摘要： 本文介绍的DFA曝气装置，不同于国内开发的自吸式曝气装置，是一种节能、搅拌、下向流式鼓风曝气装置。 关键词： 下向流 曝气 原理 特征
1 DFA的构造、原理
1.1 DFA的构造
DFA(Dyna Foil Aerator)是节能型、搅拌式下向流鼓风曝气装置，如图1所示。实用化成组装置如图2所示，曝气装置布置在园屋顶的建筑物内。
由图1可知曝气装置由曝气槽、电动机驱动机构、传动轴、园弧型叶轮、空气扩散管、套管导向叶及套管入口导向叶支柱等组成。电动机驱动装置由电动机及减速机组成。
1.２ DFA原理
DFA的园弧型叶轮效率高，具有低转速流量大的功能。园弧型叶轮旋转致使混合液形成强力的下向流。当下向流经排液管达到曝气槽底部后，变换方向形成辐射状底层流，并到达曝气槽的每个角落。该底层流又进一步改变方向形成上向流，到达水表面层后，成为表层流再次流入DFA吸入口。同时来自曝气槽底部的上向流形成副流引发下向流，均匀地搅拌着混合液。
鼓风机送出0.25 kg/cm2的空气，经园弧型叶轮下部空气扩散管吹入下向流混合液中。喷出的空气被下向流的动压压碎、剪断，成为微细化气泡，分散在混合液中。微细化气泡随混合液流动，通过下向流、底层流、上向流形成的搅拌流，混合液分散到曝气槽中。于是，促进气液界面的更新，延长了气液的接触时间，提高了溶氧效率。
2 DFA的特征与评价
DFA适合各种污水处理，具有搅拌能力强，溶氧效率高等特征。
2.1 厌氧、好氧搅拌功能
通过开、停鼓风机或开、关供气阀实施厌氧、好氧处理。随着供气量增加，动力消耗约增加15％～30％，这是下向流方式的特征。
2.2 溶氧效率高
由于套管内动压(水流)作用，压碎、剪断空气成微细化气泡，均匀分散在曝气槽中，强化了气液界面的长时间接触与更新，提高了溶氧效率。试验表明，氧传递速度11～16 kg/h时溶氧效率为30％～60％。随着循环流量增加，将更加提高溶氧效率。
2.3 搅拌力与流动状况
由于园弧型叶轮性能高，在低动力、低转速的条件下，同样得到大的循环流量，其搅拌力极强。在距曝气槽底面100 mm以上，距出水口2300 mm以下的层间，测定了厌氧、好氧搅拌时的流量、流速，如图３所示。试验表明当流速10 cm/s以上时，可充分保证污泥不沉降。
2.4 负荷变动的控制对策
根据负荷变动情况，可任意设定气液比(供气量与循环搅拌流量之比)等条件，实现其最佳控制。
2.5 曝气槽形状
根据建设用地情况，可建成不同形状，效果是相同的。本例的曝气槽为7m×7m×6m，水深5.3 ｍ。
２.６ 节能性
由于充分发挥其溶气作用，用少量的空气便提供了足够的氧，满足了水处理的需要。供气口位于水下2.38 m以下，低压鼓风机即可满足需要，既节能又降低了噪声、振动和温升。当DFA氧传递动力效率2.0～3.5 kg/kWh时。常规普通鼓曝气以及机械搅拌曝气的氧传递动力效率却为 1.5～2.5 kg/kWh，即DFA氧传递动力效率为传统方式的1.3～1.5倍，表明了DFA的优越性。通常节省电费25％～30％左右。
2.7 易维护性
电动机及传动装置在曝气槽上部，便于日常巡检与维护。采用负荷变化跟踪控制平衡远行，非常有利于降低成本(主要是电缆)。
3 污水处理场应用与操作实例
3.1 设计能力与配置实例
本装置根据厌氧、好氧法的实绩设计的组合全曝气式空气扩散装置(dome diffuser)，在最终好氧槽上且配置了拱屋顶大棚式建筑物(图2)。装置能力如表1所示。装置全长110 ｍ，宽7.6 m，分为5段，水深5m。1～4段各配置2台DFA-98-5.5，口径980 mm，循环量90m3/min，电动机5.5kW，减速机功率5.5kW，速比1∶５。该装置已于1996年3月在日本福冈县污水处理场投入运行。
表1 实例设计能力表 项目 单位 数量 备注 设计污水量 m3/d 27330 最大污水量 m3/h 1139 池数 个 2 池容积 m3 7990 流水BOD量 kg/d 4200 除去BOD量 kg/d 3800 流入SS mg/L 119 MLSS mg/L 2059 MLDO mg/L 2 好气槽
3.2 运转方式及状况
本实例运转方式如表2所示。由于在1～４段配置DFA，在任何工况下运行，均有效地改污泥的沉降性和除磷效果。在供空气量2.8～3.0 Nm3/min时，MLSS达1500 mg/L，MLDO达2.2 mg/L，已安全运行28000h以上。
表２ 运转方式 编号 1 2 3 4 5 标准活性污泥法 0 0 0 0 0 厌氧好氧法（AO法） A A 0 0 0 厌氧好氧法（AO变换法） A 0 A 0 0
4 结束语
高性能，寿命长的DFA厌氧、好氧兼备的搅拌曝气装置，是支持再资源化、能源回收的重要环保型技术设备，必将在污水处理及资源循环和零排放工艺中发挥更大的作用[2][3][4]。
参考文献：
[1]矶部，等省工ネルキ一型搅拌.曝气装置“グィナフォィル ユアレ一タ”[J].化学装置，1999，（9）：127-131.
[2]白井.リサィルグテソトレヲソス[J].化学装置，1999，（7）：40-43.
[3]脇屋，等.炭化装置ヒ环境保全[J].化学装置，1999，（7）：44-48
[4]徐丽，等.联合化工艺过程及热利用高度化[J].化工科技动态，1998，（3）：29-41