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空气搅拌在废水工程应用中的问题讨论  

2015-11-29 16:01:55|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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废水水量和水质的波动变化不利于生物处理设备或生化系统处理功能的正常发挥,因此一般在污水处理系统前设置均化调节池,以均和水质、存盈补亏。目前,水质和水量的均化方式有3 种,分别是水泵强制循环搅拌、空气搅拌和机械搅拌。但受水质、水量和实际池体结构的一些限制,空气搅拌逐渐成为废水处理工程中常用且有效的均化方式。

空气搅拌一般是在池底设置穿孔管,穿孔管与鼓风机空气管路相连,利用压缩空气进行曝气搅拌。其主要工作原理是利用空气与池内水体接触,搅动水体以防止水体中的悬浮物下沉,加速空气中的氧向水体转移,完成充氧目的。此外,也加强了有机物、微生物与溶解氧的接触,对污水中有机物进行氧化分解。因此,考察空气搅拌在废水处理工程中的均化效果和应用条件就显得非常重要。

笔者经过多年的工程实践,针对空气搅拌在废水处理工程中的设计和应用进行了探讨。

1 空气搅拌的应用范围

空气搅拌在废水处理工程中的应用范围取决于废水水质、工艺要求和废水处理池体的结构需求等。

1.1 腐蚀性废水

机械搅拌的结构和安装形式决定需将搅拌设备常年浸于液体中,易受腐蚀,运行费用很高,为后期维护带来困难。因此对于腐蚀性废水,采用空气搅拌是较好的选择,采用防腐蚀材质管路,根据池体面积和气量确定开孔率。

1.2 全地下结构池体

有些废水处理工程因占地要求,将均化调节池设计成地埋结构,此种情况下水质和水量的均化可采用空气搅拌,这样可以避免因采用机械搅拌而带来的安装和后期维修等问题。

1.3 厂区内设有空压站

如果厂区内设置空压站,建议采用空气搅拌,这样可以节约配备鼓风机和机械搅拌装置的费用,降低能耗,节约工程项目的投资成本。

1.4 高浓度且可生化性较好的废水

对于高浓度且具有一定可生化性的废水的处理可采用空气搅拌调节,其具有以下优点:(1)空气搅拌除均化水质水量外,还可通过充氧曝气加强有机物与溶解氧的接触,在调节池中形成一定量的微生物菌群,初步对污水中有机物进行氧化分解,降低废水中的污染物浓度。(2)可以控制溶解氧,兼为回流生物提供溶解氧作用。(3)对含有还原性物质的废水进行预氧化,降低后续处理工艺处理废水的难度。

1.5 不宜采用空气搅拌的废水处理工程

虽然空气搅拌可广泛应用于废水处理工程的调节池中,但对于某些废水处理工程仍需尽量避免采用空气搅拌:

(1)含无机细小悬浮物的废水。如中药制药废水,此类废水中含有绒毛状细小悬浮物,长时间使用穿孔管曝气搅拌容易堵塞孔口,导致搅拌系统崩溃。

(2)污水处理如考虑除磷,则在厌氧前不宜采用空气搅拌。空气搅拌过程中将带入溶解氧,如将溶解氧带入厌氧池会影响厌氧释磷,从而影响除磷效果。

(3)如废水pH 较低,有形成酸雾可能时则要慎重考虑是否采用空气搅拌。

(4)如废水中含有极易挥发且有毒有害类有机物时慎重考虑是否采用空气搅拌。

2 空气搅拌的设计

2.1 空气搅拌装置

由于搅拌对溶解氧的要求较低,目前国内工程多采用穿孔管曝气搅拌。为保证空气搅拌均匀,穿孔管多布置成环路,曝气管路材质可根据实际水质情况选择,如果条件允许尽量采用塑料管材,原因是钢制穿孔管孔口易氧化锈蚀。管道内氧化物的脱落及泥沙沉积易造成穿孔管孔口堵塞。市场上也有环保公司开发的下弯式环形穿孔管,选用ABS 塑料管制作整个管路,不同管径的穿孔管与干管采用特制的管路变径联接件连接;日本开发的多孔式曝气管,整个表面都分布着微细的小孔,能均匀产生直径仅为微米大小的气泡,因此增氧及搅拌效果极佳。此外,搅拌散气曝气也是空气搅拌中的一项新技术。

2.2 空气搅拌的设计

当采用压缩空气搅拌时,主要设计理论数据为:(1)空气供给强度2~3 m3/(h˙m)(以单位管长计)或5~6 m3/(h˙m2)(以单位池面积计);(2)空气主干管流速为10~15 m/s;(3)孔眼流速为20~30 m/s;(4)孔眼直径3、5、10 mm;(5)根据风量风速,通过截面积计算每米的开孔数量。

根据实际工程应用经验,一般在设计穿孔管曝气搅拌时,所需曝气量约为0.01~0.015 m3/(min˙m2),开孔孔径≥5 mm,因孔径过小容易堵塞。开孔形式一般采用底部两侧45°开孔。在设计使用时能够保证孔口流速≥15 m/s。此外,穿孔管长度尽量不要超过10 m;为保证曝气搅拌效果,穿孔管路未必要均匀布孔;穿孔管径尽量大,管壁摩擦力尽量小。

3 结语

在实际工程中,空气搅拌的应用和设计不能仅仅依靠某方面来确定,需综合考虑各方面的影响因素,才能保证空气搅拌的均匀效果,使用寿命长和较低的能耗。

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