微孔曝气器以传统的曝气方式在处理废水时,电耗的费用占整个污水处理系统运行费用的40%,其中曝气系统约占污水处理系统电耗的60%以上。对曝气系统进行研究,寻求新的曝气运动方式来提高污水处理效率、降低运行成本,对推进水处理系统推广及运行具有重要意义。针对曝气池连续曝气过程中氧转移率低、能耗高的问题,本文结合污水处理中的实际情况,分析影响氧转移速率的因素,提出了利用盘式微孔曝气器间歇性充氧方法来提高氧的转移率的方法。本文一共分为五章,内容组织如下:第一章基于污水处理的工程系统及耗能因素现状分析,讨论了微孔曝气器现存的不足,提出微孔间歇性曝气器设计思想,详细分析了盘式微孔曝气的工作原理及特点,同时对微孔间歇性曝气和自激式曝气元件的工作原理进行简单的概述。第二章基于曝气充氧的原理,深入分析了氧传质经典理论,并研究了曝气膜片、孔口特性和参数对气泡生成的影响,从理论上得出间歇性曝气可减小气泡的尺寸,增加气液接触面积,从而提高氧转移率,建立了间歇性曝气氧传质模型,分析其影响因素。第三章详细分析了微孔间歇性曝气气泡生成理论,就柔性孔和刚性孔进行了气泡生成的对比和给出了发现了间歇性气泡生成的规律,讨论了间歇性曝气相对于连续曝气对曝气充氧性能的影响。第四章阐述了微孔间歇性曝气实验设计过程和实验方案的实施。详细介绍了利用PLC控制曝气结构装置和自激阀曝气结构装置,同时简述了用于曝气效果检测的实验仪器和药品,以及曝气性能测定的原理和方法。第五章基于实验数据进行了总结分析。利用图像处理分析气泡生成状况,得到间歇性曝气可以有效减小气泡尺寸;利用充氧性能评价标准对间歇性曝气和连续曝气实验数据分别进行处理,对比各项性能指标,验证微孔曝气器间歇性曝气可以提高曝气充氧效率、降低能耗,获得最佳间歇曝气周期。本文通过4组不同类型的盘式微孔曝气器分别在间歇性和连续曝气下的实验对比发现,间歇性曝气产生的是气泡簇,对生成的气泡进行图像统计分析,得出同一区域范围内间歇式曝气生成的气泡数量多、平均直径小。实验数据分析结果显示:虽然间歇性曝气达到氧饱和所需的时间较连续曝气方式增加了10%左右,但是氧的利用率增加了50%以上,动力效率大幅提高。结果显示间歇性曝气方式可有效提高氧的利用率,节约能耗的同时又具有更好的充氧效果,为活性污泥好氧生化处理系统工艺提供了新的研究思路。