發(fā)布日期：2016-10-26 11:33:10 閱讀次數(shù)：2199
由于工業(yè)廢水成分的多樣性，往往需要通過(guò)幾種方法組成的處理系統(tǒng)才能達(dá)到所需的排放標(biāo)準(zhǔn)。污水處理安采用的方法手段分類(lèi)，可分為物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法和生物法4種。生物法是利用廢水中的微生物的代謝作用分解水中的微生物的代謝作用分解水中可降解的有機(jī)物的一種方法，因?yàn)榫哂刑幚砹看?，投資省，經(jīng)濟(jì)可靠的特點(diǎn)，它是當(dāng)今世界最普遍的一種水處理方法。
曝氣器在污水處理中的應(yīng)用
生物處理法根據(jù)參與作用的微生物的需氧情況，可分為好氧法和厭氧法兩大類(lèi)
一般情況，好氧法比較適用與較低濃度污水，如乙烯廠(chǎng)污水；而厭氧法較適用于處理污泥和較高濃度的污水。
好氧法生物處理法可分為活性污泥法和生物膜法兩大類(lèi)。活性污泥法是水體自?xún)舻娜斯?qiáng)化方法，是一種依靠活性污泥工作主體的去除污水中有機(jī)物的方法。存在于活性污泥中的好樣微生物必須在有氧氣存在的調(diào)價(jià)下才能起作用。在污水處理生化系統(tǒng)的曝氣池中，充氧效率與好氧微生物生長(zhǎng)量成正相關(guān)性。溶解氧的供給量要根據(jù)好氧微生物的數(shù)量、生理特性、基質(zhì)性質(zhì)及濃度來(lái)綜合考慮。這樣，活性污泥才能處在最佳的降解有機(jī)物的狀態(tài)。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)證明，曝氣池中溶解氧維持在3-4mg/L為宜，若供氧不足，活性污泥性能差，導(dǎo)致廢水處理效果下降。為保證有充足的供氧，必須依靠一種設(shè)備來(lái)完成，例如曝氣器。
曝氣原理曝氣類(lèi)型大體分為兩類(lèi)：一類(lèi)是鼓風(fēng)曝氣，一類(lèi)是機(jī)械曝氣。鼓風(fēng)曝氣是采用曝氣器擴(kuò)散板或擴(kuò)散管在水中引入氣泡的曝氣方式。一般乙烯廠(chǎng)的污水處理多采用這種方式。機(jī)械曝氣是指利用葉輪等器械引入氣泡的曝氣方式。
所有的曝氣設(shè)備，都應(yīng)該滿(mǎn)足下列3種功能：①產(chǎn)生維持有效的氣水接觸，并且在生物氧化作用不斷消耗氧氣的情況下保持水中一定的溶解氧濃度；②在曝氣區(qū)內(nèi)產(chǎn)生足夠的混合作用和水的環(huán)流動(dòng)；③維持液體的足夠速度，以使水中的生物固體處于懸浮狀態(tài)。
鼓風(fēng)曝氣設(shè)備
鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)由鼓風(fēng)機(jī)、曝氣器和一些列連通的管線(xiàn)組成。鼓風(fēng)機(jī)將空氣通過(guò)一些列管道輸送到安裝在池底部的曝氣器，通過(guò)曝氣器，使空氣形成不同尺寸的氣泡。氣泡在曝氣器出口形成，尺寸則取決于空氣擴(kuò)散裝置的形式，氣泡經(jīng)過(guò)上升和隨水環(huán)流動(dòng)，最后在液面處破裂，這一過(guò)程產(chǎn)生氧向污水中轉(zhuǎn)移的作用。鼓風(fēng)系統(tǒng)的曝氣器主要分為微氣泡、中氣泡、大氣泡、水利剪切、水利沖擊及空氣升液等類(lèi)型。
鼓風(fēng)曝氣設(shè)備的主要技術(shù)性能指標(biāo)有：動(dòng)力效率（Ep），即每消耗1KW電能轉(zhuǎn)移到混合液中的氧量；氧的利用效率（EA)，即通過(guò)鼓風(fēng)曝氣轉(zhuǎn)移到混合液的氧量，占總供氧量的百分比（%）。
微氣泡曝氣器
微氣泡曝氣器也稱(chēng)微控曝氣器，采用多孔性材料如陶粒、粒瓷等摻以適當(dāng)?shù)娜绶尤?shù)脂一類(lèi)的粘劑，在高溫下燒結(jié)成為擴(kuò)散板、擴(kuò)散管和擴(kuò)散罩的形式。按照安裝的形式，可分為提升式微孔曝氣器及固定式微孔曝氣器。提升式微孔曝氣器主要由微孔曝氣管、活動(dòng)搖臂、提升機(jī)等3部分組成：①微孔曝氣管即由微孔管、前蓋、后蓋及鏈接螺栓組成；②活動(dòng)搖臂是可提升的配管，微孔曝氣管安裝于支氣管上，成柵條狀，底座固定在池壁上，活動(dòng)立管伸入池中，支管落在池底部，并支架支撐在池底部；③曝氣器提升機(jī)，為活動(dòng)式電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)，起吊小車(chē)可隨意移動(dòng)，將搖臂提起。
其工作原理是：空氣從微氣泡曝氣管后蓋的通氣孔進(jìn)入曝氣管，曝氣管的管壁上密布著許多細(xì)小的空隙，管內(nèi)空氣在壓力差的作用下，從管壁的空隙中擴(kuò)散出來(lái)，在污水形成許許多多微小的氣泡，并造成水的紊流，從而達(dá)到了將空氣中的氧溶入水中的目的。
微孔曝氣管的形式有很多，目前較為常見(jiàn)的有兩種：
一種是由粗瓷或剛玉等燒結(jié)而成的普通曝氣管，這種管壁在燒結(jié)過(guò)程中產(chǎn)生許多極微小的空隙，它的主要特點(diǎn)是能產(chǎn)生微小的氣泡，氣泡直徑為0.1-0.2mm，氣、液解除面加大，氧利用率高，一般可達(dá)到20-25%；其缺點(diǎn)是氣壓損失較大，易堵塞，送入的空氣需經(jīng)過(guò)過(guò)濾處理，易損壞，一旦損壞，氧利用率就開(kāi)始快素下降。
另一種是管式膜片微孔曝氣管。這種曝氣管的安裝方式與前一種基本一樣，但其自身的結(jié)構(gòu)卻有很大的區(qū)別，它是由一個(gè)用ABS或UPVC制成的管子作為布?xì)夤?，管壁上開(kāi)有通風(fēng)孔，布?xì)夤芡庵芨采w著合成橡膠制成的膜片，膜片被金屬卡子固定在管子上。在合成橡膠膜片上用激光等方法打出均勻分布的孔眼
曝氣時(shí)。空氣通過(guò)管壁上的通氣孔進(jìn)入膜片與管壁之間，在壓縮空氣的作用下，使膜片微微鼓起，孔眼張開(kāi)，達(dá)到布?xì)鈹U(kuò)散的目的。停止供氣，氣壓消失后，膜片本身在彈性作用下使孔眼自動(dòng)閉合，由于水壓的作用，膜片壓實(shí)在管壁上。因此，開(kāi)孔直徑應(yīng)適當(dāng)。開(kāi)孔直徑過(guò)大，氧的利用率較低，開(kāi)孔直徑過(guò)小，氧利用率高，但阻力增大橡膠膜片應(yīng)選用耐老化，高強(qiáng)度膠質(zhì)，以免膜片出現(xiàn)撕裂，造成曝氣器損壞。
動(dòng)態(tài)曝氣器
動(dòng)態(tài)曝氣器是一種新型的曝氣器，屬于固定安裝式的微氣泡曝氣器，它由圓罩、旋混圈、套接頭抱箍和配氣管組成。
動(dòng)態(tài)曝氣器采用了“大孔拍氣泡布?xì)狻奔夹g(shù)，將引入曝氣器內(nèi)的空氣分別進(jìn)行正旋和反旋導(dǎo)流，正旋導(dǎo)流為順時(shí)針?lè)较?，反旋?dǎo)流為逆時(shí)針?lè)较?，由兩個(gè)不同方向旋流作用下，在套筒旋混筒內(nèi)形成一個(gè)瞬間連續(xù)局部反應(yīng)的氣液強(qiáng)化旋混區(qū)。由旋混旋流作用產(chǎn)生的大量氣泡，再經(jīng)圓罩阻擋擴(kuò)散作用之后，均勻密布的向上產(chǎn)生氣泡。
總的來(lái)說(shuō)，動(dòng)態(tài)曝氣器是由打孔雙向旋混、套筒強(qiáng)化旋混和圓罩阻擋擴(kuò)散等各種結(jié)構(gòu)作用，使氣相在液相中碰撞、剪切和分割，從而形成混合性擴(kuò)散。由于動(dòng)態(tài)曝氣器采用了大孔排氣，即使停風(fēng)停壓后，污水倒流進(jìn)曝氣器和配氣管中，也不會(huì)造成排氣孔堵塞，從而從根本上解決了曝氣器堵塞的問(wèn)題，可長(zhǎng)期保持氧利用率不發(fā)生變化。但由于產(chǎn)生氣泡的直徑較大，氧利用率相對(duì)微孔曝氣器要低，一般在15-19%之間。與動(dòng)態(tài)曝氣器的結(jié)構(gòu)和性能類(lèi)似的還有旋混曝氣器。
搖臂微孔曝氣器與動(dòng)態(tài)曝氣器的對(duì)比除了上面所講的氣泡直徑、氧利用率、是否易堵塞等不同之處外，兩者還有以下幾個(gè)不同點(diǎn)：
1、安裝方式搖臂微孔曝氣器為可活動(dòng)式安裝，當(dāng)曝氣器需要更換或檢修時(shí)，可用提升機(jī)將曝氣器從水中出來(lái)，在池面進(jìn)行施工檢修，不影響同池其他曝氣器的工作，不需要停池凈水，檢修成本低，工作量少。
2、耐用性搖臂式微孔曝氣器的失效形式主要有以下3種：①鋼制布?xì)夤苌P后產(chǎn)生氧化鐵以及污水和空氣中的雜物會(huì)造成曝氣管內(nèi)堵，曝氣管內(nèi)氣流分布不均勻，使曝氣管抖動(dòng)，而產(chǎn)生疲勞損壞；②曝氣管安裝在管接頭上，在曝氣管抖動(dòng)和污水腐蝕的雙重作用下，管接頭易從根部折斷，污水的腐蝕還會(huì)造成布?xì)夤鼙跍p薄穿孔；③水下?lián)u臂活動(dòng)關(guān)節(jié)長(zhǎng)期侵泡在水中，可能會(huì)因?yàn)樯P等原因而無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使得曝氣器不能正常提升到水面。以上3種失效形式，經(jīng)過(guò)近年來(lái)的新技術(shù)的應(yīng)用，已經(jīng)得到很大的改善，使得曝氣器的使用壽命可達(dá)5年左右。
動(dòng)態(tài)曝氣器的失效形式則有：由于疲勞或腐蝕等原因，曝氣頭各部件（如圓罩、旋混筒、旋混圈等）之間的連接件斷裂或松脫，而造成曝氣頭解體或脫落；配氣管斷裂；配氣管一般采用UPVC等非金屬管材，管子與管子，管子與管件多用膠水粘連，一旦粘接不牢，容易從粘連處脫落和漏氣。這3種失效形式一般可以通過(guò)合理選型，正確選材，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)等方法來(lái)避免。因此，這種曝氣器的使用壽命較長(zhǎng)，可達(dá)8-10年。
3、實(shí)際應(yīng)用搖臂式微孔曝氣器因?yàn)橛醒趵寐矢?、檢修方便等優(yōu)點(diǎn)，較多應(yīng)用在生產(chǎn)負(fù)荷較重、污水水質(zhì)較惡劣的一級(jí)生化系統(tǒng)；固定式動(dòng)態(tài)曝氣器則因?yàn)橛醒趵寐噬缘偷梢蚤L(zhǎng)期保持，檢修困難但使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，一般應(yīng)用在生產(chǎn)負(fù)荷較低，污水水質(zhì)較好的二級(jí)生化系統(tǒng)。
曝氣器的種類(lèi)非常多，經(jīng)過(guò)不斷的更新和發(fā)展，其結(jié)構(gòu)和性能更是有著日新月異的變化。本文介紹的只是其中極少的幾種，所作的論述也只是根據(jù)本地區(qū)的有限幾家污水處理場(chǎng)的情況而作，一些看法帶有很大的片面性和局限性。其實(shí)，曝氣器的選用依據(jù)各有側(cè)重，主要考慮下列因素：①空氣擴(kuò)散裝置應(yīng)具有較高的氧利用率和動(dòng)力效率，具有較好的節(jié)能效果；②不易堵塞，出現(xiàn)故障易排除，便于維護(hù)管理；③結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于安裝，工程造價(jià)及裝置本身成本都較低。此外，還應(yīng)考慮污水的水質(zhì)，地區(qū)條件以及曝氣池型、水深等。
目前符合上述3點(diǎn)因素的曝氣器，首推軟管式曝氣器。1、PVC中、微孔曝氣軟管，正常使用氣量范圍（0.5-2.5立方/小時(shí)/米）氧轉(zhuǎn)移率在（12-30%）。適應(yīng)傳統(tǒng)的“A/O"及”A/A/O/O"等等一切需要曝氣裝置的工藝。2、TPU微孔曝氣軟管，正常使用氣量范圍（0.5-1立方/小時(shí)/米）氧轉(zhuǎn)移率在（45-53%）。適合德國(guó)引進(jìn)的“生物倍增”、“生物積效”、“低溶氧”等工藝。還有提示改造曝氣裝置的首選。3、PVC中、微孔曝氣軟管，設(shè)有進(jìn)氣、空氣分配管以及末端集水、排水管，可以將由于裝置開(kāi)開(kāi)停停時(shí)滲透到曝氣器內(nèi)的積水及時(shí)排出，做到了曝氣軟管的絕對(duì)免維修，保證了曝氣軟管長(zhǎng)達(dá)十多年的正常使用。4、TPU曝氣軟管可以采用抽拉式的安裝方式，萬(wàn)一軟管有損傷，可以不防水隨機(jī)抽取更換。也可以此案去設(shè)排水系統(tǒng)的固定式安裝，目前有記錄的污水廠(chǎng)，已安全運(yùn)行6年，沒(méi)有一根軟管損壞而更換。5、由于曝氣軟管的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，安裝尤其方便，工程造價(jià)及裝置本身成本都是可控的，操作空間較大。6、可以負(fù)責(zé)地告訴環(huán)保同仁；所有的適合曝氣形式的裝置，采用軟管的曝氣形式，絕對(duì)是上上之選。因?yàn)檐浌苁狡貧夥绞匠瞬細(xì)饩鶆?、氧轉(zhuǎn)移率高、能耗較低以外，最大的亮點(diǎn)是“不易堵塞，出現(xiàn)故障易排除，幾乎不需要放水維修”。
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