一种污水处理用超微孔曝气器

1.一种污水处理用超微孔曝气器，其特征在于，包括曝气盘片、曝气管、和空气管道，所述曝气盘片下设有支撑座，曝气管一端通过支撑座中心孔连通曝气盘片；所述空气管道上设有曝气器底座，曝气管另一端通过曝气器底座连通空气管道；所述曝气盘片和支撑座连接处设有密封圈；所述曝气盘片设有均匀分布的曝气孔，其孔径在50-75μm之间;
所述曝气器盘片由以下成分并按照所给定的质量百分数制备而成；
2.根据权利要求1所述的超微孔曝气器，其特征在于，所述曝气盘片为凸起的圆盘形结构。
3.根据权利要求1所述的超微孔曝气器，其特征在于，所述支撑座为凹形圆盘式结构，中间设有圆孔，孔径与曝气管的直径匹配，曝气管通过该圆孔连通曝气盘片。
4.根据权利要求3所述的超微孔曝气器，其特征在于，所述支撑座由硬质PVC材料制成。
5.根据权利要求1所述的超微孔曝气器，其特征在于，曝气管与曝气器底座之间以螺纹式连接。
6.根据权利要求1所述的超微孔曝气器，其特征在于，所述棕刚玉是150-180目的棕刚玉砂；所述粘结剂是糊精；所述成孔剂是木屑。
7.根据权利要求1所述的超微孔曝气器，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
①混料：将粘结剂和棕刚玉骨料以及固态余料混匀，接着用喷壶按100g混料:5g水的比例往混料中喷水；喷水后的混料陈腐24小时，过10目筛，备用；
②成型：将步骤①的备用混料加入模型中，震动捣打至两模型合拢后脱模干燥，曝气头口朝上平放；
③干燥：在80℃条件下，干燥4-5小时；
④装窑：在烧窑平面上铺60目白刚玉砂，将半成品曝气器按照口朝上的方式置于平面上并用砂围好四周，装入窑中；
⑤烧成：以1℃/min的速度升温至1000℃，再以1.5℃/min的速度升温至1350℃后保温2至3h，自然冷却至室温。

一种污水处理用超微孔曝气器\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种污水处理设备，特别是，涉及一种污水处理用超微孔曝气器，属于污水处理技术领域。\n背景技术\n[0002] 污水处理厂的曝气系统是最大耗能环节，约占总能耗的50-70%。提高曝气器的充氧性能是降低污水处理厂曝气系统能耗的最有效方式。因此，研发高性能的微孔曝气器是非常必要的。\n[0003] 现在，污水处理厂广泛使用的微孔曝气器孔径一般在150-200μm之间。曝气器产生的气泡大小由孔径决定。一般来说，气泡越小，气液接触面积越大，有利于氧传质。然而，现在大多数污水处理厂使用的微孔曝气器孔径较大，充氧性能普遍偏低。另外，现有微孔曝气器的制作工艺较粗糙，所制备的产品出气均匀程度、稳定性以及孔径的均一性较差。\n[0004] 中国专利No.98250750.X公开了一种微孔曝气器。根据该专利所制备的曝气产品在使用过程中难以满足节能要求。\n发明内容\n[0005] 本发明的目的是提供一种超微孔曝气器，与普通微孔曝气器相比，该超微孔曝气器充氧性能显著提高，且具有工作连续性强、材质好和稳定性佳等优点。\n[0006] 本发明提供的污水处理用超微孔曝气器特征在于，包括曝气盘片、曝气管和空气管道，所述曝气盘片下设有支撑座，曝气管一端通过支撑座中心孔连通曝气盘片；所述空气管道上设有曝气器底座，曝气管另一端通过曝气器底座连通空气管道；所述曝气盘片和支撑座连接处设有密封圈，所述曝气盘片设有均匀分布的曝气孔，其曝气孔孔径在50-75μm之间。\n[0007] 优选地，所述曝气盘片为凸起的圆盘形结构。\n[0008] 优选地，所述支撑座为凹形圆盘式结构，中间设有圆孔，孔径与曝气管的直径匹配，曝气管通过该圆孔连通曝气盘片。\n[0009] 更优选地，所述支撑座为硬质PVC材料制成。\n[0010] 优选地，曝气管、曝气器底座和空气管道之间以锥形螺纹接口连接。\n[0011] 优选地，所述超微孔曝气器盘片，由以下成分并按照所给定的质量分数制备而成。\n[0012] \n[0013] 更优选地，所述棕刚玉是150-180目的棕刚玉砂，所述粘结剂是糊精；所述成孔剂是木屑。\n[0014] 本发明超微孔曝气器盘片的制备方法，包括以下步骤；\n[0015] ①混料：将粘结剂和棕刚玉骨料以及固态余料混匀，接着用喷壶按比例往混料中喷水（100g混料:5g水）。喷水后的混料陈腐24小时，过10目筛，备用。\n[0016] ②成型：将步骤①的备用混料加入模型中，震动捣打至两模型合拢后脱模干燥（曝气头口朝上平放）。\n[0017] ③干燥：在80℃条件下，干燥4-5小时。\n[0018] ④装窑：在烧窑平面上铺60目白刚玉砂，将半成品曝气器按照口朝上的方式置于平面上并用砂围好四周，装入窑中。\n[0019] ⑤烧成：以1℃/min的速度升温至1000℃，再以1.5℃/min的速度升温至1350℃后保温2至3h，自然冷却至室温。\n[0020] 特别是，本发明采用颗粒堆积成孔的工艺方式。颗粒堆积工艺是在骨料中加入相同组分的微细颗粒,利用微细颗粒易于烧结的特点,在高温下液化,从而使骨料连接起来。在产品生产过程中,往骨料里加入木屑，木屑烧尽后成孔。采用上述方式制备本发明超微孔曝气器，通过调整骨料粒径、骨料颗粒的大小的均匀度、粘结料和成孔剂比例等手段可以控制曝气器的孔径大小、孔径大小分布均匀度以及强度等性能。一般地，骨料粒径越大,形成的多孔陶瓷平均孔径就越大,并呈线性关系；骨料颗粒尺寸越均匀,产生的气孔孔径越小,分布越均匀。\n[0021] 根据本发明，制备的超微孔曝气器孔径小且均匀，曝气氧传质效率有显著提高。\n[0022] 根据本发明，刚玉曝气盘片采用150-180目刚玉砂高温烧制而成，打孔均匀，成孔直径在50-75μm之间。选用150-180目棕刚玉作为主材，配以硅微粉、苏州土、糊精和木屑等，采用颗粒堆积成孔的工艺方式制备。\n[0023] 根据本发明，发明的超微孔曝气器能有效降低污水处理厂的能耗，且能应用于耗氧量较大的污水处理工艺上。\n[0024] 根据本发明，采用烧制工艺，可制成具有很强抗拉抗压能力的、孔径均匀的超微孔曝气器。\n[0025] 根据本发明，通过减小曝气器孔径，能够有效提高曝气器的自闭性能。当曝气结束后，能够防止污水反流入刚玉曝气器之中，改善系统运行情况，提高了曝气器的使用寿命。\n附图说明\n[0026] 图1是根据本发明的一种污水处理用超微孔曝气器结构示意图。\n[0027] 图2是根据本发明的污水处理用超微孔曝气器盘片的制备工艺流程图。\n具体实施方式\n[0028] 参见附图1，根据本发明的实施例，污水处理用超微孔曝气器包括曝气盘片1、曝气管4和空气管道7，所述曝气盘片1下设有硬质PVC材料制成的支撑座3；所述曝气盘片\n1为凸起的圆盘形结构；所述支撑座3为凹形圆盘式结构；所述曝气盘片1和支撑座3连接处设有密封圈2，曝气管4一端通过支撑座3的中心孔连通曝气盘片1；所述中心孔的孔径和曝气管的直径相匹配；所述空气管道7上设有曝气器底座6，曝气管4另一端通过曝气器底座6连通空气管道7，曝气盘片1设有均匀分布的曝气孔，其曝气孔孔径在50-75μm之间,所产生的气泡直径为0.5～1mm。\n[0029] 根据本发明，刚玉超微孔曝气器选用150-180目棕刚玉作为主材，配以硅微粉、苏州土、糊精和木屑等，采用颗粒堆积成孔的工艺方式制备，使得产品的孔径大小、分布均匀度和稳定性都有很大改善。采用压汞、阿基米德排水法、清水充氧性能测试法测试微孔曝气器的孔径、孔隙率、充氧性能，等。\n[0030] 曝气盘片制备实施例1\n[0031] 原料质量百分比配方如下:\n[0032] \n棕刚玉 粘结剂 苏州土 长石 硅微粉 碳酸钙 滑石 成孔剂 水\n64.7 6.3 3.3 2.6 2.6 0.7 2.0 13.2 4.6\n[0033] 曝气盘片制备实施例2\n[0034] 原料质量百分比配方如下:\n[0035] \n棕刚玉 粘结剂 苏州土 长石 硅微粉 碳酸钙 滑石 成孔剂 水\n68.4 5.7 4.2 1.9 2.3 0.8 1.5 11.4 3.8\n[0036] 所用原材料性质与来源:\n[0037] 棕刚玉砂：150～180目，纯度95%以上，分别委托巩义市昌盛抛光磨料喷砂厂、天河净水材料有限公司生产\n[0038] 硅微粉：300目，浙江湖州高纯硅微粉厂生产\n[0039] 苏州土：300目，中国高岭土公司生产\n[0040] 长石：325目，湖南省临湘市华昌非金属矿生产\n[0041] 轻质CaCO3：300目，上海碳酸钙厂生产\n[0042] 滑石：300目，青州滑石粉厂生产\n[0043] 糊精：300目，郑州金峰达化工产品有限公司生产\n[0044] 木屑：成孔剂，160目,山东制香厂生产\n[0045] 实施例1和2的制备方法:\n[0046] ①混料：将粘结剂和棕刚玉骨料以及固态余料混匀，接着用喷壶按上述比例往混料中喷水。喷水后的混料陈腐24小时，过10目筛，备用。\n[0047] ②成型：将步骤①的备用混料加入模型中，震动捣打至两模型合拢后脱模干燥（曝气头口朝上平放）。\n[0048] ③干燥：在80℃条件下，干燥4-5小时。\n[0049] ④装窑：在烧窑平面上铺60目白刚玉砂，将半成品曝气器按照口朝上的方式置于平面上并用砂围好四周，装入窑中。\n[0050] ⑤烧成：以1℃/min的速度升温至1000℃，再以1.5℃/min的速度升温至1350℃后保温2至3h，自然冷却至室温。\n[0051] 曝气器盘片成品性质:\n[0052] 根据本发明，刚玉微孔曝气盘片采用150～180目刚玉砂高温烧制而成，孔径在\n50～75μm之间，所产生的气泡直径为0.5～1mm。\n[0053] 特别是，本发明的曝气盘片的材质为棕刚玉，且采用颗粒堆积成孔的工艺方式制备。\n[0054] 特别是，采用不同级别的棕刚玉为骨料，加入适量的易熔粘结剂，利用振动成型的方法，在适当的温度下(1300～1400℃)烧成。采用压汞、阿基米德排水法、清水充氧性能测试法分别对制品的孔径、孔隙率、充氧性能等进行测试，所制备的棕刚玉曝气器的各项性能均表现优异。\n[0055] 本发明一种污水处理用超微孔曝气器和普通微孔曝气器的性能比较：\n[0056]