1、(回转)潜浮式曝气机及其应用孙树林（山东亿达环保技术工程有限公司，山东 邹城 273500）摘 要：介绍了节能高效的（回转）潜浮式曝气机；在深圳招商水务有限公司所属的污水处理厂的运行结果证明，采用该曝气机，大中型污水厂能够在不停产、不排泥的前提下完成曝气设备安装，更新，调试，并在短期内改善出水水质。 。关键词：（回转）潜浮式曝气机；引射混合器；波瓣喷嘴1 概 述曝气机作为一种常用设备，广泛应用于工业废水处理和市政污水处理。传统的曝气设备存在能耗高、易堵塞等缺点，尤其是在污水处理厂中安装、更新、调试曝气设备时往往需要停产、排泥、排水,而且短期内水质无法恢复，为连续生产带来了很大麻烦。由山东亿达环
2、保技术工程有限公司设计并制造的（回转）潜浮式曝气机成功解决了这一难题， （回转）潜浮式曝气机是一种不用停产、不用排泥、不影响出水水质就能完成目前各种不同类型曝气设备更新、部分更新、替换、部分替换等独特功能的新概念曝气设备；它同时还具有辅助排泥、清理池底沉泥等特别功能。山东亿达环保技术工程有限公司是于 1994 年在厦门经济特区创办的高新环保技术企业。经过十一年的不懈努力，针对各种复杂的工业废水,采用目前世界上最先进实用并符合我国国情的废水处理技术，以交钥匙方式完成了多家客户的废水治理工程。山东亿达环保的产品以投资省、运行费用低、出水水质长期稳定达标和良好的售后服务赢得了用户和环保部门的信赖，已
3、形成了“新设备研发、制造、工程建设总承包、设施运营物业管理”等全方位服务的现代化环保企业。精心打造“诚信为本，服务至上，科技领先，思维超前”的企业文化；努力为用户提供造价低、成本低、效率高、寿命长的产品和服务。 自 2004 年后， 山东亿达环保技术工程有限公司根据环保市场的需求，及时调整发展方向，使企业由服务型向科技创新型方向发展；经过四年的研发，山东亿达环保成功设计并制造出新一代曝气设备“（回转）潜浮式曝气机” ，该设备将给污水处理充氧曝气领域掀起一次节能降耗的新高潮。2 （回转）潜浮式曝气机组成（回转）潜浮式曝气机是一种适用于污水净化生物处理方法中向深水区域曝气增氧，以提高污水中溶解氧含
4、量的新型曝气设备。潜浮式曝气机由我公司独创的潜水空心轴电机、喷射混流器、全不锈钢大口径导气筒、浮球，并配备德国西门子高效、长寿命气环压缩机等部件组成。3 （回转）潜浮式曝气机工作原理孙树林: (回转)潜浮式曝气机及其应用31（回转）潜浮式曝气机的工作原理，首先是经气环压缩机增压并流经导气筒内部的空气，通过潜水电机空心传动轴的轴孔进入水下；进入水体的空气在螺旋桨总成的喷射混流器内与水混合，经混合器雾化成微小气泡后射出，再由螺旋桨搅拌、推流，向更深更远的区域扩散。3.1 气水混合原理引射混合器是流体动力学的一种工程应用组合件，它是利用高能量主流体泵抽低能量次流体的流体动力学泵，起着利用流体之间的黏
5、性剪切力传递能量、动量与使质量相互掺混的作用1。喷射混流器是在此原理基础上引申出来的动态型旋转喷射混流器；它以气环压缩机的压缩空气为主流体，以污水为次流体，通过黏性剪切力在短时间内将压缩空气混合到污水中，使空气变成与水参混的微小气泡。或通过波瓣喷嘴混流器的“流向涡(streamwise vortices) ”作用加强主、次流之间的混合，使主、次流之间的黏性剪切混合增强；因而，它可以在较短的混合管之中，实现流体的充分混合使空气变成与水参混的微小气泡，减小运动部件（混合管）的长度和体积。如下图所示 2：注：主流=压缩空气；次流=水或污水3.2 大容量超短距供氧西门子气环压缩机系德国原装品牌，是压缩
6、机类中最高效节能的经典之作；我们将其安放到距出气口 1-2m 之内，把供氧沿程损失降到最低，提高了整机的机械效率。3.3 全方位扩散送氧回转装置的使用将曝气机在 360 度范围内整机任意回转，实现了曝气池无死区的目标。4. （回转）潜浮式曝气机主要部件功能4.1 潜水空心轴电机潜水空心轴电机是回转潜浮式曝气机的核心部件，也是实现向深水区域曝气的一项重要发明。电机的传动轴为空心轴，作为输送空气的通道。电机为全不锈钢材质，内部采用水润滑，置于水下运行。孙树林: (回转)潜浮式曝气机及其应用324.2 气环压缩机回转潜浮式曝气机的送风系统采用德国西门子公司原装进口的气环压缩机。它具有压差高（最高达
7、780mbar） 、送气量大（最大送风量可达 2500m3/h） 、噪声低（最大噪声不超过 80dB）等优点，能将空气通过导气筒强制压至深达 2-5 米的水下，增加了送气深度。4.3 螺旋桨总成螺旋桨总成的设计引入船用推进器和航空引射混合器原理，主要由螺旋桨、喷射混流器或波瓣喷射混流器组成。螺旋桨由桨毂和三片桨叶构成，起搅拌和推流作用；喷射混流器将通过电机空心轴的压缩空气经单口或波瓣喷嘴喷入混合室，与水充分混合后通过末端混合扩压管射出；射出的气水混合体中含有大量 1-3mm 的微小气泡，通过螺旋桨推流，向水体中更深更远的区域扩散。4.4 回转装置采用国内优质回转支承和减速机，在变频器控制下实现
8、任意角度的整机回转，使曝气池不产生死区。5 （回转）潜浮式曝气机适用范围（回转）潜浮式曝气机适用于以下领域：市政污水：预处理、各种曝气池、各种氧化沟、氧化塘等；工业废水：啤酒、奶制品、化学工业、造纸和纸浆、垃圾渗滤液、化工、屠宰废水等；河道湖泊的复氧；水产养殖业增氧。6. （回转）潜浮式曝气机性能参数表型号 充气量 m3/h（1）充氧量kgO2/h（2）氧转移率%（3）充氧能力kgO2/h（4）水平推距 mQF7.5-3 180-245 52-66 12.8-15.5 6-10 7-15QF11-4 350-430 70-103 12.8-15.5 9-16 8-22QF15-4 350-43
9、0 70-103 12.8-15.5 9-16 20-35QF18.5-5.5 350-430 78-109 12.8-15.5 10-17 25-50QF30-8.5 750-900 203-232 12.8-15.5 26-36 45-75QF45-12.5 850-1100 242-264 12.8-15.5 31-41 65-100注 1：（2）=（1）1.29 kg/m 321注 2：（4）=（2）（3）7. （回转）潜浮式曝气机技术优势与传统曝气设备相比， （回转）潜浮式曝气机主要具有以下优势：1)回转潜浮式曝气机集曝气、搅拌、混合、推流为一体，消除池底缺氧及沉泥，为深水曝气之首选
10、产品。2)制作精良的主机、辅机和材料使曝气机能够适应恶劣工作环境。孙树林: (回转)潜浮式曝气机及其应用333)简练的设计使产品部件少，维护量小，安装方便，方式多样。4)无需停产、排水、排泥，即可完成各种损毁曝气装置的更新换代。5)无需停产、排水即可逐步清除沉积于曝气池底的死泥，恢复产能。6)曝气量和曝气深度可根据客户要求调整。7)与其他风机相比，气环压缩机具有高压差，高进气量，使单位时间内的供气量大幅提高。8)空气经压缩后通过大直径导气管直接送入水体，大幅减少了空气输送时的能量损耗，节能效果显著。9)拥有专利的潜水空心轴电机置于水下运行，避免了过热现象。10)水平安装的潜水空心轴电机使设备具
11、有强劲的横向搅拌和推流能力，更适合氧化沟的曝气。11)曝气、混合与推流过程全部在水下进行，减少了水面的气溶胶。12)螺旋桨总成设计独特。喷射混流器优化了水气混合性能，喷射出的水气混合物被雾化成微小气泡，经过螺旋桨推流，气泡在水中的停留时间延长，短时间内不会浮上水面，提高了溶氧效率。13)优化设计的螺旋桨，将搅拌和推流性能最优化。14)配合使用回转支承和小型减速机，将整机匀速回转，向四周曝气，彻底消除曝气池死区，适用于任何池型。14)使用变频器同时控制电机和风机的软启动和软停止，延长设备使用寿命。8 工程实例深圳招商水务有限公司自 2007 年 10 月 1 日起在其下属污水处理厂的两组氧化沟（
12、日处理量：310 4吨/天）在不停产情况下安装山东亿达环保技术工程有限公司生产的 8 台 11KW+3KW潜浮式曝气机；经过一年生产运行，安装潜浮式曝气机后的出水稳定，达到 GB18918-2002 国家一级 B 排放标准，满足了深圳招商水务有限公司事前提出的两个必要条件，即（1）在不停产的条件下完成曝气机的更新或补充安装调试；（2）在不影响原有出水水质的前提下逐步提高出水水质。截至 2008 年 10 月 15 日，经连续一年生产运行证明，该机具有长期稳定运行的良好表现。深圳招商水务有限公司认为该机具有大容量、全封闭、有压强制深水高效溶气曝气，形式新颖，节能效果显著，并将深水曝气、强力搅拌混
13、合、推流一步完成，曝气池内不容易产生死区，池底不沉淀污泥等优点。深圳招商水务有限公司评价潜浮式曝气机具备了在大中型污水厂不停产、不排泥即可完成曝气设备安装，更新，调试，并在短期内改善出水水质等特点。目前，山东亿达环保技术工程有限公司生产的潜浮式曝气机还在山东鼎力枣业食品集团有限公司、山东圣花味精有限公司、福建南安顺达工业区等多家企业得到了成功应用。深圳招商水务有限公司用户报告如下：改造前后的进出水 COD 值对比表改进前进水 COD 改进后进水 COD 改进前进水 COD 改进后进水 COD431.72 484.26 63.67 40.35538.24 363.01 82.41 31.0553
14、8.35 476.96 43.22 29.15477.74 374.79 69.08 24.27332.04 497.16 47.41 34.07孙树林: (回转)潜浮式曝气机及其应用34370.91 283.46 34.85 17.89459.54 274.88 40.16 19.44平均值 428.58 平均值 393.50 平均值 49.18 平均值 28.03参考文献：1 李立国，张靖周. 航空用引射混合器. 2007,1: .2 李立国，张靖周. 航空用引射混合器. 2007,1: 33.(Swing-Type) Submersible Floating Aerator and Its ApplicationSUN Shu-lin（Shandong Yida Environmental Technology mixer-ejector; lobed nozzle
