曝气是污水好氧生物处理过程的重要工艺过程, 目前广泛使用鼓风曝气, 由鼓风机提供经净化的空气, 经管道送入生物池底部的微孔曝气器进行曝气。曝气效果的好坏直接影响生物处理系统的效率, 而曝气又是一个非常耗能的过程, 因此, 合理选择并使用高效节能的微孔曝气器是污水生物处理领域的重要课题。
惠州炼化分公司污水处理场生化系统原曝气器采用BTB管式微孔曝气器, 为聚乙烯、聚丙烯烧结而成, 自投产以来不断出现脱落、变形、破损等情况, 少数曝气头破裂后呈粉碎状, 严重影响生化池曝气, 使溶解氧不能稳定保持在2~5mg/L范围内, 且用风量居高不下, 增加了能耗和生产成本。为保证出水水质满足工艺指标, 需对微孔曝气器重新选型。
1 微孔曝气器的基本要求
(1) 为保证较高的氧利用率, 曝气扩散的气泡直径应足够小;同时, 要使污水充分混合, 保证活性污泥处于悬浮状态, 曝气器扩散的气泡直径应足够大;
(2) 为降低曝气器的能耗, 曝气器的空气阻力损失理论上应等于零;但要保证生物池长度方向布气均匀, 曝气器的阻力应足够大;
(3) 风机重新启动时, 应避免或者减少发生水击的可能性, 同时应具有较强的抗水击能力;
(4) 应具有良好的抗堵性能, 曝气器内部不应被空气带进来的灰尘颗粒所堵塞, 表面不易被微生物所粘附;
(5) 所用材料的化学稳定性好, 机械强度高, 使用寿命长;
(6) 安装、更换要方便、快速;
(7) 能适应水量、水质波动, 便于风量的自动调节。
2 常用微孔曝气器分类及特点
常用的微孔曝气器按材料可分为:陶瓷 (刚玉) 、聚乙烯 (或聚丙烯) 烧结、橡胶膜片;按结构形式可分为:板式、盘式和管式。常用曝气器的性能、特点比较如下:
3 硅橡胶管膜式微孔曝气器
3.1 制作工艺。
曝气器的膜片一次成型, 曝气管开孔采用特殊处理技术, 曝气膜采用德国进口的硅橡胶聚丙烯PP为主料, 具有较高的抗性变及弹性指数、抗撕裂强度。
3.2 氧利用率。
在曝气池中气泡分散均匀, 气泡直径平均在1.0~2.0mm, 与污水的接触面积大大增加, 具有很高的氧气传递效率。
3.3 动力效率。
氧气传递效率高, 提高了动力效率, 相对减少了空气总量, 工程设计时可选择较为经济的鼓风机。运行中的阻力损失较少, 从而减少鼓风机的能耗, 达到节能降耗的目的。
3.4 有效防止污水倒灌。
膜片设计能保证停止供气时膜片穿孔自动关闭, 废水不会进入空气分配管内。膜片开孔不会堵塞, 连续或间歇操作均可。进入曝气器的空气无须做空气净化, 满足在长期连续使用或停用后再投入使用, 不会产生微孔的堵塞和混合液的回流。采用自动排空装置使布气管内积水自动排出。
3.5 使用寿命长。
采用耐腐蚀抗老化膜片, 抗臭氧抗老化, 长期保持高度弹性, 使用寿命长达5年。本微孔曝气管、空气分配管道适用于极限工作温度为90 (9) 。
改造前, 我们对该种曝气器进行了前期的效果验证, 于2014年8月份开始在RBF曝气反应器试验, 通过3个月的试验验证, 证明该曝气器的工艺及材料比较理想, 完全满足污水处理曝气系统的要求。
4 改造情况
改造前, 生化池含油系列曝气风量工艺控制调控范围在1500Nm3/h以上、生化池含盐系列曝气风量工艺控制调控范围在3500Nm3/h以上才能满足池内的溶解氧要求, 且生化池内溶解氧检测很不均匀, 难以保证溶解氧在2~5mg/L范围内。
技改更新后, 生化池含油系列曝气风量工艺控制调控范围在1000Nm3/h以下, 生化池含盐系列曝气风量工艺控制调控范围在3000Nm3/h以下, 节能效果明显。同时, 曝气池内曝气明显改善, 池面可见曝气均匀。
5 结语
通过对近两年的运行情况观察, 生化池面曝气均匀;溶解氧浓度均在2~5mg/L的可控范围内, 同时用风量下降显著, 节能效果明显, 完全满足中海油的生产控制指标。选用硅橡胶管膜式曝气器是可行的、有效的、经济合理的。本次改造符合预期的要求。
摘要：曝气器是污水处理的核心设备, 目前广泛运用的鼓风微孔曝气是一种高效节能的曝气方式。选择适当的微孔曝气器不仅能保障污水处理效果稳定, 同时能降低用风量, 提高氧利用率, 进一步达到节能降耗的目的。
关键词：节能,微孔曝气器,氧利用率,动力效率