧气输入。此外，一旦停止空气供应，在这些布气管中就会出现由于沉积在管内部的固体颗粒而快速形成沉积和堵塞。另外，因为一旦停止空气供应，陶瓷片布气元件(盘式、板式或者管式)可能容易被淤泥或者固体颗粒堵塞，或者因为孔隙中滋生微生物而被堵塞，所以尽管充氧效率良好，陶瓷布气元件的实际应用也越来越少。由于易污染堵塞，为保证气流通畅，陶瓷片布气元件必须经常进行特殊化学清洗。为此，陶瓷零件必须具有一定的最小设计厚度，以便提供足够的抗压强度(内外压力差)和抗断裂强度，这也会造成气体过流时产生较高的压力损失。

在现代的污水生化处理过程中，主要使用微小气泡膜片式布气元件，因为这些微小气泡式膜片布气元件除了相对较好的充氧性能外还具有较强的防堵塞性。由于开孔在中断供应压缩空气时会再次封闭，从而使得这些布气元件适用于更多场景。这些膜片的穿孔可以在形状、大小和厚度上不同，而这些膜片的厚度在大多数情况下适用于工艺设计和机械应力需求。膜片穿孔的形状、大小以及膜片的厚度、膜片的材质也决定了压缩空气撑开穿孔逸出膜片时消耗的压力损失，以及闭合时的密闭程度。但这类软胶膜片也会被液体中的污染物污染而改变性能，或者被微生物膜附着生长并局部硬化，也需要定期在线清洗。而随着膜片的老化，一定程度上也会影响膜片布气元件的性能，降低充氧效率。

图1以截面图形式示意性地展示了这样的膜片布气元件。这个布气元件1大体上由中央的气体供应件2、刚性的载体盘3和弹性的膜片4构成，该膜片与载体盘3密封地连接。膜片4配备有穿孔5，当气体在压力下从气体供应件2被引入布气元件1中时，气体可以从该穿孔中逸出。在此，膜片4突出于载体盘3的安装结构，使得在载体盘3与膜片4之间产生充满气体的空间。在此，在图1 的左侧展示了在不供气时布气元件1的状态，而在图1的右侧示出了将气体引入布气元件1中时的工作状态。