某新型溶氧曝氣裝置的研制及其在污水處理中的應(yīng)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(yīng)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(jī)理，并分別通過對(duì)廢水CODcr和DO指標(biāo)的測(cè)定，研究對(duì)比了該裝置與微孔曝氣裝置在污水處理中的效果。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，該新型溶氧曝氣裝置對(duì)廢水的處理效率高于微孔曝氣裝置。

溶氧曝氣；裝置；應(yīng)用

溶解氧是好氧微生物降解有機(jī)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(shí)，曝氣還起傳質(zhì)的作用，可使污水中有機(jī)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(dāng)前，我國污水處理廠中，最常用的曝氣方式是鼓風(fēng)曝氣。鼓風(fēng)曝氣通常分為微孔爆氣和中孔曝氣[1]。其中，當(dāng)前較為常用的是微孔曝氣裝置。此外，還有機(jī)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(jī)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(jìn)而實(shí)現(xiàn)傳質(zhì)效率的提升來實(shí)現(xiàn)。為此，設(shè)計(jì)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(dǎo)流錐等組成，主要是利用機(jī)械和水力切割的原理對(duì)氣泡進(jìn)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(yīng)用

為研究新型溶氧曝氣裝置在污水處理中的應(yīng)用效果，并與微孔曝氣裝置的處理效果進(jìn)行對(duì)比。選擇華東某果凍生產(chǎn)企業(yè)的污水處理站作為實(shí)驗(yàn)研究的場(chǎng)所。該污水處理站的設(shè)計(jì)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(jì)停留時(shí)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(duì)停用的接觸氧化池進(jìn)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(jì)進(jìn)水水質(zhì)如下：COD為2 000mg·L-1、BOD51200 mg/L、pH為5～8。本實(shí)驗(yàn)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(jiǎn)稱池1）和新型溶氧裝置接觸氧化池（簡(jiǎn)稱池2）。通過監(jiān)測(cè)廢水COD和溶解氧等指標(biāo)隨時(shí)間變化，來對(duì)比兩種曝氣裝置處理污水的效果。

本實(shí)驗(yàn)中，首先停止接觸氧化池的曝氣，待接觸氧化池2進(jìn)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(cè)定廢水中COD和溶解氧（DO）的數(shù)值。COD采用重鉻酸鉀測(cè)定法測(cè)定，DO則采用便攜式溶解氧測(cè)定儀測(cè)定。

由圖2可知，在進(jìn)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(shí)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(shí)間推移，越來越顯著。曝氣7h后，池2廢水CODcr降解率高達(dá)80%以上，而池1降解率約為70%。由此，可以認(rèn)為采用新型溶氧曝氣裝置對(duì)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(qiáng)的水力剪切作用有關(guān)。該裝置可產(chǎn)生更加細(xì)小氣泡，同時(shí)對(duì)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(shí)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(shí)，廢水中溶解氧不足，好氧細(xì)菌降解有機(jī)物過度氧氣消耗所致。而隨著曝氣時(shí)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(shí)間推移，越來越顯著。

圖3 廢水DO濃度隨曝氣時(shí)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(shí)驗(yàn)研究的場(chǎng)所，對(duì)新型溶氧曝氣裝置和微孔曝氣裝置對(duì)廢水的處理效率進(jìn)行比較。結(jié)果如下：新型溶氧曝氣裝置對(duì)廢水CODcr的降解能力要顯著強(qiáng)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(duì)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。