某新型溶氧曝氣裝置的研制及其在污水處理中的應用研究

唐 慧，袁世杰

（中電環(huán)保股份有限公司，江蘇南京 211100)

某新型溶氧曝氣裝置的研制及其在污水處理中的應用研究

唐 慧，袁世杰

（中電環(huán)保股份有限公司，江蘇南京 211100)

論述了一種新型溶氧曝氣裝置的作用機理，并分別通過對廢水CODcr和DO指標的測定，研究對比了該裝置與微孔曝氣裝置在污水處理中的效果。通過對比發(fā)現(xiàn)，該新型溶氧曝氣裝置對廢水的處理效率高于微孔曝氣裝置。

溶氧曝氣；裝置；應用

溶解氧是好氧微生物降解有機物環(huán)節(jié)中不可或缺的。傳統(tǒng)的好氧生化處理工藝中，通常采用曝氣的方式確保充足的溶解氧。同時，曝氣還起傳質(zhì)的作用，可使污水中有機污染物與好氧微生物、氧氣充分接觸，更有利于污染物的降解。

當前，我國污水處理廠中，最常用的曝氣方式是鼓風曝氣。鼓風曝氣通常分為微孔爆氣和中孔曝氣[1]。其中，當前較為常用的是微孔曝氣裝置。此外，還有機械曝氣和射流曝氣等曝氣方式。

1 新型溶氧曝氣裝置的作用機理

采用好氧生物處理工藝的污水處理廠，其曝氣系統(tǒng)的能耗可占其總能耗的60%以上。因此，要有效地降低能耗，必須提升曝氣裝置的效率。可通過提高空氣向水體轉(zhuǎn)移的能力，進而實現(xiàn)傳質(zhì)效率的提升來實現(xiàn)。為此，設(shè)計了一種新型曝氣溶氧裝置來提升空氣的轉(zhuǎn)移能力。該裝置主要由殼體、變螺距螺旋葉片和導流錐等組成，主要是利用機械和水力切割的原理對氣泡進行破碎。相比傳統(tǒng)曝氣裝置，該新型溶氧曝氣裝置可提供更小的氣泡，可有效提高曝氣效率。

2 新型溶氧曝氣裝置在污水處理中的應用

為研究新型溶氧曝氣裝置在污水處理中的應用效果，并與微孔曝氣裝置的處理效果進行對比。選擇華東某果凍生產(chǎn)企業(yè)的污水處理站作為實驗研究的場所。該污水處理站的設(shè)計處理能力是120t/d，其工藝如下如圖1所示：

圖1 污水處理工藝圖

該污水處理站原有構(gòu)筑物接觸氧化池采用的是微孔曝氣裝置（φ216mm 葫蘆島天惠）。接觸氧化池的平面尺寸為：4 000mm×5 000mm×3 000mm，采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)。接觸氧化池的設(shè)計停留時間為12h。由于接觸氧化池原有兩套構(gòu)筑物，因檢修停用一套。故對停用的接觸氧化池進行改造，將原有微孔爆氣器改造成采用研制的新型溶氧曝氣裝置，管道系統(tǒng)采用原有工藝。

該企業(yè)廢水設(shè)計進水水質(zhì)如下：COD為2 000mg·L-1、BOD51200 mg/L、pH為5～8。本實驗將該廢水經(jīng)水解酸化后，分別通入微孔曝氣接觸氧化池（簡稱池1）和新型溶氧裝置接觸氧化池（簡稱池2）。通過監(jiān)測廢水COD和溶解氧等指標隨時間變化，來對比兩種曝氣裝置處理污水的效果。

本實驗中，首先停止接觸氧化池的曝氣，待接觸氧化池2進滿水后開啟曝氣，并在曝氣開啟后的每1h分別取水解酸化池出水、接觸氧化池1和池2出水測定廢水中COD和溶解氧（DO）的數(shù)值。COD采用重鉻酸鉀測定法測定，DO則采用便攜式溶解氧測定儀測定。

由圖2可知，在進水水質(zhì)相差不大的情況下（水解酸化池出水穩(wěn)定在1 200～1 300mg/L），初時池1和池2出水COD濃度相差不大。曝氣2.5h后，池2出水CODcr降解速度超過池1，且隨曝氣時間推移，越來越顯著。曝氣7h后，池2廢水CODcr降解率高達80%以上，而池1降解率約為70%。由此，可以認為采用新型溶氧曝氣裝置對該廢水處理的效果要比微孔曝氣裝置的處理效果更好。這可能與該新型溶氧曝氣裝置特殊的結(jié)構(gòu)，具有較強的水力剪切作用有關(guān)。該裝置可產(chǎn)生更加細小氣泡，同時對水體的攪拌和混合作用更明顯，傳質(zhì)效率更高。

圖2 廢水CODcr濃度隨曝氣時間變化

由圖3可知，在開始曝氣1～2h期間，池1和池2廢水中DO濃度均出現(xiàn)了減少，由2.6mg/L降至2mg/L左右。這可能與初始曝氣時，廢水中溶解氧不足，好氧細菌降解有機物過度氧氣消耗所致。而隨著曝氣時間的增加，廢水中DO濃度逐漸增加。曝氣3h后，池2廢水中DO濃度超過池1，隨時間推移，越來越顯著。

圖3 廢水DO濃度隨曝氣時間變化

3 結(jié)論

以華東某果凍生產(chǎn)企業(yè)的污水處理站作為實驗研究的場所，對新型溶氧曝氣裝置和微孔曝氣裝置對廢水的處理效率進行比較。結(jié)果如下：新型溶氧曝氣裝置對廢水CODcr的降解能力要顯著強于微孔曝氣裝置。且曝氣3h后，新型溶氧曝氣池中DO濃度顯著高于微孔曝氣池。

[1] 李小冬，齊魯，劉國華，等.通氣量對微孔曝氣器充氧性能影響的中試研究[J].中國給水排水，2014，（5）：81-84.

Development of a New Type Of Dissolved Oxygen Aeration Device And Its Application in Sewage Treatment

Tang Hui，Yuan Shi-jie

This paper discusses the mechanism of a new type of dissolved oxygen aeration device.And the CODcr and DO indexes of wastewater were measured and compared with the effect of the device and the microporous aeration device in the sewage treatment.It is found that the treatment efficiency of the new dissolved oxygen aeration device is higher than that of the microporous aeration device.

dissolved oxygen aeration；device；application

X52；X703

B

1003–6490（2017）11–0252–01

2017–09–11

唐慧（1988—），女，江蘇句容人，工程師，主要從事水處理方面的工作。