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專業論文
城市污水處理工藝技術方案選擇中的關鍵因素 |
文件大小：格式：發布時間：2008-07-04瀏覽次數：次
| 【中文關鍵詞】 | 城市污水處理工藝技術方案選擇中的關鍵因素 |
| 【全部正文】 | 城市污水主要污染物成份基本都是容易被微生物分解的物質。在城市污水處理工藝技術方案中，采用曝氣充氧培養微生物對有機污染物質進行分解，這一基本原理都是相同的。一般都是采取初沉、曝氣、二沉、回流或排出的工藝流程；近年來還出現了曝氣、二沉、回流或排出的三合一體間歇式曝氣工藝。城市污水屬于可生化處理的中性污水，工藝技術要求并不太復雜，而城市污水處理工藝技術方案的關鍵因素是曝氣技術的選用。 1. 曝氣技術的重要地位 曝氣充氧是城市污水處理工藝運行中最重要的技術保障手段，也是工藝運行的動態控制核心；在城市污水處理運行費用中，動力消耗所占比例約為80％，而曝氣充氧能耗又要占裝置總動力消耗的約80％；由此可見，所選用的曝氣形式及技術在城市污水處理工藝技術方案中的重要地位。 2. 曝氣技術的基本分類 2.1 傳統的分類 曝氣技術傳統的分類方法是按照設備性質區分的，分為三種基本形式。 ● 表面曝氣——采用機械運動的方法，使水體表面不斷更新與空氣接觸；表面曝氣分為葉輪表面曝氣與轉刷(盤)表面曝氣兩種。 ● 射流自吸——利用水體的射流作用吸入空氣。 ● 鼓風曝氣——風機鼓風經曝氣器擴散向水體中輸入空氣(或純氧)。 2.2 按照流體運動性質的新分類 曝氣技術的實質就是使氣相中的氧向液相中轉移，傳統的分類方法難以反映曝氣技術的實質問題。使氣相中的氧轉移為液相中的溶解氧，是通過流體運動形成氣液接觸界面而完成的；因此，按照流體運動性質分類則可以反映出曝氣技術的實質問題。以流體運動性質來分類，可以分為下述兩種基本形式。 2.2.1 液相流體主動運動型 葉輪和轉刷(盤)表面曝氣是采用制造液相流體的水躍而形成氣液接觸界面；射流曝氣是依靠射流液相流體吸入氣相流體而形成氣液接觸界面，這些均是屬于液相流體主動運動型，其技術特征是： ● 動能作用于重質液相流體運動； ● 輕質氣相流體是被動接觸； ● 在葉輪或轉刷(盤)攪動處、射流口附近產生局部連續的氣液接觸界面。 2.2.2 氣相流體主動運動型 鼓風曝氣是由風機輸送氣相流體，經曝氣器的擴散作用以升泡運動的方式形成氣液接觸界面，這就是屬于氣相流體主動運動型，其技術特征是： ● 動能作用于輕質氣相流體運動； ● 重質液相流體是被動接觸； ● 由升泡的上升運動，可以產生立體續的氣液接觸界面。 2.3 新的分類必然帶來新的認識 分類是科學技術中的基本問題，先進的分類方法必然會要帶來新的認識，從而有利于促進技術進步，優化工藝技術方案的選擇。曝氣技術按流體運動性質分類，由分類的區別可以進一步認識下面兩個問題。 2.3.1 氣相和液相的主動運動與被動接觸 氣相與液相兩種流體相混，究竟是讓哪一種流體主動運動為好？如果技術上無特殊要求，那就只有一個動能作用的對象問題；一類是制造水躍（重質液相主動運動，輕質氣相是被動接觸），另一類是制造升泡（輕質氣相主動運動，重質液相是被動接觸）。由于液相流體與氣相流體兩者質量相差近千倍，其機械運動損耗的差異是顯而易見的。 2.3.2 氣液接觸界面的局部連續與立體連續 在曝氣技術中，液相流體主動運動類型有如下三種基本形式： ● 葉輪攪動曝氣池水體表面； ● 轉刷或轉盤轉動處產生水躍； ● 射流流出。 由曝氣池立體性質方面看，上述三種液相流體主動運動所形成的氣液接觸面，都具有一個共同的特征就是“局部連續”；即僅只在被攪動的水體表面或射流口附近產生氣液接觸界面。 氣相流體主動運動則不同，空氣由曝氣池池底在重力推動之下以升泡的形式向上作運動，升泡在上升過程中要不斷與水體產生接觸，因此其形成的氣液接觸界面就是“立體連續”。 3. 鼓風曝氣是曝氣技術的發展趨勢 在城市污水處理工藝技術中，有越來越多的工程技術人員認識到了鼓風曝氣技術具有動能消耗合理和充氧效率高的優點，因此鼓風曝氣技術在城市污水處理工藝技術中越來越得到普遍的應用。 4. 終端設備是鼓風曝氣技術的關鍵 鼓風曝氣技術的終端是關鍵設備氣流擴散裝置——曝氣器。鼓風機經管道鼓入曝氣池的氣相流體，最終是由曝氣器對氣流的擴散而產生起氧傳遞作用的氣液接觸界面；曝氣充氧效率、曝氣運行可靠程度的長久性、氧傳遞均衡性與氧供給長期穩定性等等曝氣技術性能如何，完全是要取決于曝氣終端設備（曝氣器）的功能作用。 5. 微孔曝氣器 微孔曝氣器是采用微孔孔性定勢的方法使氣流充分擴散。由于微孔曝氣器在清水條件中檢測可以表現出很好的充氧形態與指標，新安裝后在污水處理工藝運行初期微孔曝氣器的技術性能也會表現較好。 “微孔”阻力大易堵塞，這是由孔性定勢改變不了的事物性質。在污水處理的實際工藝運行中，目前還不可能對曝氣器的效率進行測定，微孔曝氣器在清水條件表現出的效果，在污水條件的長期工藝運行中還會是那樣好嗎？根據對眾多的污水處理裝置實地調查，微孔曝氣器在長期實際運行中；存在孔眼與孔膜堵塞現象，存在孔板與孔膜沖壞后出現破壞均衡性的“集中泡涌”情況，有清洗和更換的維修煩惱等等；微孔曝氣器在污水處理的長期實際工藝運行中表現的可靠性并不十分理想。 6. 旋混曝氣器 本世紀九十年代初，我們就開始著手研究曝氣器的氣流擴散問題，經過大量的實驗研究與運行實踐經驗的總結，確立了采用阻力小且無堵塞的大孔排氣結構，經旋流、旋混與倒齒等多種結構擴散作用產生細泡的曝氣技術，生產制造了“旋混曝氣器”。從近年在湖南與廣東兩地的應用情況來看，旋混曝氣器突出表現了效率高、可靠性好、對長期穩定運行有保障的優點，深得用戶的好評。“大孔排氣細泡布氣”肯定會成為一項跨世紀的好技術。 7. 旋混曝氣器與微孔曝氣器技術特性差異比較 序 內 容 旋混曝氣器 微孔曝氣器 01 工作原理 大孔排氣，排氣孔>∮5mm，采用結構作用的方法獲得細泡。 微孔排氣，采用微孔孔性定勢的方法獲得細泡。 02 運行水深 >3.0m >3.0m 03 運行風壓 ≈85％ 100％ 04 阻力損耗 ≈30Pa(大孔，通暢性不受阻礙，長期運行保持不變。) ≈3000Pa(微孔，隨孔隙堵塞或孔膜老化而變化。) 05 運行狀況 細泡均勻密布長期運行保持不變 新機可以隨運行時間延長而變化 06 供氣流量 調控匯范圍寬，排氣穩定。 受微孔限制，受孔隙堵塞或孔膜老化影響。 07 充氧性能 只能由清水條件新機檢測，所測定的參數符合[建設部CJ/T3015.4-1996]軟管微孔曝氣器指標，在污水條件中運行其可靠性與穩定性長期保持不變。 只由清水條件新機檢測，所測定的參能數不能代表在污水條件中運行的真實性，實際可靠程度與真實充氧性能要受孔隙堵塞或孔膜老化的影響。 08 設備材質 工程塑料(尼龍)、不銹鋼 軟性材料孔膜、定型材料孔隙 09 孔膜更換 無 有 10 孔板拆洗 無 有 11 曝氣點陣 盤狀散流 長管狀或盤狀散流 12 進氣除塵 無要求 有要求 13 固管方式 全水泥無腐蝕固管 14 平衡布氣 長期穩定不變 孔隙堵塞或孔膜老化使平衡變化 15 存水死角 排氣方式與排泄措施可確保配氣管道運行中不出現存水死角 孔隙堵塞,氣流不暢而存水; 孔膜沖壞,供氣失調而存水。 16 管路布置 有優化措施 17 運行管理 免清洗、免維修、免更換 有清洗、有維修、有更換 18 技術性能 大孔排氣細泡布氣 微孔排氣產生細泡 ________________________________________ 邢旭明 414014 湖南省岳陽石油化工總廠供排水廠13-106號 南島公司岳陽辦 0730-8412624 0756-9002149 0756-3334371 |
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