曝气节能

2025-01-31

曝气节能（共5篇）

曝气节能篇1

我国城市污水年处理量巨大, 污水处理厂的高耗能问题已引起运营管理人员及设计人员越来越多的关注。其中, 在好氧生物处理工艺中, 供氧是重要的环节, 保证微生物对氧的需求, 并对废水起到搅拌作用, 曝气系统能耗在整个城镇污水处理过程中所占比例最大, 可控制空间潜力巨大。

1 污水厂曝气系统能耗分析

1.1 曝气系统能耗现状

目前, 对于国内活性污泥法处理工艺的城镇污水处理厂, 曝气池鼓风机运行电能消耗约占到整个污水处理厂电耗的60%左右, 所以曝气系统的降耗对整个污水厂的节能运行意义重大。曝气系统的节能主要是降低单位供风量的电耗和提高对曝气池供风的利用率两个方面来考虑[1]。

1.2 鼓风曝气系统的组成

生化反应中最常用的鼓风曝气系统主要由鼓风机 (空压机) 、空气扩散装置和一系列连通管道等。鼓风机将空气通过管道输送到曝气池底部的曝气装置, 气泡在扩散装置出口处形成, 气泡随水流循环流动, 最后在液面处破裂的过程, 气泡中的氧向混合液中转移扩散[2]。所以, 对鼓风曝气系统的节能降耗途径分析应围绕鼓风机和曝气装置两方面来进行。

2 污水处理曝气系统节能途径分析

2.1 通过选择曝气装置节能

曝气装置选择应主要考虑下列因素:具有较高的氧利用率和动力效率, 节能效果好;不易堵塞, 便于维护管理;结构简单, 工程造价低。

2.1.1 采用微孔曝气器可以减小气泡尺寸, 增大表面积, 节约进气量。

通过对微孔曝气器的材料、结构形式、技术性能等方面的分析比较及大量的国外应用经验, 证明管式曝气器具有通气量大, 氧利用率高, 阻力损失小, 并能在长期运行中保持优良性能, 节约运行维护费用, 是一种高效节能的微孔曝气装置, 管式曝气器具有在技术上的先进性和工程上的适用性[3]。

2.1.2 经过近年的实践与研究发现, 全面曝气的效果比一般传统的曝气管通过单边布置而形成旋流的方式还好。

全面曝气可以使整个曝气池内均匀地产生小漩涡, 进一步提高充氧效率。国内许多大型城镇污水厂根据实际进水水质及出水达标要求均采用微孔全面曝气, 比穿孔管曝气节电20%左右。国外也有报道采用微孔全面曝气平均每去除1kg BOD可节约风量25%, 节约电耗18%[4]。

2.2 鼓风机选型及运行方式节能

经对各类型鼓风机比较, 污水处理工程一般会确定两个鼓风机选型设计方案:三叶罗茨鼓风机, 通过变频电机调节鼓风机转速来调整风量;单级高速离心鼓风机, 通过调节鼓风机导叶片角度调整风量。

通过对这两种鼓风机优缺点比较, 我们发现三叶罗茨鼓风机的国产设备已经在国内有许多大型、中型及小型污水处理厂成功的运行实例, 性能可靠。单级高速离心鼓风机国产设备质量和使用寿命有所欠缺, 成功应用运行的实例较少, 而进口设备价格昂贵。所以国内的污水处理厂在没有特殊要求的情况下, 建议优先选用三叶罗茨鼓风机, 以减轻投资和维护运行成本。

2.3 通过控制风机风量节能

2.3.1 经验控制进水比例方式:

通过长期观察进水水质、水量、掌握其变化特性, 按一定的气水比, 根据进水水量调节风量或由经验确定风量与时间的关系, 编制程序, 进行自动控制。但上述方法均易受水质波动影响, 处理效果不稳定, 应与其他方法配合使用。

2.3.2 溶解氧智能控制方式:

建立一个精确而高效的动态曝气闭环控制系统, 曝气池的负荷是变化的, 在反应池池内设溶解氧仪, 可以通过变频电机调节叶轮的转速, 根据溶解氧的变化, 可自动调节供气量, 节省能耗。

3 工程实例

3.1 设计水量及工艺介绍

重庆某城镇污水处理厂建设规模:2.0×104m3/d, 总变化系数1.51。

经过比选方案论证, 根据进水水质的特点和碳氮比不是很高、出水对磷的去除率要求较高的特点, 该污水处理厂拟采用“A2/O+辅助化学除磷”工艺。

3.2 设计参数

经过进水粗细格栅、沉砂池、初沉池的预处理后, 污水中污染物质得到有效的削减, A2/O生化反应池进水水质:BOD5=170mg/L;COD=360mg/L;SS=160mg/L;TN=55mg/L;TP=4.8mg/L;设计出水水质:BOD5=20 mg/L;COD=60 mg/L;SS=20mg/L;TN=20 mg/L;TP=1.0 mg/L。

活性污泥曝气系统与空气扩散装置的设计应包括:曝气池池型的选择、选定曝气方式、需氧量和供氧量的计算、曝气管道的计算、鼓风机的选择等。

A2/O生化反应池按最高日污水量1083m3/h设计。共设4组池体, 单池最大日流量为:Q=271m3/h;污泥浓度:X=3.15g/L;污泥负荷:Lx=0.11kg BOD5/ (kg MLSS?d) ;泥龄:SRT=12.65d;最大日流量水力停留时间:HRT=14.12h;其中缺氧区为2.42h, 厌氧区为2.02h, 好氧区为9.68h。采用微孔全面曝气充氧, 所需最大供气量为119200Nm3/d (气水比5.96:1) , 反应池内空气管道采用PVC管。

3.3 A2/O反应池主要设备选择

3.3.1 每座生化反应池好氧区共设微孔曝气管312套, 曝气管L=750mm, D=65mm, 单根微孔曝气管充氧量在4~8m3/h时, 氧利用率≥25%, 4座生化反应池好氧区共设微孔曝气管1248套。曝气管上的EPDM膜开有微孔, 压缩空气使EPDM膜变形, 空气从微孔溢出形成微小气泡, 对污水进行曝气充氧。

3.3.2 鼓风机是保证曝气系统正常工作的关键设施, 其电耗约占全厂电耗的60~75%。经计算要满足曝气正常运行, 鼓风机房总供气量Q=4967m3/h, 气体压力P=0.55bar。从设备型式、节省能耗等方面对鼓风机进行比选后, 设计采用罗茨鼓风机对生物反应池进行鼓风曝气。设3台单台设计流量Q=54Nm3/min带变频调速电机的罗茨鼓风机, 2用1备。

3.4 通过控制风机运行方式节能

在曝气池内设置在线的DO浓度检测仪, 并将仪表检测的溶解氧值上传至PLC, PLC按DO的检测值和设定值 (曝气区DO浓度控制在2mg/L左右) 保持一致来调节供气量, 维持DO浓度的稳定, 达到稳定和高效的处理效果。PLC可以通过改变鼓风机运转台数、鼓风机出风管电动调节蝶阀开度及变频调节罗茨鼓风机电机转速实现对供气量的调节, 用该方式控制风量可节电10%~30%。

每台变频器自带数据总线接口, 可以通过数据总线将鼓风机运行参数上传至PLC, 值班人员可以在中控室直接观测和干预鼓风机运行情况。

4 结语

通过研究采取管式微孔曝气全面曝气的布置方式, 结合通过DO智能控制的PID闭环调节曝气系统的运行、对风机进行节能调节等几种措施相结合的方式, 能有效地降低目前城市污水处理厂曝气系统耗能大的问题, 降低能耗达30%以上。

我国为数众多的城镇污水厂由于设计工艺、设备选型或运行管理等原因存在高能耗的问题, 因此, 开发研究新型节能型改良工艺, 使用节能的设备, 加强优化污水处理厂的日常运行管理, 才能在污染物减排的同时不断降低污水处理厂的能耗水平, 提高污水处理效率, 保障污水处理厂正常运转。

同时建议研究基于进水负荷动态变化的工艺过程控制策略和模式, 建立污水处理工艺节能降耗的系统模型和评价体系对于解决我国城镇污水厂运行高能耗、高成本问题具有重大意义。

摘要：介绍了以活性污泥法为处理工艺的城镇污水处理厂鼓风曝气系统的能耗现状及节能途径等。分析在保障污水处理厂可靠稳定运行的基础上, 如何更好地利用和节约能源、降低能耗, 可供同行参考。

关键词：活性污泥工艺,鼓风曝气,能耗现状,节能途径

参考文献

[1]罗隆, 周力尤.自动化技术在污水处理节能领域中的应用现状与前景[J].南方职业教育学刊, 2011, 1 (4) :1-3.

[2]李帅.城市污水处理厂曝气系统节能降耗控制策略试验研究[D].青岛理工大学, 2011.

[3]谷成国, 宋剑锋.城市污水处理厂鼓风曝气阶段的节能降耗研究[J].环境保护科学, 2008, 35 (4) :27-45.

[4]庞立.污水处理多模式A/A/O工艺控制系统的设计与实现[D].上海:华东理工大学, 2011.

曝气节能篇2

污水处理厂的能耗费用是最具节约潜力的部分, 一般污水处理的能耗费用在运营费用中占较大比例, 约30%左右, 部分污水处理厂更高。因此提高能源的使用效率是提高污水处理厂经济效益的关键。

2 城市污水处理厂曝气系统原理及作用

目前我国的城市污水处理厂曝气技术多样, 但应用最广泛、最具代表性的是通过鼓风曝气系统来实现的, 鼓风曝气系统包括曝气管线、鼓风机以及曝气器等。鼓风曝气的原理主要为:通过曝气管道将空气输送到曝气器, 使空气在曝气器中形成不同尺寸的气泡, 气泡的大小主要由空气扩散装置的形成来决定。

曝气系统是污水处理厂处理过程中的重要环节之一, 曝气的主要作用可归纳为以下几点: (1) 充氧, 曝气系统可向活性污泥微生物提供足够的溶解氧, 从而为代谢过程提供充足的氧量。 (2) 搅动、混合, 使活性污泥在曝气池内处于剧烈搅动的悬浮状态, 能够与废水充分混合、接触。当前城市污水处理厂曝气技术多通过鼓风曝气系统来进行, 而鼓风曝气系统又由曝气管线、鼓风机以及曝气器构成 (如图1所示) 。

3 城市污水处理厂曝气技术的试验和控制分析

在曝气充氧过程中, 由于氧气和水的兼容性不好, 在氧气由气体形态转化为液体形态的过程中, 要冲破液膜的的阻力。氧气在液膜内传递的方程式为:式中:KLa为氧气的转移系数;t为曝气进行的时间;cs为在饱和的状态下氧气的溶解度;c为当时间为t的时候, 氧气的溶解度。在试验过程中, 为了保证试验过程的顺利进行, 通常还要加入一些硫酸钠, 硫酸钠可以与氧气产生化学反应, 从而减少氧气, 起到还原剂的作用。硫酸钠和氧气发生化学反应的公式为:2Na2SO3+O2=2Na2SO4。

在进行曝气试验的时候, 首先, 要向曝气池中注入自来水, 曝气池的容积一般为24.0m3, 注入的水一般要灌满曝气池。接下来, 需要向水中投放相应的硫酸钠, 在投入硫酸钠之前, 要对水中氧气的溶解程度进行确认, 要在确保水中的氧气充分溶解之后, 按照1:8的溶解氧和无水硫酸钠的比例进行投放, 考虑到客观因素, 一般在实际投的时候要按照所计算的比例多投放10%的剂量。在投放硫酸钠后, 为了使水中的氧气和硫酸钠充分发生反应, 需要进行人工的搅拌工作, 直到确认水中的亚硫酸根离子和氧气含量接近零为止, 这时需要再次对水中的氧气的溶解量进行确认。在确认水中的氧气浓度为0的时候, 要开始进行曝气工作。在进行曝气的时候, 要注意曝气时间和DO值, 每间隔1min, 就要更新一次DO值, 同时做好记录工作。曝气试验要一直持续到曝气池内的氧气不再溶解后才可以停止。在试验的时候, 要对相应的空气流量、温度等相关因素做好记录。

3.1 曝气量产生的影响

氧气在水中传播遵循双膜理论。双膜理论指的是, 在气体和液体相接触的地方存在着液膜和气膜, 它们分别以层流状态存在。液相的主体传递方式是通过气体分子的扩散实现传播的, 在传播过程中, 气体分子通过液膜和气膜进行传输。为了增强推动效果, 在实际试验中, 一般可以选择增大通气流量来实现。

3.2 温度和曝气系统充氧的关系

水温的变化也可以对曝气系统产生影响, 具体来说当水温发生变化的时候, 水的物理性质也会发生改变, 从而氧气在水中的传播速度和溶解性能也会收到相应的影响。当水的温度减小的时候, 水中的粘度变大, 分子的活动能力减弱, 液膜厚度将会增大, 从而导致氧气的传播速度下降, 但此时相对应的是氧气的饱和溶解度会升高。所以氧气的饱和溶解度和氧气的传输速度之间呈现出负相关的关系。在进行试验的时候, 要注意这种负相关关系, 选择合适的温度区域确保试验的效果。

3.3 曝气系统的材质会影响充氧性能

上文我们已经分析了微气泡曝气器的运行效率较高, 但因为材料的限制, 微气泡曝气器也比较容易破损和堵塞。同时, 由于使用时间较长, 也极可能导致曝气系统的运转出现问题, 例如产生破碎、破裂的现象。这些问题给曝气系统的正常运转带来了非常不利的影响。在实际操作中, 技术人员要对相关的问题格外注意, 对相关现象进行进一步的研究, 确保曝气系统正常运转的同时保证企业的经济利益。

4 城市污水处理厂曝气节能方法与技术

4.1 智能曝气控制技术

城市污水处理厂在运行的过程中, 进水水质和数量并不是固定的, 经常会发生变化, 这样一来, 在利用微生物对污染物进行降解时, 所需消耗的氧量也会相应的发生变化, 为了保证生化反应的正常进行, 就需要在一定的时间段内, 实现供氧量与耗氧量的平衡, 这样才能保证出水的质量, 实现控制的稳定性及可靠性。智能曝气是一种控制方法, 以活性污泥动力学模型为基础, 通过相应的计算, 来对曝气进行智能控制。在进行污水处理时, 活性污泥法是一种比较重要的方法, 对于微生物生长的环境、曝气池中的有机物去除等工艺, 由人工来进行恰当的控制, 以便于提高控制的有效性。在利用单体设备进行节能时, 具备一定的范畴, 但是应用了智能曝气之后, 实现了范畴的超越, 有效的实现了降低能耗的目的。

4.2 构建智能曝气控制系统

根据相应的动力学数学模型的建立以及相应的计算, 构建起智能曝气控制系统, 在此系统中, 采用四级控制方式, 也就是在进行控制时, 将智能总控制室和PLC控制站结合起来的方式。在智能总控制室中, 设置智能曝气控制模块, 在模块的下方, 再设置PLC控制站, 通过计算机和以太网, 对曝气进行智能控制, 通过PLC站点的采集, 获得相应的实时参数, 进而将各个曝气池中的需氧量科学的计算出来。在智能曝气控制系统中, 智能控制模块是系统中的核心, 通过智能模块的控制作用, 根据曝气池实际的需氧量, 完成氧气的供应, 以实现节能的目的。智能曝气控制系统在实际运行的过程中, 实行人工强制控制模式和正常模式相结合的控制模式, 所谓正常模式, 就是指自动控制模式, 当自动控制模式无法起作用时, 就由工作人员来进行人工强制控制。

4.3 智能曝气系统的性能分析

在对智能曝气系统的性能进行分析时, 通过以下几个部分的控制分析来进行。 (1) 对鼓风机的控制分析, 在智能曝气系统中, 通过对不同时段鼓风机需气量和实际曝气量的对比可知, 即使时段不同, 变化规律也基本一致, 同时, 需气量与实际曝气量的运行曲线基本重叠, 可见, 通过智能曝气系统的调剂作用, 鼓风机的实际曝气量与需求质量基本实现了平衡。另外, 通过对比实际曝气量与总电流的曲线图可知, 二者之间的变化规律也是一致的, 说明通过智能控制, 鼓风机的能耗实现了有效的控制, 达到了降低能耗的目的; (2) 对DO控制的分析, 在未采用此系统之前, DO控制的效果波动性非常大, 呈现出比较明显的不稳定性, 但是DO控制应用了智能曝气控制系统之后, 控制趋于平稳, 波动范围比较小, 由此也说明, 智能曝气系统有利于提升DO控制的稳定性; (3) 对出水水质的影响, 在进行此项分析时, 通过对比分析来实现, 对比的对象为应用系统前后的出水水质, 通过对比可以发现, 智能曝气系统有利于提升出水的水质, 提高能源的利用效率; (4) 节电分析, 通过对比智能曝气实施前后的电耗图可以发现, 在实施了智能曝气之后, 电耗降低了许多。通过这四个方面的分析可知, 城市污水处理厂通过智能曝气系统能够有效地实现曝气节能的目的。

5 结束语

总而言之, 在污水处理厂的建设过程中, 尽可能地选择合理的处理工艺, 使用节能设备及装置。对于已建成投产的污水厂要大胆进行技术改造, 引进新技术、新设备, 加强科学管理, 逐步实现污水资源化, 才能使污水处理技术向低耗、高效率的方向发展。

参考文献

[1]王高峰.城市污水处理厂曝气节能措施探析[J].水能经济, 2015 (12) :277.

[2]刘飞, 张雁秋.污水处理厂曝气池节能及新型生物脱氮技术[J].科技致富向导, 2011 (14) :59~60.

曝气节能篇3

随着社会的发展, 可持续发展已经成为了人们日益关心和研究的问题。在城市发展过程中, 不可避免的会产生污水, 而做好污水处理工作对于城市的生活环境来说至关重要。本文将对城市污水处理厂的发展现状进行阐述, 对曝气技术的运用意义进行探讨, 通过分析曝气节能技术的试验和控制细节, 希望为曝气技术在污水处理中的发展提供帮助。

1 城市污水处理厂概述

城市污水处理厂属于能源密集型行业, 主要通过对污水的处理和再使用, 来解决我国水资源短缺和污染的矛盾。整个污水处理厂要消耗的能源较多, 影响能源消耗的主要因素包括:所要处理污水的质量、需要达到的处理等级、采用的处理方法等。城市污水处理厂在进行污水处理的时候, 要注重对能源的节省, 减低能源的消耗, 达到可持续发展的目的。

2 城市污水处理厂曝气技术概述

目前, 我国的城市污水处理厂的曝气技术要依靠鼓风曝气系统实现。鼓风曝气系统总体来说较为复杂, 组成的构件较多, 其工作原理为:首先, 空气要经由曝气通道进入到曝气器中, 在曝气器中, 空气会形成一些气泡。由于空气扩散设备产生的作用, 这些气泡的大小和形状都有不同, 而气泡大小的不同也决定了鼓风曝气系统的类型不同。这些气泡会在水中不断上升, 最终, 在浮出水面的刹那发生破裂, 而氧气则通过气泡上升的过程, 最终达到了进入污水的目的。气体在进入曝气器之前, 已经受到了加热处理。这种处理是通过通道内的接触和鼓风机在运行过程中进行压缩处理的结果。气体在曝气池内, 会接受降温处理, 从而受冷形成水珠, 这些水珠经由收集管道排除。

曝气器的分类主要有产生的气泡大小决定, 大气泡曝气器释放气泡的空洞较大, 而微气泡系统释放气泡的方式主要是通过多孔材料来进行释放。两者相比较, 大气泡曝气系统的优点是对于氧气的转移效果更好, 但由于通常都设置在曝气区下部的位置, 所以不容易进行清洗, 同时也很容易造成堵塞。而小气泡系统相比来说效率更高些, 这是由于微气泡对于微生物的破碎作用较小, 需要的空气量也不大, 清洗起来也要比大气泡曝气器的清洗更加容易, 但相对来说氧气的转移效率要低些, 同时对于材料和使用时间也有比较严格的要求。

3 城市污水处理厂曝气技术的试验和控制分析

3.1 曝气节能技术的应用原理

在曝气充氧过程中, 由于氧气和水的兼容性不好, 在氧气由气体形态转化为液体形态的过程中, 要冲破液膜的的阻力。氧气在液膜内传递的方程式为:

式中:KL为氧气的转移系数;t为曝气进行的时间;C5为在饱和的状态下氧气的溶解度;c为当时间为t的时候, 氧气的溶解度。在试验过程中, 为了保证试验过程的顺利进行, 通常还要加入一些硫酸钠, 硫酸钠可以与氧气产生化学反应, 从而减少氧气, 起到还原剂的作用。硫酸钠和氧气发生化学反应的公式为:

在进行曝气试验的时候, 首先, 要向曝气池中注入自来水, 曝气池的容积一般为24.0m3, 注入的水一般要灌满曝气池。接下来, 需要向水中投放相应的硫酸钠, 在投入硫酸钠之前, 要对水中氧气的溶解程度进行确认, 要在确保水中的氧气充分溶解之后, 按照1∶8的溶解氧和无水硫酸钠的比例进行投放, 考虑到客观因素, 一般在实际投的时候要按照所计算的比例多投放10%的剂量。在投放硫酸钠后, 为了使水中的氧气和硫酸钠充分发生反应, 需要进行人工的搅拌工作, 直到确认水中的亚硫酸根离子和氧气含量接近零为止, 这时需要再次对水中的氧气的溶解量进行确认。在确认水中的氧气浓度为0的时候, 要开始进行曝气工作。在进行曝气的时候, 要注意曝气时间和DO值, 每间隔一分钟, 就要更新一次DO值, 同时做好记录工作。曝气试验要一直持续到曝气池内的氧气不再溶解后才可以停止。在试验的时候, 要对相应的空气流量、温度等相关因素做好记录。

3.2 曝气量产生的影响

氧气在水中传播要遵循双膜理论。所谓的双膜理论指的是, 在气体和液体相接触的地方存在着液膜和气膜, 它们分别以层流状态存在。液相的主体传递方式是通过气体分子的扩散实现传播的, 在传播过程中, 气体分子通过液膜和气膜进行传输。为了增强推动效果, 在实际试验中, 一般可以选择增大通气流量来实现。

3.3 温度和曝气系统充氧的关系

3.4 曝气系统的材质会影响充氧性能

3.5 智能曝气系统概述

鼓风曝气系统可以对于污水进行有效处理, 同时能源消耗也有所降低, 但相对来说还有进一步改进的空间, 而智能曝气系统将会是未来曝气系统发展的方向。智能曝气系统的节能范畴较广, 其中涉及到了自我控制、流体力学等一系列的科学, 能够对曝气系统采取精确控制, 在确保节能效果的同时, 为系统的操作提供更多的运行方法, 是一种非常先进的污水处理系统。

4 结语

随着国家对环境保护的重视, 污水处理厂在城市发展中所起到的作用也越来越大。目前, 我国的污水处理系统得到了很大的发展, 在能源消耗方面有了明显的降低。在实际工作中, 科研技术人员要对污水处理中的曝气系统进行科学认识, 对曝气节能的技术原理, 运行机制和未来发展方向进行广泛研究, 注重污水的处理效果和减少能源的消耗, 加强污水处理系统的可操作性, 为我国污水处理工作的有效展开贡献力量。

参考文献

[1]单廷财.城市污水处理厂曝气节能方法与技术[J].甘肃农业, 2015, 14:57-58.

[2]弋舒昱, 马晓力, 李少丛.城市污水处理厂节能技术研究进展[J].能源与环境, 2012, 01:37-38+49.

三级推流式表面曝气改为鼓风曝气篇4

江苏苏钢集团有限公司 (以下简称“苏钢”) 炼焦厂于1990年投产运行三级推流式表面曝气池, 污水 (进水含酚200mg/L) 处理能力为33t/h, 单个表面曝气池规格为9.25×9.25×6.15m, 单个曝气池有效容积为406m3;二次沉淀池处理能力为60t/h, 有效容积为430m3。3个曝气池均采用泵型叶轮曝气机, 1#曝气池电机功率为45kW, 采用变频调速器控制曝气机的叶轮转速, 以控制污泥回流量和曝气池溶解氧含量;2# , 3# 曝气池电机功率均为30kW, 采用控制曝气机的叶轮高度来调节曝气池溶解氧含量。

1存在问题

由于苏钢上述设备已运行20余年, 腐蚀日趋严重, 亟待大修改造;在生产运行中, 由于曝气池水面泡沫较多, 严重影响曝气池的充氧效果, 并且该装置总装机容量为105kW, 另加变频调速器及附属设备, 与鼓风曝气池相比耗电量较多。

2改造方案及实施效果

通过参考国内多个厂家的生物脱酚经验, 苏钢决定将三级推流式表面曝气池改为鼓风曝气池。

2.1鼓风曝气池改造方案

按国内大多数厂家的生物脱酚鼓风曝气池的设计理念, 曝气池大多为长廓式, 池宽一般为3.5 m, 池长60m。若将长、宽各为9.25m的原有曝气池进行分割、拼接, 如分割为三段, 每段宽3m, 则池长为83m;分割为二段, 每段宽4.5m, 则池长为55.5 m。在实际改造时, 苏钢结合现有曝气池的结构现状与生物脱酚的基本原理, 决定维持曝气池结构不变, 不进行分割, 因为容积较大的曝气池, 对入流水质、水量、浓度等变化的缓冲能力强, 目前有3个曝气池串联, 也已形成推流形式, 不会形成短流;沿曝气池长度方向上微生物生活环境变化不大, 这使得3个曝气池中氧利用速度相差不大, 供入氧得到有效的溶解和利用, 不会形成曝气池废水入流端氧利用速度极高, 而出流端氧利用速度很低的格局。

根据以往的生产经验, 在2# , 3# 曝气池各设置4组曝气器管网, 每组管网布置42个D260微孔曝气器, 每个微孔曝气器空气流量为3m3/h, 则单个曝气池空气流量为504m3/h;1#曝气池由于池底结构原因少布置12个D260微孔曝气器, 其空气流量为468m3/h, 少布置的12个微孔曝气器的空气流量为36m3/h, 用于下述的回流污泥空气提升装置, 所以1# 曝气池实际空气流量也为504m3/h, 3个曝气池空气总流量为1 512 m3/h (25.2 m3/min, ) 。在生产操作时, 暂用1台Q=38.7m3/min, 电机功率55kW的JAS鼓风机。

2.2回流污泥采用空气提升器

由于取消了1# 曝气池用于污泥回流的曝气叶轮, 污泥回流必须另选用其它设备, 据了解到的国内厂家均采用污泥回流泵。由于曝气池与二次沉淀池的水面基本处于同一平面的这种结构现状, 采用污泥回流泵会造成电量浪费。为减轻对活性污泥菌团的破坏, 在没有先例的情况下, 决定采用空气提升方式回流污泥, 设计了如图1所示的污泥回流装置。图1中, 池下部为原1# 曝气池的污泥回流管道, 上部为增设的空气提升段。

根据密度差计算流体推动力, 其理论计算如下: 设需回流污泥量100m3/h, 取空气流量36m3/h, 则气液混合物密度为735kg/m3, 空气提升段长3m, 可提供流体推动力为0.795m H2O。

在上述计算成立的情况下, 二次沉淀池回流污泥至1# 曝气池是可行的。进一步计算, 若空气流量100m3/h, 则气液混合物密度500kg/m3, 可提供推动力1.5m H2O。所以在多消耗空气的前提下二次沉淀池回流污泥至1# 曝气池是必定可行的。污泥回流量100m3/h时, 污泥泵电机功率为7.5kW, 而JAS鼓风机排气压力58.8kPa时, 空气流量38. 7 m3/min, 电机功率为55 kW, 折合1.43 kW/ (m3·min-1) (0.024kW/ (m3·h-1) ) , 即100m3/ h空气耗电功率为2.4kW。

2.3生产调试

在开工调试中, 此回流污泥空气提升器可以满足生产需要, 与理论计算值相近, 符合设计要求。在空气流量较多时, 回流污泥的射流高度达1m以上, 空气提升器的最大回流污泥流量大于使用表面曝气叶轮时的污泥流量。调节空气量的大小能取得0~200m3/h范围内的回流污泥量, 给生产操作带来极大的方便。

在生产运行中, 经取样检测曝气池的出水, 其出水酚含量<0.5mg/L, 曝气池溶解氧含量接近5.6 mg/L, 基本符合工艺要求, 具体数据如表1所示。

3结束语

(1) 生物脱酚三级推流式表面曝气池改为鼓风曝气池后, 生产运行平稳, 曝气池溶解氧含量稳定;

(2) 改造中不分割曝气池, 维持曝气池结构不变, 节省了改造投资;采用空气提升器, 回流污泥操作更加方便, 减轻了对活性污泥菌团的破坏;污泥提升用的空气可补充活性污泥中的溶解氧, 节省了污泥回流泵的购置费及维修费;

(3) 取消了叶轮曝气机后, 设备的维修量大大减少, 生产运行更加可靠;

(4) 经过JAS鼓风机改造后, 节电明显, 电机总装机容量由改造前的105kW下降为55kW以下, 减少了50kW以上, 预计年节电50万度以上;

曝气生物复合滤池工艺研究篇5

由于城市污水处理主要是一项侧重于环境效益和社会效益的工程, 在建设和日常运行过程中常常受到资金的限制, 同时, 随着城市发展步伐的加快及城市区域的拓展, 地价上涨, 土地使用也成为污水厂建设的制约因素之一。因此, 开展经济有效的污水处理新工艺, 研究与开发新设备, 研究适合我国国情的污水处理新工艺, 从而降低污水处理投资和运行的费用、节约用地、方便管理, 使出水能够回用, 对我国国民经济和社会发展及环境保护具有十分重要的意义, 而且也必将有其巨大的应用范围和市场。实践表明, 曝气生物复合滤池工艺是最为经济有效的城市污水处理方法。

2 试验概况

试验采用改进BC工艺的新方法, 以海泊河原水为进水, 并在后面连接一个曝气生物复合滤池, 流程图如图1。

曝气生物复合滤池用Φ15cm的有机玻璃柱, 其有效容积为15L, 纤维球填料的装填密度为80%, 组合填料的装填密度为60%;由图1可知, 该组合工艺流程为:原水即污水厂进水, 依靠重力流入BC工艺池, 在BC池中曝气30min再沉淀15min, 上清液经真空泵提升进入第一个曝气生物复合滤池, 出水为二级出水, 出水在经过第二个曝气生物复合滤池, 出水即达到回用水标准。

3 试验过程及结果分析

本实验主要探讨了该组合工艺对原水的处理效果, 其主要内容有: (1) 研究组合工艺对COD、NH3-N、SS的去除效果, 并绘出各去除率的曲线图;

(2) 对组合工艺和污水厂现运行的回用工程作一个简单的经济技术比较。

最佳运行参数如下:接触氧化池中DO控制在2.5mg/L左右, 汽水比为3∶1, BC池中HRT为0.45h;曝气生物复合滤池HRT为2h;

本实验主要测定了该组合工艺进出水的有机物、氨氮、悬浮固体各项指标, 时间为4月5日至4月18日, 共13d左右, 数据当天测定, 当天记录、整理, 见表1。

(1) 组合工艺去除有机物的效果, 见表2。

结果表示成曲线图, 见图2。

可见, 该组合工艺去除有机物能力较强, CODcr平均去除率能达到90%左右, 处理后水中CODcr均能小于50mg/L, 就从去除有机物方面来讲, 该组合工艺也能满足污水回用深度处理的处理要求。

(2) 组合工艺去除氨氮的效果, 见表3。

结果表示成曲线图, 见图3。

可见, 城市二级处理出水经组合工艺处理后, 对氨氮的去除率平均能达到90%以上, 出水也能达到小于10mg/L的回用水水质标准。所以说用该组合工艺来去除高浓度的氨氮是可行的。

(3) 组合工艺去除悬浮固体的效果, 见表4。

结果表示成曲线图, 见图4。

由图4可知, 该组合工艺能去除95%以上的悬浮固体, 出水SS能达到<5mg/L的回用水要求。

4 考察复合填料出水效果

将纤维球填料和组合填料按1∶2的比例组合成复合填料, 考察复合填料对城市二级出水深度处理的效果。并增加一个微絮凝池, 流程见图5。

具体做法是:污水厂二级处理出水, 先流入曝气微絮凝池, 在池中曝气10min一般为5～6min, 絮凝剂用聚铝, 浓度为10～15mg/L, 上清液经真空泵提升进入曝气生物复合滤池, 出水即可达到回用水标准。实验监测结果见表5。

5 经济技术比较

5.1 经济比较

本实验研究的组合工艺处理成本大大降低。该组合工艺中主要的动力费用就是曝气和真空泵的电耗。而曝气生物复合滤池没有回流污泥, 运行管理费低, 曝气时间不到传统活性污泥法的1/2, 故可设活性污泥法的运行费用为0.4元/t水, 所以曝气生物复合滤池法的能耗将近为活性污泥法的1/2即0.2元/t水左右;而曝气生物复合滤池占地面积小, 曝气量较小, 能耗也就少, 因此该组合工艺的动力消耗费用将低于0.2元/t水。另外, 该组合工艺与以上回用工艺相比, 基建、设备、人工费用与之相当, 因此该组合工艺的处理成本在0.36元/t水左右, 要比现运行的工艺低0.21元/t左右。故该组合工艺适合应用于对现行污水厂中水工程的改造上。

5.2 技术比较

该工艺不仅能大幅度降低处理成本, 而且在技术上处理后的水能达到回用水的水质标准。曝气生物复合滤池利用微生物来降解有机物, 具有容积负荷高, 抗冲击能力强, 运行稳定, 操作管理简便, 处理效果好的特点。所以整个工艺深度处理城市二级处理出水效果非常好, 它能去除80%COD、70%NH3-N、和95%SS, 处理后的水完全可以回用于生活杂用水。

6 结语

(1) 本实验采用曝气生物复合滤池新工艺进行了对城市污水深度处理回用的研究。在最佳HRT下, 运行结果表明, 该组合工艺可去除80%COD、70%NH3-N、95%SS, 证明了该工艺是城市污水进行深度处理行之有效的方法, 处理后的水经过杀菌消毒后完全可以满足生活杂用水的水质要求。

(2) 由于该工艺具有较强的抗冲击负荷, 占地面积小、基建成本低、运行操作简单, 处理效果好等特点, 因此它是一种经济实用的城市污水深度处理回用的工艺, 值得深入研究和推广运用。

(3) 该工艺是采用生物法处理的, 其优势是成本较低, 但其去除效果受到微生物生长条件的限制。综合各经济技术因素, 采用生物法还是具有巨大的市场价值, 其经济效益、社会效益和环境效益都能得到充分的发挥。因此, 该工艺适合用于对微污染水的深度处理回用上。

摘要：指出了对于生物降解性较差的城市二级处理出水, 采用曝气生物复合滤池工艺能够取得较好的处理效果。实践结果表明:曝气生物复合滤池是城市污水进行深度处理行之有效的方法, 处理后的城市污水经过杀菌消毒后完全可以满足生活杂用水的水质要求。

关键词：氧化池,曝气池,去除效果,生物复合

参考文献

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