发布时间：2017-01-16 来源：本站 浏览次数：0次
近20年来，污水的除磷脱氮技术一直是污水处理领域研究开发和应用的热点，并已取得了长足进展，氧化沟处理工艺作为城市污水和工业废水处理中有较强竞争力的二级生物处理技术已被世界各国广泛采用。曝气设备作为氧化沟处理工艺中最主要的机械设备，是影响氧化沟处理效率、能耗及稳定性的关键因素之一，其不仅兼有充氧、推动、混合等功能，还决定着氧化沟的占地面积和基建投资。随着氧化沟处理工艺对曝气设备的要求越来越高以及能源的日趋紧张，新型高效低能曝气设备的研究已经成为推动氧化沟处理技术发展和节能降耗的重要因素，多年的研究结果使得曝气设备已经在技术上达到了一个很高的水平，完全可以满足污水生物处理工艺对曝气设备的要求，并且在提高能源利用效率方面也取得了较大进步。
1.曝气转碟
曝气转碟是用于Orbal氧化沟的专用曝气装置，它起若充氧、混合、推动水流循环流动和防止活性污泥沉淀等作用。在我国，曝气转盘主要是由聚乙烯或抗腐蚀性玻璃钢压铸成型，转盘表面设有规则排列的模形凸出物，以增强推动混合和充氧效率，盘上开有许多不穿透小孔（称为曝气孔），使空气分散到液体中以达到充氧的目的。曝气转碟的充氧能力可通过下面三种方式来调节：
(1)通过调节出水堰的高低来改变转碟的浸没深度；
(2)改变转碟电机的转速（通常采用两级变速）；
(3)增加或减少转碟的碟片数。
天津国水设备工程公司与美国Envirex公司合作，引进美国先进的曝气转碟生产模具，在国内独家制造出材料为高强轻质塑料的新型曝气转碟，其主要技术参数为：曝气转碟直径1400mm;转速43~55r/min;适用浸没水深400~530mm。单碟标准清水充氧能力及动力效率见表2、表2所示。
|
转速/(r/min) |
单碟充氧能力/(kgO2/h) |
动力效率 /[kgO2/(kW·h)] |
|
43 |
0.75 |
2.13 |
|
46 |
0.85 |
2.04 |
|
49 |
0.94 |
1.97 |
|
52 |
1.04 |
1.91 |
|
55 |
1.13 |
1.86 |
表一浸没水深为530mm时曝气转碟性能指标(P=101.325kPa, T=20℃)
|
转速/(r/min) |
单碟充氧能力/(kgO2/h) |
动力效率 /[kgO2/(kW·h)] |
|
43 |
0.68 |
1.94 |
|
46 |
0.77 |
1.86 |
|
49 |
0.86 |
1.79 |
|
52 |
0.95 |
1.74 |
|
55 |
1.03 |
1.69 |
表二浸没水深为480mm时曝气转碟性能指标(P=101.325kPa, T=20℃)
2. 曝气转刷
曝气转刷主要有Kessener转刷、笼型转刷和Mammoth转刷三种，其它产品均是这三种的派生型，一般用于Pasveer氧化沟中。曝气转刷叶片一般由镀锌钢板、不锈钢板或者玻璃钢等材料做成，形状也多种多样，有矩形、三角形、T型、W型、齿型、穿孔叶片等，主轴一般为热扎无缝钢管和不锈钢管。Kessener转刷和笼型转刷这两种曝气转刷，一般用于有效水深在1.5m以下的氧化沟；Mammoth 转刷是为增加单位长度的推动力和充氧能力而开发的，叶片通过彼此连接直接紧箍在水平轴上，沿圆周均布成一组，每组叶片之间有间隔，叶片沿轴长呈螺旋状分 ，在旋转过程中叶片按顺序进人水中，以保证运行的稳定性并可减少噪声；轴为中空钢管，转刷直径可达1.0m,转速为70~80r/min,浸没深度为0.3m, 目前最大有效长度可达9m。其充氧能力可8kgO2/h,动力效率一般在1. 5~2. 5kgO2/(kW•h)之间，氧化沟设计有效水深为3~3. 5m。
我国近年来引进国外技术，具备了生产制造曝气转刷的能力，其转刷叶片主要由镀锌钢板做成，形状常采用矩形，各项性能指标基本达到了国际水平，下表中摘录了文献中提供的不同国家生产的曝气转刷特性的比较。
|
项目 |
丹麦 |
德国 |
中国 |
|
直径/mm |
860 |
1000 |
1000 |
|
转速/(r/min) |
78 |
72 |
72 |
|
浸深/m |
0.12~0.28 |
0.30 |
0.30 |
|
充氧能力/(kgO2/h) |
3.0~7.0 |
8.3 |
7.8~8.3 |
|
动力效率/[kgO2/(Kw·h)] |
1.6~1.9 |
1.98 |
|
|
转刷有效长度/m |
2.0、3.0、4.0 |
3.0、4.5、6.0、7.5、9.0 |
3.0、4.5、6.0、7.5、9.0 |
|
氧化沟设计水深/m |
1.0~3.5 |
2.0~4.0 |
3.0~3.5 |
不同国家生产的曝气转刷特性的比较
为了取得更高的除磷脱氮效果，需要一个较大的反应池在其中完成硝化和反硝化过程。 由于土地的限制，使得反应池只得向深度方向考虑，有的池深达到了8m。以往，在这个水深条件下常采用微孔曝气设备，但现在也可以使用曝气转刷。曝气转刷的循环性能可达到水深3. 5m, 可以满足不产生沉积的操作要求；在水深大于3. 5m时，可附加潜水搅拌器，则工作水深达到8m。
3. 立式表面曝气机
立式表面曝气机是专为Carrousel氧化沟设计的，一般每条沟安装一台，置于反应池的一端。立式表面曝气机提升能力强，允许有较大的沟深4~5m,充氧能力随叶轮直径变化较大，动力效率一般为1.8~2.3kgO2/(kW•h),适用于大流量的污水处理厂，应用较为广泛。
立式表面曝气机有浮筒式和固定式两种。其中浮筒式整机安装在浮简上，用钢绳固定于水中，用防水电缆与之连接，它可根据需要在一定范围内移动；而固定式立式曝气机的规格品种最多，目前在我国是以泵型(E型）及倒伞型叶轮为主。泵型叶轮曝气机是我国自行研制的高效表面曝气机，叶轮直径在0. 4~2.0m之间，叶轮的充氧方式以水跃为主，液面更新为辅；倒伞型叶轮曝气机的叶轮直径一般在0.5~2.5m,国内最大的倒伞型叶轮直径为3m。由于其叶轮直径较泵型大，故其转速较慢，约为30~60r/min,动力效率为1.8~2.3kgO2/(kW•h), 最佳时可达2.51 kgO2/(kW•h),倒伞型叶轮曝气机的充氧方式是以液面更新为主，水跃与负压吸氧为辅，目前Carrousel氧化沟多采用这种曝气机。
4.抽吸式曝气机
抽吸式曝气机采用电机和叶轮直接传动，利用叶轮旋转所产生的离心力排开周围水形成低压区吸入水流的同时，在叶轮进口处形成真空而吸入空气，在混气室中，气与水充分混合形成均匀的气水混合液，在离心力作用下快速排出。由于水流喷射强，造成有效的水流循环，使空气被剪切成大量的微小气泡充分与水融合，从而实现充氧曝气的目的。
安装抽吸式曝气机时，可按照设备服务面积的大小将若干台曝气机经过合理的布置形成循环流，使反应池中形成水流联动。将曝气机的影响区域互相连接，能使水的混合效果与氧气传递速率达至最大、使氧气得到迅速扩散。抽吸式曝气机见下图。
抽吸式曝气机图
有关企业给出的如下表所示，供参考。
|
型号 |
QLP0.75 |
QLP1.5 |
QLP2.2 |
QLP3 |
QLP4 |
QLP5.5 |
QLP7.5 |
QLP11 |
QLP15 |
QLP18.5 |
QLP22 |
|
功率/kW |
0.75 |
1.5 |
2.2 |
3 |
4 |
5.5 |
7.5 |
11 |
15 |
18.5 |
22 |
|
电流/A |
2.4 |
4 |
5.8 |
7.8 |
8.8 |
11.3 |
15 |
23.4 |
29.7 |
36.7 |
43.2 |
|
电压/V |
380 |
380 |
380 |
380 |
380 |
380 |
380 |
380 |
380 |
380 |
380 |
|
转速/(r/min) |
1470 |
1470 |
1470 |
1470 |
1470 |
1470 |
1470 |
1470 |
1470 |
1470 |
1470 |
|
最大潜入深度/m |
2 |
3 |
3.5 |
3.5 |
3.5 |
3.5 |
4 |
5 |
5 |
5.5 |
6 |
|
进气量/m3/h |
10 |
22 |
35 |
50 |
75 |
85 |
100 |
160 |
200 |
260 |
320 |
|
服务半径/m |
1.4 |
2.1 |
2.5 |
2.9 |
3.3 |
3.9 |
4.5 |
5.2 |
5.5 |
6.2 |
6.5 |
抽吸式曝气机技术参数
5. 微孔曝气板
由日本研制开发的微孔曝气板采用聚氨酯薄膜，该微孔曝气板是在PVC制基板上紧绷有微孔的特殊聚氨酯薄膜以保持气密性，并用不锈钢制槽钢及框架来加固，微孔曝气板的主要性能参数如下表所示。
|
外观尺寸 |
1.2m×3.6m |
|
|
有效服务面积 |
4.3m2/个 |
|
|
质量 |
105kg |
|
|
通气量范围 |
0~80m3/h |
|
|
标准通气量 |
35~33m3/h |
|
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主材质 |
基板 |
PVC |
|
薄膜 |
聚氨酯 |
|
|
框架 |
SUS304 |
|
微孔爆气板主要性能参数
6. 射流曝气
1969年Lewrnpt等创建了第一座试验性射流曝气氧化沟(JAC), JAC的优点是氧化沟的宽度和水深不受限制，可以用于深水曝气，且氧的利用率高，目前最大的JAC在奥地利的林茨，处理流量17.2万t/d,水深达7. 5m。
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