專利名稱：一種曝氣方法及曝氣器的制作方法
所屬領域本發明涉及污水處理，具體的講是一種曝氣方法及曝氣器。
背景技術：
曝氣過程是將空氣或氧氣通過曝氣器膜片上的曝氣孔注入水中，曝氣器能否將空氣或氧氣以細小、均勻的氣泡形式注入水中，使空氣中的氧氣或直接注入的氧氣充分溶解，取決于曝氣器膜片上的曝氣孔的形式(孔的形狀、孔的分布形式等)，因此，曝氣孔的形式是決定曝氣器曝氣性能的關鍵因素。由于在曝氣過程中，曝氣孔處的流通面積不是固定不變的，氧氣向水中溶解的過程涉及到傳質理論和兩相流理論，而目前并沒有成熟的數學模型用于直接描述曝氣過程，難以確定曝氣器膜片上的曝氣孔的合理形式，進而造成現有的曝氣裝置，無論是盤式、管式、鐘罩式，普遍存在曝氣壓力損失大、充氧能力和氧利用率低的缺點，從而導致運行費用高，浪費大量的能源。
目前，常用的曝氣器膜片上的曝氣孔的形式一般為“一”字形孔。在不曝氣時，該曝氣孔呈閉合狀態；曝氣時，該“一”字形曝氣孔在曝氣壓力下不斷開合，使空氣或氧氣進入水中，形成氣泡，并在氣泡破碎后與水接觸，溶解在水中。這種傳統的“一”字形曝氣孔形式存在如下缺陷(1)該“一”字形曝氣孔在常態下處于“一”字形閉合狀態，曝氣時，須利用氣體的壓力克服曝氣器膜片自身的彈性使曝氣孔處的膜片彈性變形，從而使該“一”字曝氣孔張開曝氣。由于曝氣孔不易張開，“一”字形曝氣孔張開所需的氣體壓力較大，因此，曝氣阻力較大，曝氣成本高。
(2)由于在曝氣過程中，曝氣孔所受到的力集中在“一”字形孔的兩端點，該種“一”字形曝氣孔不斷開合，曝氣孔的疲勞也相應集中在“一”字形孔的兩端點，造成“一”字形曝氣孔易在兩端開裂，導致曝氣器損壞。
因此有必要提出一種新型的曝氣方法和曝氣孔的形式來克服上述現有曝氣方式的缺陷。
發明內容
本發明的目的在于，提供一種曝氣方法，使曝氣阻力小，曝氣理論動力效率高。
本發明的目的還在于，提供一種曝氣器，曝氣阻力小，曝氣理論動力效率高。
本發明的目的是采用如下技術方案來實現的，一種曝氣方法，在曝氣時，曝氣孔處的膜片在氣體壓力下向水中折起，與曝氣孔形成狹小的氣體通道，氣體通過該通道與折起的膜片壁摩擦撞擊，在水中形成細小均勻的連續氣泡。
本發明曝氣孔處的膜片在氣體壓力下，可一面向水中折起，形成狹小的氣體通道。該曝氣孔處的膜片在氣體壓力下，也可三面或四面向水中折起，形成狹小的氣體通道。
所述的膜片應具有足夠的彈性，保證曝氣孔處的膜片在常態下處于閉合狀態。所述的膜片應具有足夠的韌性，保證其在被反復折起時不易被折斷。
本發明還提供一種曝氣器，該曝氣器至少包括曝氣器膜片，于該曝氣器膜片上設有開口構成曝氣孔，所述的開口包容一定面積的膜片，在氣體壓力下，該被開口包容的部分膜片向水中折起，形成狹小的氣體通道。
本發明被開口包容的膜片與開口的連接端應具有足夠的連接強度，足以保證該開口在常態下處于閉合狀態。
本發明被開口包容的膜片與開口的連接端應具有足夠的韌性，足以保證該被開口包容的膜片被反復折起時不易斷裂。
本發明的曝氣器膜片可為三元乙丙或氨基甲酸乙脂橡膠膜或硅橡膠膜。
上述的開口可為V字形開口或半月形開口，在氣體壓力下，該被開口包容的V字形或半月形部分膜片向水中一面折起，形成狹小的氣體通道。
上述的開口可為Y字形開口，在氣體壓力下，該被開口包容的三部分膜片向水中三面折起，形成狹小的氣體通道。該曝氣器膜片上的開口的單邊長度為0.5-5mm，相鄰兩個三棱孔間隔1-10mm。該Y字形開口在膜片上可呈正Y字與反Y字間隔排列。
所述的開口也可為十字形開口，在氣體壓力下，該被開口包容的四部分膜片向水中四面折起，形成狹小的氣體通道。
所述的開口還可為五瓣形或六瓣形開口。
本發明的曝氣器可為盤式、管式或鐘罩式。
本發明的開口在管式曝氣器的膜片周向可均勻排列。該開口也可在管式曝氣器的膜片周向上密下疏排列。
本發明的效果是顯著的，其一，由于本發明的曝氣孔為非“一”字形，在曝氣時，曝氣孔處的膜片可在較小的氣體壓力下向水中折起，形成狹小的氣體流通通道，氣體通過時與膜片壁進行摩擦碰撞，從而在水中形成細小均勻的氣泡，當氣泡破碎時，增大了氣體與水的接觸面積，使氣體能充分溶解入水中，從而使本發明的曝氣器曝氣均勻，氧利用率高。
其二，由于本發明的曝氣孔采用可折起結構，當曝氣時，利用很小的氣體壓力即可使曝氣孔處的膜片折起，曝氣孔呈張開狀態，不需如現有那樣克服較大的膜片自身的彈力，因此，曝氣阻力小，能耗低。在現有的污水處理廠中，50％的能量消耗在曝氣過程，采用本申請中的曝氣器可極大地降低污水處理廠的運行成本。
下面是國家認定的權威曝氣性能測試單位清華大學水污染控制設備質量監督檢驗中心，在標準測試曝氣量2m3/h下，測試出的本發明的曝氣性能指標與國家標準的對比表。
上述試驗數據證明，本發明的曝氣器的氧利用率、充氧能力、理論動力效率遠大于國家標準，而壓力損失遠小于國家標準，因此本發明具有曝氣效果好，能耗低、運行成本低的優點。
圖1 本發明的曝氣膜示意圖；圖2 本發明圖1的A部放大圖；圖3 本發明V字形曝氣孔結構示意圖；圖4 本發明半月形曝氣孔結構示意圖；圖5 本發明十字形曝氣孔結構示意圖；
圖6 本發明一種曝氣器結構示意圖。
具體實施例方式
本發明提供一種曝氣方法，在曝氣時，曝氣孔處的膜片在氣體壓力下向水中折起，形成狹小的氣體通道，氣體通過該通道與折起的膜片壁摩擦撞擊，在水中形成細小均勻的連續氣泡。
如圖1至圖6所示，本發明還提供一種采用上述曝氣方法的曝氣器，該曝氣器至少包括曝氣器膜片1，于該曝氣器膜片1上設有開口2構成曝氣孔，開口2包容一定面積的膜片11，在氣體壓力下，該被開口2包容的部分膜片11向水中折起，形成狹小的氣體通道。氣體通過該通道與折起的膜片壁11摩擦撞擊，在水中形成細小均勻的連續氣泡。這樣，當氣泡破碎時，增大了氣體與水的接觸面積，使氣體能充分溶解入水中，從而使本發明的曝氣器曝氣均勻，氧利用率高。另外由于本發明的曝氣孔采用可折起結構，當曝氣時，利用很小的氣體壓力即可使曝氣孔處的膜片11折起，曝氣孔呈張開狀態，不需如現有那樣克服較大的膜片自身的彈力，因此，曝氣阻力小，能耗低，降低了曝氣的運行成本。
曝氣孔處的膜片11在氣體壓力下，可一面向水中折起，與曝氣孔形成狹小的氣體通道。如圖3、圖4所示，所述構成曝氣孔的開口2可為V字形開口或半月形開口，在氣體壓力下，該被開口2包容的V字形或半月形部分膜片11向水中一面折起，與該V字形或半月形開口2形成狹小的氣體通道。
本發明的曝氣孔處的膜片11在氣體壓力下，還可三面或四面向水中折起，與曝氣孔形成狹小的氣體通道。如圖2所示，所述的開口2為Y字形開口，在在氣體壓力下，該被開口2包容的三部分膜片11向水中三面折起，形成狹小的氣體通道，氣體通過該通道與折起的膜片壁摩擦撞擊，在水中形成細小均勻的連續氣泡。
進一步，在本發明中，所述曝氣器膜片1上的開口2的單邊長度為1-5mm，相鄰兩個三棱孔間隔5-10mm。進一步所述Y字形開口2在膜片1上可呈正Y字與反Y字間隔排列，以增加膜片1的連接強度，防止在常態時，該開口2被壓漏。
如圖5所示，本發明的開口2還可為十字形開口，在氣體壓力下，該被開口2包容的四部分膜片11向水中四面折起，形成狹小的氣體通道，氣體通過該通道與折起的膜片11摩擦撞擊，在水中形成細小均勻的連續氣泡。
本發明構成曝氣孔的開口2還可為五瓣形或六瓣形開口或多于六瓣的開口，只要該開口2能夠包容一定面積的膜片11，在曝氣時，該被包容的膜片11可向上折起，形成張開的曝氣孔即可，在本發明中，并不限制開口2的具體形狀。該開口2的開口瓣數或折起的面數可取決于實際使用情況。
在本發明中，所述被開口2包容的膜片11與開口2的連接端應具有足夠的連接強度和彈性，足以保證該開口2在常態下處于閉合狀態。在本發明中，所述被開口2包容的膜片11與開口2的連接端應具有足夠的韌性，足以保證該被開口2包容的膜片11被反復折起時不易斷裂。所述的曝氣器膜片1可具體為三元乙丙或氨基甲酸乙脂橡膠膜或硅橡膠膜。
本發明的曝氣器可為盤式、管式或鐘罩式等常規的曝氣器形式。如圖6所示為一種管式曝氣器，其由芯管4、曝氣膜1和喉箍5構成，該曝氣膜1套設于芯管4外，接頭3連接其一端，并且兩端用喉箍5箍緊。
如圖6所示，在本發明中，開口2在管式曝氣器的膜片1的周向可均勻排列。在本發明中，該開口2在管式曝氣器的膜片1的周向還可上密下疏排列(圖中未示出)。在同一曝氣器的膜片1上可排列具有相同開口形狀的開口2，如均為半月形開口、V字形開口、Y字形開口、十字形開口等。在同一曝氣器的膜片1上可排列具有不同開口形狀的開口2，如一部分是半月形開口、一部分是Y字形開口或一部分是V字形開口、一部分是十字形開口等。
上述實施例為本發明的具體實施方式
，僅用于說明本發明，而非用于限制本發明。
權利要求
1.一種曝氣方法，其特征在于，在曝氣時，曝氣孔處的膜片在氣體壓力下向水中折起，與曝氣孔形成狹小的氣體通道，氣體通過該通道與折起的膜片壁摩擦撞擊，在水中形成細小均勻的連續氣泡。
2.如權利要求1所述的曝氣方法，其特征在于，曝氣孔處的膜片在氣體壓力下，可一面向水中折起，形成狹小的氣體通道。
3.如權利要求1所述的曝氣方法，其特征在于，曝氣孔處的膜片在氣體壓力下，可三面或四面向水中折起，形成狹小的氣體通道。
4.一種曝氣器，該曝氣器至少包括曝氣器膜片，于該曝氣器膜片上設有開口構成曝氣孔，其特征在于，所述的開口包容一定面積的膜片，在氣體壓力下，該被開口包容的部分膜片向水中折起，與該開口形成狹小的氣體通道。
5.如權利要求4所述的一種曝氣器，其特征在于，所述被開口包容的膜片與開口的連接端應具有足夠的連接強度，足以保證該開口在常態下處于閉合狀態。
6.如權利要求4所述的一種曝氣器，其特征在于，所述被開口包容的膜片與開口的連接端應具有足夠的韌性，足以保證該被開口包容的膜片被反復折起時不易斷裂。
7.如權利要求5或6所述的一種曝氣器，其特征在于，所述的曝氣器膜片可為三元乙丙或氨基甲酸乙脂橡膠膜或硅橡膠膜。
8.如權利要求4所述的一種曝氣器，其特征在于，所述的開口可為V字形開口或半月形開口，在氣體壓力下，該被開口包容的V字形或半月形部分膜片向水中一面折起，與該V字形或半月形開口形成狹小的氣體通道。
9.如權利要求4所述的一種曝氣器，其特征在于，所述的開口可為Y字形開口，在在氣體壓力下，該被開口包容的三部分膜片向水中三面折起，與開口形成狹小的氣體通道。
10.如權利要求9所述的一種曝氣器，其特征在于，所述曝氣器膜片上的開口的單邊長度為0.5-5mm，相鄰兩個三棱孔間隔1-10mm。
11.如權利要求10所述的一種曝氣器，其特征在于，所述Y字形開口在膜片上可呈正Y字與反Y字間隔排列。
12.如權利要求4所述的一種曝氣器，其特征在于，所述的開口可為十字形開口，在氣體壓力下，該被開口包容的四部分膜片向水中四面折起，與開口形成狹小的氣體通道。
13.如權利要求4所述的一種曝氣器，其特征在于，所述的開口可為五瓣形或六瓣形開口。
14.如權利要求4所述的一種曝氣器，其特征在于，所述曝氣器可為盤式、管式或鐘罩式。
15.如權利要求14所述的一種曝氣器，其特征在于，所述開口在管式曝氣器的膜片周向可均勻排列。
16.如權利要求14所述的一種曝氣器，其特征在于，所述開口在管式曝氣器的膜片周向可上密下疏排列。
全文摘要
本發明涉及一種曝氣方法和曝氣器。本發明的曝氣方法是在曝氣時，曝氣孔處的膜片在氣體壓力下向水中折起，與曝氣孔形成狹小的氣體通道，氣體通過該通道與折起的膜片壁摩擦撞擊，在水中形成細小均勻的連續氣泡。本發明還提供一種曝氣器，該曝氣器至少包括曝氣器膜片，于該曝氣器膜片上設有開口構成曝氣孔，所述的開口包容一定面積的膜片，在氣體壓力下，該被開口包容的部分膜片向水中折起，與該開口形成狹小的氣體通道。利用本發明的曝氣方法和曝氣器，可減小曝氣阻力，提高曝氣理論動力效率。
文檔編號C02F7/00GK1498866SQ02149229
公開日2004年5月26日 申請日期2002年11月6日 優先權日2002年11月6日
發明者楊耀東, 曹立新, 何超 申請人:多元水環保技術產業(中國)有限公司