势能增氧生态净化工艺在污水处理中的应用

第42卷第5期2014年9月河海大学学报(自然科学版)JournalofHohaiUniversity(NaturalSciences)Vo1．42NO．5Sep．2014DOI：10．3876／j．issn．1000—1980．2014．05．004势能增氧生态净化工艺在污水处理中的应用陈鸣钊，冯骞，肖玉冰(河海大学环境学院，江苏南京210098)摘要：为进一步提升污水处理好氧段的复氧效果，将水力学中虹吸理论、渗流理论与水电站尾水管理论及污水生物处理工艺相结合，在传统的厌氧／好氧工艺基础上，研发了厌氧／势能增氧生态净化工艺。工业废水(油脂废水和焦化废水)处理实例表明，该工艺具有良好的污染物净化效果。关键词：污水生物处理；水利科学；工业废水中图分类号：X703文献标志码：A文章编号：1000—1980(2014)05—0394—05ApplicationofpotentialenergyincreasingoxygenecologicalpurificationtechnologytowastewatertreatmentCHENMingzhao，FENGQian，XIAOYubing(CollegeofEnvironment，HohaiUniversity，Nanjing210098，China)Abstract：Inordertoimprovetheeffectofairreaerationintheanaerobicphaseofwastewatertreatment．weusedacombinationofthesiphontheory，theseepagetheory，thetheoryofdrafttubesinhydropowerstations，andthewastewaterbiologicaltreatmenttechnologytodevelopananaerobic／potentialenergyincreasingoxygenecologicalpurificationtechnologybasedontraditionalanaerobic／aerobictechnology．Casestudiesinindustrialwastewaterincludinggreasewastewaterandcokingwastewatershowthatthetechnologyiseffectiveinpollutantpurification．Keywords：wastewaterbiologicaltreatment；hydraulics；industrialwastewater任何一种污水处理工艺都会与水流发生联系，污水在各种处理设备中流动并产生各种反应变化，最后以清水(或达标的水)排出。因此，研究污水的流动特性对提高污水处理效率具有重要意义。本文将探讨污水在各种处理设备中的流动特性，介绍“水体势能的大气复氧方法——势能增氧生态床剖”，即厌氧／势能增氧生态净化(potentialenergyincreasingoxygenecologicalpurificationtechnology，PIEP)工艺如何将污水生物处理工艺与水利科学相结合而得到最新产品。1平流紊动扩散理论的应用在城市生活污水(或有机废水)处理工艺中，常采用厌氧／好氧工艺流程。采用厌氧工艺时，常选用代表第2代厌氧反应器的UASB法。污水处理过程中产生的甲烷气体通过三相分离后，回流使水中的污泥颗粒运动形成上流式厌氧污泥床。UASB法的关键在于三相分离器的设计能否让水中的污泥颗粒产生自下而上的上流运动。如果追踪污水在厌氧反应器中运动及浓度降低的过程，并将其投影到轴方向上，则可以用污水浓度在方向上的变化来描述反应器中污水的浓度变化，这便与平流紊动扩散理论产生了联系。污水在河流中的流动变化规律常用河流水质数学模型来描述，各种河流水质数学模型的研究，其最根本的内容是求解平流紊动扩散基本微分方程式。该微分方程式符合分子扩散(或紊动扩散)Fick第一定律J：F。=一pD7C(1)收稿日期：2013—07—11基金项目：国家自然科学基金(51208173)作者简介：陈鸣钊(1937一)，男，江苏南京人，教授，主要从事环境科学与污水处理工程研究。E—mail：ch—mz@sina．con第5期陈鸣钊，等势能增氧生态净化工艺在污水处理与水利科学结合研究中的应用395式中：F——a物质的通量(为矢量，包括，Y，方向)；p——密度；一VC——a物质浓度梯度，负号表示a物质自高浓度向低浓度处扩散；D——分子扩散系数(为1O一～10。m／s)，对于流动水体中的紊流扩散，仅将式(1)中的D换为E(紊动扩散系数，为10一一10m／s)，由于E》D，故可以忽略D。如果缓