導言：微孔曝氣系統在污水處理工藝中的應用已非常廣泛，其中，硅橡膠材質的曝氣管因其材料特性而備受關注。同時，隨著污水廠運維和管理水平的提高，對于在不停水、不放空池體的情況下改造和檢修曝氣系統的需求日益增多。為此，本文介紹了瑞好硅膠曝氣管，以及目前常用的3種可提升式設計及應用案例，以期為解決不停水維修曝氣系統的市場需求提供參考。
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瑞好硅膠曝氣管簡介
工業污水不停水檢修用德國瑞好曝氣系統
1.1 材料特性
膜片由硅橡膠制作的微孔管式曝氣器，具有良好的化學穩定性，耐酸堿，機械強度高，抗沖擊能力強，能夠承受風機頻繁啟用產生的水擊作用。同時，它的布氣層表面經過專門的靜電處理，較為光滑，不易被微生物附著，并且由于硅橡膠不含塑化劑，長期使用也不容易因老化而引起阻力損失上升。同時，曝氣器表面不易被堵塞，使用壽命長。由于它的布氣層較薄，孔道短，且為較光滑和精細的多孔介質，因此，內部不宜被空氣中的雜質顆粒所堵塞，對空氣潔凈度的要求較低，一般不要設置專門的空氣凈化設備對進入鼓風機的空氣進行除塵處理。
1.2 低壓損的布氣結構形式
瑞好硅橡膠微孔管式曝氣器采用結構設計，可有效降低運行時的壓損。曝氣時，曝氣器可在支撐管和布氣層之間形成氣流分布層，既保證了空氣流量在曝氣器長度方向上的均勻分配，同時又降低了空氣阻力損失及其增長速度。通常，曝氣管的初始阻力損失為3.5~4.5 kPa，雖然這比盤式和剛玉曝氣器的要高，但是由于其的結構形式和膜片的良好性能，運行時阻力損失的增長速度更低，從而達到了減少壓損的目的。
瑞好公司在悉尼的WEST HORNSBY污水處理廠，對普通EPDM膜片曝氣器和更換后的硅橡膠微孔管式曝氣器做過專案研究，證明了硅膠曝氣器在壓損性能指標上的優異表現，其壓力損失曲線對比如圖1所示。研究表明，硅橡膠材質的微孔管式曝氣器的阻力損失由2001年使用初期的6.3 kPa上升到2005年的9 kPa，而使用普通EPDM膜片的曝氣器的阻力損失在2001年為6.2 kPa，到2003年中期就上升到了13.2 kPa（注：本項研究采用了型號為RAUBIOXON PLUS–V、含止回閥的硅橡膠曝氣管，所以起始壓力比不含止回閥的曝氣管壓力要高）。
圖1 悉尼WEST HORNSBY污水處理廠的曝氣管阻損統計圖
1.3 氧利用率
瑞好硅橡膠管式曝氣器擁有較高的氧轉移率。瑞好公司將硅橡膠管式曝氣器送往西班牙測試機構進行了測試，該測試機構用清水測試池模擬現場，采用和工程設計相同的曝氣管布置密度和水深測試氧轉移率（見圖2）。從表1的測試報告結果可見，在相同水深和布置密度的清水中，只需維持較低的設計風量，就可以保持相對較高的氧轉移率，比其他材質的曝氣器更能節省風機能耗。由此，這種特性尤為適合水量水質波動較大的情況，即通過風量的自動調節，使生物處理系統始終處于工作狀態，節約能耗，降低日常運行費用。
圖2 清水測試池現場照片
表1清水測試結果
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提升式曝氣器設計說明和案例分享
2.1 利用起吊裝置提升的整體框架式曝氣系統
利用起吊裝置提升的整體框架式曝氣系統，又稱機械可提升曝氣系統。曝氣系統采用整體框架式的設計，從池底的布置來看，與普通固定于池底的曝氣系統設計并無太大區別；通常采用微孔曝氣管，或者直徑較大的曝氣盤，配套不銹鋼材質的管路。如下剖面圖（圖3）所示，整體框架式系統主要由池底曝氣系統、立管及提升管、導軌系統、提升吊杠、起吊設備這5個部分組成。維護時的起吊方式有2種選擇，設置于走道板的小型起吊裝置（圖5）或者大型機械吊車（圖6）。
圖3 提升系統剖面圖
圖4 提升現場操作圖
圖5 小型機械起吊裝置
圖6 吊車提升式
2.2 利用人力提升曝氣器的簡易可提升式系統
簡易可提升式曝氣系統是可以用人工手提的提升系統，維修維護曝氣器時只需人力借助簡單的工具即可完成，由不銹鋼管和曝氣管組成，通常4 m曝氣管為一組設計單元（圖7和圖8）。
圖7 單組系統示意圖
圖8 池底布置圖
以下為山東某工業廢水改造項目現場，原生化池內有固定于池底安裝的曝氣盤，因生化池曝氣系統維護時停水時間長、成本高，業主要求在不停水條件下進行改造。瑞好工程師考察過現場條件后，建議采用簡易提升方案。該方案對池頂主管進行改造，部分主管借助吊車安裝，立管和池內曝氣組件則采用小船和人工安裝，縮短了改造工期和施工面。為了避免新的曝氣管和原曝氣盤在安裝時發生碰撞，安裝前需專業人員測量原曝氣盤的安裝高度。另外，為了避免水流沖擊對立管造成損壞，在生化池內設置推流器的區域和廊道拐彎處不建議設計簡易可提升式曝氣系統。
圖9 簡易可提升曝氣系統
圖10 簡易可提升曝氣器安裝
2.3 懸掛鏈式曝氣系統
顧名思義，懸掛鏈式曝氣系統是一種將曝氣組件懸掛于曝氣主管上的曝氣系統。單個懸掛鏈式曝氣器由以下部件構成（見圖11）：單排長度2 m的曝氣管共4排，和兩端的固定支座組成一套系統，通過軟管和主空氣分配管連接，懸浮于污水中，進行充氧曝氣、攪拌混合。
圖11 懸掛鏈式可提升曝氣系統
以下為四川某工業廢水新建項目，生化池整體無隔墻，單池尺寸為60m×50m，從一側進氣，池頂采用PE材質的漂浮管，通過馬鞍座及下垂軟管和池底曝氣組件連接（見圖12）。檢修時，維修人員做小船將曝氣組件提起更換（見圖13）。
圖12 項目安裝現場
圖13 項目檢修現場
綜上所述，德國瑞好硅膠曝氣管，結合提升式設計的曝氣系統，可在市政污水、工業廢水等多種水處理項目的新建和改造中應用，尤其適用于不具備停水改造條件的場合。德國瑞好公司在有超過30年的產品使用經驗，也可為客戶提供定制化服務。
工業污水不停水檢修用德國瑞好曝氣系統
