干室潜水式鼓风曝气机的设计与试验

摘要

曝气机是曝气充氧技术的主角，其性能直接影响曝气效果和效率，被广泛应用于污水处理、景观水体水质改善工程和水产养殖等行业。传统的曝气设备可以分为鼓风曝气、机械曝气、射流曝气三类，其原理不同，优缺点各异，其中鼓风曝气增氧效果最好，但需要建设鼓风机房和曝气管网，投资大;机械曝气安装维护方便，但在水面曝气，增氧效果差，射流曝气在水下曝气，效率低，易堵塞。在分析现有产品优缺点的基础上，设计出了一种集水面和水下曝气优点的干室潜水式鼓风曝气机，并在现场进行了初步试验，取得了良好的效果。其主要结果如下:
　　1、创新性的提出了干室潜水式鼓风曝气机的结构形式。新型曝气机由一体化浮岛型浮筒和固定在浮筒下部的曝气管路组成，风机安装在浮筒内，由U形连通管连接风机和曝气管路。装置既是干室的又是潜水的，浮筒内所有设备无需考虑水密封问题，管路系统中不设任何阀门，因此效率高，安装维护方便。
　　2、设计了旋转和固定式两种微孔曝气方式。通过在曝气管上设计向上的微孔曝气头和侧向喷气孔，高压气体由U形连通管经密封旋转轴承进入曝气管后，大部分气体由微孔曝气头向上曝气，小部分由侧向喷气孔喷出，在反作用力推动下，曝气管绕浮筒做360°旋转，达到了旋转曝气的目的。同时设计了固定式的微孔曝气装置，计算了曝气管路阻力。
　　3、制作了1台功率为1.5KW的干室潜水式鼓风曝气机，并在池塘进行了现场试验。结果表明，干室潜水式鼓风曝气机对不同水深的水体有强烈的搅拌混合作用，随着开机时间增加，不同水深溶解氧浓度将会趋于一致，其影响半径约为15m，开机90min后水深0.3m处溶解氧浓度增加13.35％，水深0.9m处溶解氧浓度增加34.39％，水深1.5m处溶解氧浓度增加80.21％。
　　4、干室潜水式鼓风曝气机对其曝气管范围内的水质起到一定的改善作用。试验中连续开机12小时，水体中高锰酸钾指数最大去除率达到29.8％，氨氮最大去除率达到48.7％。而叶绿素的去除虽然也有效果，但是规律并不明显。
　　5、干室潜水式鼓风曝气机运行稳定可靠。固定式微孔曝气装置除风机外没有运动部件，且通风散热良好，在试验水体运行6个月，其中通过连续运行72小时考验，性能稳定。

目录

摘要

1 绪论

1．1 我国的水环境状况

1．2 曝气技术在水处理工程中的作用

1．3 曝气机类型和性能分析

1．3．1 鼓风曝气设备

1．3．2 机械曝气设备

1．3．3 射流曝气设备

1．3．4 影响曝气设备性能的因素

1．3．5 关于曝气机性能试验

1．4 国内外关于曝气机的研究进展

1．5 研究目的及意义

1．6 研究内容

2 干室潜水式鼓风曝气机的设计

2．1 干室潜水式鼓风曝气机的装置设计

2．1．1 干室潜水式鼓风曝气机的结构

2．1．2 干室潜水式鼓风曝气机的工作原理

2．1．3 干室潜水式鼓风曝气机的创新点及特点

2．2 水力旋转曝气方式

2．3 固定式微孔曝气方式

2．4 干室潜水式鼓风曝气机的管路阻力计算

2．5 干室潜水式鼓风曝气机的现场安装

3 干室潜水式鼓风曝气机的池塘试验

3．1 试验目的

3．2 试验准备

3．2．1 试验分析方法

3．2．2 试验原水

3．2．3 溶解氧测点及时间的确定

3．2．4 水质测点和时间的确定

3．3 试验结果及分析

3．3．1 干室潜水式鼓风曝气机开机前各测点的溶解氧分布

3．3．2 干室潜水式鼓风曝气机对不同水层深的溶解氧影响

3．3．3 干室潜水式鼓风曝气机对不同水平距离的溶解氧影响

3．3．4 干室潜水式鼓风曝气机长时间开机对溶解氧的影响

3．4 水质测量结果及分析

3．4．1 干室潜水式鼓风曝气机对高锰酸钾指数的影响

3．4．2 干室潜水式鼓风曝气机对氨氮的影响

3．4．3 干室潜水式鼓风曝气机对叶绿素的影响

3．5 本章小结

4 结论与建议

4．1 结论

4．2 建议

参考文献

致谢

攻读学位期间的学术成果

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