带状扩散器PCTI制造技术

本发明专利技术披露了一种膜带状扩散器，它可用于例如活性污泥设备中对废水的充气。这些扩散器具有膜、扩散器体和在同一方向上的被加长的气管。这些管可以被连接到扩散器体上或与扩散器体形成一体。当膜膨胀时，气腔形成于膜下方，这些气腔独立于气管但通过例如沿着膜支撑的长度方向分布的通道与气管连通。优选的是，通道过流断面交小，从而有助于增加沿着膜长度的气流分布的均匀性。本发明专利技术还披露了形成膜和扩散器体之间的边缘和端部密封的方法。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种膜带状扩散器，以及通过此膜带扩散器将气体扩散到液体内，和用于实现此目的的装置。更为具体地说，它涉及一种用于废水处理的膜带状扩散器和包括此扩散器的废水处理装置。
技术介绍
在处理家庭和工业废水中，充气是经常用于促进生物消亡以及将溶解和悬浮的废弃物除掉的方法之一。将被称为扩散器的充气装置安装在人工或天然蓄积的废水内的淹没位置处，例如在废水槽或污水池内。将空气和/或其它处理气体以气泡形式输送到扩散器中，并以大量的微小泡沫形式从所述扩散器中排出，并且这些气体在大多数情况下由某种形式的氧组成或者是含有氧。当这些气泡通过废水上浮时，气泡中的氧就溶解到废水中。氧气维持了在处理过程中被输送到废水中的细菌的生命进程，并且这些细菌消耗掉了废弃物。其它处理气体(包括蒸汽)以及某些液体并不一定要要有氧，也可以被通过扩散器，以实现各种用途，例如用于清洗扩散器。将空气和/或其它处理气体输送到扩散器的压缩机或风机所消耗掉的电费，如果不是运行废水处理设备的最大成本消耗，也是最大的成本消耗之一。因此，本领域的技术人员为提高扩散器系统的效率付出了很多努力，这不仅包括扩散器的本身还包括设备中扩散器的布局以及工作方式。此外，已经努力使扩散器简单化、“耐用化”，由此来降低扩散器系统的成本和维护费用。这些努力已经导致了废水处理设备和扩散器设计中的一系列改进。持续研究和发展的焦点已经集中在了一种被称为膜扩散器的广受欢迎的扩散器上。膜扩散器通过将加压的处理气体穿过无数微小的毛孔而通入到废水中，来产生微小的气泡，其中所述毛孔延伸穿过相对薄但是具有足够强度的、以例如管、矩形片或在平面图中具有环形轮廓的盘的形式存在的橡胶材料。这些带孔的橡胶介质、光洁的膜(dubbed membrane)通常以气密方式，例如通过夹紧结构，被固定到被称作扩散器体的合适的保持器上。图1-5描述了一种特别受欢迎的膜扩散器系统，这种系统已经由ITT企业的Sanitaire部所生产，并且其上代产品已经有十年历史了。图1-2示出了，在这种系统中具有扩散器1，该扩散器包括机体2，该机体2具有固定在环形断面的气体输送管4的上表面上的马鞍形状的下壁面3。该机体还包括倾斜的圆锥壁5，该圆锥壁的上部内边缘包括架6，在架6上搁置着支承板7。环绕支承板7的是机体的竖直侧壁10，也就是架6的向上延伸部分，其外表面上具有螺纹11。具有向内突出的凸缘13的螺纹环12被安装在螺纹11上。膜14包括中心部分15，以及位于其周边的整体O形环部16，该O形环部与凸缘13的下侧、侧壁10的内表面和形成在板7的周边缘内的台阶17保持密封接合。在操作这种扩散器时，处理气体从气体输送管4的内部20流过位于管道的顶部内的、作为流量调节器的孔口21。处理气体通过位于机体的下壁面3内的进气口22进入到扩散器中，然后通过位于机体内的正压室23(plenum)，穿过位于支承板7内的气体通道24，穿过形成于支承板7的上表面和膜14的下部气体流入表面之间的气腔25，最后穿过膜上的孔眼26，当气体流经扩散器时气腔25被充气。图3-5示出了所述扩散器在废水处理设备内的被安装情况。这些附图示意性地描述了具有侧部31(仅仅只示出了一侧)、端部32以及底部33的废水处理池30。通过公知的固定在池底部33上的支持架(未示出)，将前述的许多气体输送管道4以平行排列的方式安装在底部附近处。大量的扩散器1沿着气体输送管道4间隔地被安装，并且这些管道通过总管道34和下水管35被连接到加压的处理气体源，例如一个或多个风机或压缩机(未示出)。在许多废水处理设备中，废水流经一系列的池，例如图5所示的那样。根据废水的需求以及所要执行的特殊类型的处理，扩散器的密度，即扩散器的数目，也就是每单位池底面积上的扩散器的排放面积大小，对于不同的池或特定池可以不同。在特定的例子中，一部分池内可以不安装扩散器，由此便于例如在充气工设备内产生缺氧区。正如本领域的技术人员将容易理解的，在废水处理设备中扩散器和气体输送管道还可以有许多不同的布置方式，并且在这些附图中所描述的主题仅仅是作为例子而不是作为对现有技术全面的示意。当从平面图中看去时，图1-5所示的扩散器具有圆形的外轮廓，因此被称作膜盘扩散器。上面所示出的这种特殊的扩散器就系统的耐用性以及OTE(氧气的传输效率)来讲提供了非常高的性能，并且同样地在全世界的许多国家内也得到了广泛的认同。许多其它的膜扩散器也得到了发展，这些膜扩散器包括基于管形膜的膜管扩散器，以及基于例如膜材料的矩形片的板形扩散器。通常，它们允许加压处理气体使膜表面部分发生适度的膨胀。由于盘和片薄膜边缘的夹紧，因此，膨胀发生在这些边缘的内部。或许能或许不能阻止膜盘扩散器的中心处发生膨胀。当采用板状扩散器的矩形片膜时，膜和由此可能会发生膨胀的面积经常比盘扩散器大的多。因此，在板状扩散器中，具有相对较大开口的某种重叠的(overlying)网格元件通常被包括在扩散器体内，并且被保持在膜的上表面上，从而控制膜发生膨胀的程度。不管是由于所不希望发生的断电情况或者是由于方法的原因而导致的故意的切断，膜扩散器都可以承受气流的中断，从而导致膜的放气。考虑到淹没在废水中以及施加在膜上的废水的巨大重力，膜扩散器机体通常包括位于膜底部的某种类型的膜支撑，以便当膜不再被气压所支持时，防止在废水重力的作用下膜发生损坏或移位。当气体流动并且膜处于压力下并且至少部分地被充气时，在膜的支撑和下表面之间会产生空腔或气腔。另一类型的已得到发展的膜扩散器为带状扩散器。例如，参见美国专利US4029581和5868971；美国公开专利申请US2002/0003314A；国际公开申请(PCT)WO98/21151；以及Offenlegungschrift(德国公开申请)DE4240300A1。由于所述扩散器的膜和气体排放表面通常的长宽比大于现有的普通类型的板状扩散器，因此这种专门的带适合于这种扩散器。例如，长宽比大约为4∶1或者大于4∶1，以及长宽比相当大的情况可以出现在带状扩散器中。在具有这种较大的长宽比的地方，可以在限制宽的同时，使扩散器具有相当大的充气面积。适当利用的扩散器面积可能是获得理想的氧气传输效率)或增大的OTE的水平的因素，从而在处理给定量的废水的过程中带来省电的效果。带状扩散器在使OTE的水平至少保持与盘形扩散器大约一致的同时，还保证了一种提高氧气进入到废水中的质量迁移率的方便方法。同时，在许多情况下，它能够将带状扩散器内的膜的宽度限制到一足够的范围内，在此范围内，可以减少重叠的网格元件并且节省它所附带的制造成本。另外，和板状扩散器一样，带状扩散器包括膜和扩散器体，其中扩散器体包括膜支撑。带状扩散器被认为是代表了用于进一步降低包括安装在内的资本费用，降低包括充气在内的生物废水处理设备的操作成本的一条有前景的道路。人们相信，存在进一步改进带状扩散器的空间和需求，本专利技术所披露的内容和权利要求的主题的目的就在于满足这种需求。
技术实现思路
我们认为本专利技术已部分地满足了前述的一个或多个需求，本专利技术包括了下面将要描述多个方面和实施例。根据一个方面，本专利技术包括带状扩散器，该带状扩散器包括弹性膜。该弹性膜具有至少大约为4，更优选至少大约为6，进一步优选至少大约为8，以本文档来自技高网...

【技术保护点】
带状扩散器包括：Ａ．弹性膜，它具有（１）至少大约为４，更优选至少大约为６，进一步优选至少大约为８，以及最优选至少大约为１０的长宽比，（２）气体入流表面和气体排出表面，以及（３）气体排出孔，该气体排出孔从所述气 体入流表面延伸穿过所述膜和所述气体流出表面，该气体流出表面横跨所述气体排出表面的至少一部分，Ｂ．扩散器体，其包括纵向延伸的膜支撑件，该支撑件具有至少大约为４，更优选至少大约为６，进一步优选至少大约为８，以及最优选至少大约为１０的长宽 比，Ｃ．纵向延伸的供气通道，当从横断面看去时，其包括周向闭合的气流封闭壁装置（１）所述壁装置的至少一部分延伸在支撑件的下方，并且在沿着支撑件至少大部分长度上为其提供了结构支撑，（２）所述壁装置除了支撑件外还包括一个或 多个壁，Ｄ．膜、支撑件和通道各自的长度延伸在同一方向上，Ｅ．至少当扩散器运行时，支撑件和膜限定了位于它们之间的纵向延伸的气腔。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：T卡斯帕，M舍嫩贝尔格，B劳本斯坦，J赖利，J克拉尔，
申请(专利权)人：ITT制造企业公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]