《水處理用剛玉微孔曝氣器》行業(yè)標準修訂編制說明一、任務來源及修訂必要性原行業(yè)標準《污水處理用微孔曝氣器》（CJ/T3015.1-1993）為1993年制訂，第一次修訂版本《水處理用剛玉微孔曝氣器》（CJ/T263-2007）于2008年1月1日期實施，修訂版本據今已實施八年。隨著我國污水處理技術設備的發(fā)展和處理要求的提高，該標準已遠遠不能滿足工藝技術發(fā)展的要求。為了滿足用戶需求，提升設備生產、制造水平，規(guī)范和引導水行業(yè)的產業(yè)化發(fā)展，主編單位于2014年提出了修編申請。依據住房和城鄉(xiāng)建設部《關于印發(fā)2015年歸口工業(yè)產品行業(yè)標準制訂修訂計劃的通知》（建標[2014]190號文件）文件（附件序號第37項），該標準列入了2015年住建部標準規(guī)范編制計劃項目，為此開展標準的修編工作。中國市政工程華北設計研究總院有限公司為標準修編的主要起草單位。二、修訂過程1、2015年10月~11月，建標[2014]190號文件下達后，華北院組織人員編制大綱和制定工作計劃，并初步確定參編單位名單，發(fā)函至原標準參編單位及新參編單位征求標準修編的意見和建議。2、2015年12月，華北院組織召開編制組成立暨第一次工作會議，討論標準大綱、工作計劃和任務分工等。會議由住建部市政給排水標委會秘書長主持，標準定額所領導出席了本次會議。3、2016年1月~5月，搜集資料，查閱相關最新標準。開展實地調研，了解目前產品的生產和使用情況。4、2016年6月，根據實地調研結果，同時在對近年來產品性能檢測結果綜合分析的基礎上，完成標準修訂征求意見初稿。5、2016年7月，主編單位華北院組織參編單位召開第二次標準編制工作會議，編制組逐條討論初稿，形成修改意見；編制人員修改征求意見初稿。6、2016年8月中旬，形成正式征求意見稿并上網公示。三、標準修訂原則本標準編制工作將按照住建部規(guī)定的程序進行，遵循《住房和城鄉(xiāng)建設部標準編制工作流程（試行）》等有關文件。同時遵循GB/T1.1－2000《標準化工作導則第1部分：標準的結構和編寫規(guī)則》、GB/T1.2－2002《標準化工作導則第2部分：標準中規(guī)范性技術要素內容的確定方法》等標準編制導則。標準編制內容堅持先進性、可行性和一致性原則。1．先進性：重新審查、梳理原標準中涉及的相關標準，以保證為最新版本；重新核定產品性能指標，采用最新的充氧性能測試和計算方法，予以適當的修改。2．可行性：各項指標的確定既參考國外先進產品指標又充分考慮國內現有生產水平，力求在國內現有條件下促進產品生產制造水平的提高。同時使用戶在選擇產品時可作為參考對比的依據。3．一致性：標準涉及的術語、單位與國內和國標的慣用表述相一致；充氧性能指標計算方法與現行的相關標準一致。四、標準內容變化的說明發(fā)布情況本次修訂過程中，對本標準的歷次版本發(fā)布情況進行了補充。分別為第一版《污水處理用微孔曝氣器》和第二版《水處理用剛玉微孔曝氣器》。引用標準通過檢索查新，對引用標準進行了全面的梳理，刪除了不再引用和已經廢止的標準，所引用的標準均為至2016年6月前國家頒布的最新標準。按GB/T1.1的要求，凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內容）或修訂版均不適用于本標準，凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標準。術語與定義參照國際和國內通行稱謂，將術語“標準氧轉移速率”改為“標準氧傳質速率”，“標準氧轉移效率”改為“標準氧傳質效率”，“比標準氧轉移效率”改為“比標準氧傳質效率”?！皹藴食溲跣省备臑椤皹藴势貧庑省?。增加“標準狀態(tài)”的術語定義，修改完善標準氧傳質速率、標準氧傳質效率、比標準氧傳質效率、標準曝氣效率、阻力損失的定義內容。產品分類與十年前相比國內剛玉微孔曝氣器已有較大程度的改進，如剛玉材質配料和成型加工工藝、曝氣器與布氣管的多種連接方式等，在曝氣器主體結構形式和一些細節(jié)方面也有所發(fā)展和變化，本次修訂進行了相應的補充和修改。根據目前市場上應用較多的產品形式，對剛玉微孔曝氣器的結構形式重新分類，使一些產品形式更準確，如球冠形剛玉微孔曝氣器、鐘罩形剛玉微孔曝氣器、一體式球形剛玉微孔曝氣器等，同時對產品結構示意圖進行了修改完善。根據目前市場中產品的應用情況和性能指標水平，重新對各類型剛玉微孔曝氣器的規(guī)格尺寸進行歸類劃分。技術要求根據近十年剛玉微孔曝氣器的技術發(fā)展水平和在使用中的實踐經驗，結合國內外同類產品的技術指標和發(fā)展趨勢，對剛玉微孔曝氣器性能指標（特別是充氧性能指標）作了適當調整，使之更能適應企業(yè)、用戶和工程技術的需要。主要內容包括：依據近年來對市場上各種規(guī)格剛玉微孔曝氣器產品充氧性能的測試結果，參照2015年頒布實施的《微孔曝氣器清水氧傳質性能測定》CJ/T475-2015行業(yè)標準，采用新的充氧性能指標計算方法核算標準氧傳質速率SOTR、標準氧傳質效率SOTE、標準曝氣效率SAE等指標，據此，對各項充氧性能指標值進行了適當的調整。另外，測試結果顯示，大部分產品較八年前的產品阻力損失有明顯降低，故本次修訂適當提高了該項指標的標準。隨著近年來剛玉微孔曝氣器產品實際應用中工程條件的多樣化以及產品性能質量的提高，要求提供產品在更小通氣量條件下的性能狀況，因此，本次標準修訂也補充完善了此部分內容，增補了部分類型和部分規(guī)格產品在小標準通氣量條件下的充氧性能指標。作為統一的測試條件，標準通氣量比通氣量更準確，也更有可比性，因此本次修訂做了更改。試驗方法對剛玉微孔曝氣器密封性能測定方法進行修改完善，將原多個曝氣量的測試條件改為與充氧性能表中最小和最大標準通氣量相對應，既保持了前后文的一致性，又簡化了測試過程。《微孔曝氣器清水氧傳質性能測定》CJ/T475-2015為現行的關于微孔曝氣器清水氧傳質性能測定方法的行業(yè)標準，其中包含了本標準所涉及的各項產品充氧性能指標，同時其溶解氧總轉移系數KLa的計算方法也與本標準修訂前的規(guī)范性附錄A相一致，故本次修訂充氧性能測定改為按CJ/T475-2015執(zhí)行。同樣地，CJ/T475-2015中關于阻力損失測定的內容也與本標準修訂前的規(guī)范性附錄B相一致，故本次修訂阻力損失測定改為按CJ/T475-2015執(zhí)行。質量保證由于產品在工程應用過程中情況復雜，若產品的儲存條件、使用環(huán)境、安裝方式等不能按照要求進行，則會對其使用效果和使用壽命產生影響，而那些外部因素是各種各樣且無法控制的，因此取消原標準中規(guī)定使用年限的質量保證部分。附錄因引用的行業(yè)標準《微孔曝氣器清水氧傳質性能測定》CJ/T475-2015中已包含原標準中規(guī)范性附錄A和附錄B的內容，故本次修訂取消原標準中規(guī)范性附錄A和附錄B，修改完善附錄C作為本標準附錄A。根據工程實際應用情況，在附錄A中將對布氣支管的允許水平高度誤差要求限定在“單組曝氣干管區(qū)域內”，使其更具指導性。此外，因安裝的原因造成曝氣系統漏氣或通氣不均勻會極大地影響曝氣效果，故在附錄A中增加了安裝完畢后曝氣系統通氣測試要求。五、國內外情況與發(fā)展趨勢自50年代英國霍克公司首次研發(fā)生產出剛玉微孔曝氣器以來，其已有60余年的歷史，從最初的鐘罩形微孔曝氣器發(fā)展至今已有球形、鐘罩形、球冠形、管形等多種形式。目前在剛玉微孔曝氣器的研發(fā)方面，美國、德國、法國、英國、日本等國家處于領先水平。如法國德克來蒙公司、美國Pall公司、德國威德公司等，其產品在我國污水處理廠均有應用。根據資料及實際工程考察，絕大部分國外產品價格遠高于國產產品，但由于其性能良好、使用壽命較長，因此在國內仍有一定的市場。我國在80年代開始研發(fā)剛玉曝氣器，近十幾年不斷有發(fā)展，目前國內生產剛玉微孔曝氣器的廠家有幾十家，如江蘇菲力、江蘇荊溪環(huán)保、宜興市詩畫環(huán)保、江蘇神洲、宜興溢洋、成都金泉、山東思源等。雖然生產廠家較多，但是產品質量良莠不齊，有的使用沒幾年就發(fā)生嚴重的阻塞現象，阻力損失迅速增大、曝氣不均勻，或是曝氣器損壞。產品質量不過關，加上曝氣器檢修和更換較困難，將對污水處理廠的運行造成極大影響。因此，在大力推行產品國產化、擴大產品應用的同時，應對曝氣器產品質量提出嚴格的要求。近年來國產剛玉微孔曝氣器發(fā)展較快，生產規(guī)模和技術水平不斷提高。一些剛玉曝氣器生產企業(yè)積極投入資金和力量進行研發(fā)，產品的質量和性能得到較大提升。目前按照結構形式有球形、鐘罩形、球冠形、圓板形和管形等多種形式，曝氣頭主體除組合式外又研發(fā)出一體式，曝氣器與布氣管的連接方式也開發(fā)出插板式、螺紋式等多種方式。剛玉曝氣器的工程應用規(guī)模不斷增加，使用年限也在提升。與橡膠膜微孔曝氣器相比，質量好的剛玉微孔曝氣器在使用壽命和阻力損失方面具有優(yōu)勢。工程應用考察結果表明，國內一些優(yōu)秀產品不僅價格較國外同類產品具有較明顯的優(yōu)勢，且產品質量和充氧性能已基本達到國外同類產品水平（見附表1和附表2），完全可以替代國外產品。六、建議《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》中明確提出，要加大國產環(huán)保產品市場占有率，提高環(huán)保裝備技術水平。曝氣充氧設備是污水處理最關鍵的設備之一。由于微孔曝氣器有較高的氧轉移效率，可降低運行能耗，故被廣泛應用于污水處理中。據統計，截止2016年3月底，我國已建成投運的縣級以上城鎮(zhèn)污水處理廠達3910座，污水處理能力接近2億立方米/日。大部分污水處理廠的二級生物處理采用微孔曝氣器，剛玉微孔曝氣器是除橡膠膜微孔曝氣器外采用最多的曝氣器，且有逐漸增多的趨勢。隨著排放標準的提高，生物處理功能的不斷提升和增強，微孔曝氣器的應用越來越廣泛，規(guī)格形式也更加多樣化。為在國家所倡導的“構建資源節(jié)約型社會”的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中更好地發(fā)揮節(jié)能降耗的作用，建議本標準發(fā)布實施幾年后修改為國家標準。PAGE9PAGE7附表1近年部分國內外盤式（球形、鐘罩形、球冠形和圓板形）剛玉微孔曝氣器充氧性能測試結果指標單位產品類型盤式（球形、鐘罩形、球冠形、圓板形）剛玉直徑mm＜250mm≥250mm測試水深m66測試池面積m20.50.5標準通氣量Nm3/h1.223423標準氧傳質速率SOTRkg/h0.1470.181~0.2350.277~0.3290.394~0.4190.228~0.2460.312~0.345標準氧傳質效率SOTE％43.932.2~42.433.0~39.235.2~37.440.7~43.837.2~41.1比標準氧傳質效率SSOTEg/(Nm3·m)20.4815.04~19.8115.39~18.2916.42~17.4619.00~20.4617.36~19.17％O2/m7.315.37~7.075.50~6.535.87~6.246.78~7.316.20~6.85理論曝氣效率kg/(kW·h)11.388.42~11.278.69~10.369.35~9.8310.84~11.619.69~10.85阻力損失Pa15401540~47201960~28702150~29701060~24901130~2830曝氣器編號ABCDEFGHIJKLMNOPQJKLORSHKLabcdefabcdefg曝氣器尺寸A.直徑178mm一體式球形B.直徑215mmC.直徑180mmD.直徑180mmE.直徑178mm鐘罩形F.直徑200球形G.直徑200mmH.直徑180mm球冠形I.直徑200mm鐘罩式J.直徑178mm球冠形K.直徑178球形L.直徑178mm球形M.直徑178mm球形N.直徑178mm球形O.直徑178mm球形P.直徑200mmQ.直徑200mmR.直徑200mm鐘罩式S.直徑200mm鐘罩式a.直徑285;b.直徑285;c.直徑285;d.直徑285;e.直徑285;f.直徑285;g.直徑260附表2近年部分國內外管式剛玉微孔曝氣器充氧性能測試結果指標單位產品類型管式剛玉直徑×長度mm60×75065×75070×750測試水深m666測試池面積m20.50.51標準通氣量m3/h234684標準氧傳質速率SOTRkg/h0.2480.3530.4630