浅论污水曝气现状与发展

科技创新与应用l20l4年第26期资源与环境浅论污水曝现状与发展粟莹(广西绿晨环境工程有限公司，广西南宁530007)摘要：曝气是指利用充气或机械搅动等方法将空气中的氧强制向液体中转移，增大水与气体接触，进行溶氧或散除水中溶解性气体和挥发性物质的过程。主要应用在水产养殖曝气和污水处理曝气两个领域。常用的曝气方式主要有机械曝气、鼓风曝气、射流曝气三大类，现有较好的为射流曝气方式。随着科技进步、节能减排和环境标准的要求，认为未来曝气设备向有多方位曝气扩散器、低耗能曝气能源装置、简便的输送方式发展。关键词：污水曝气；曝气方式；发展1曝气浅论曝气是指利用充气或机械搅动等方法将空气中的氧强制向液体中转移，增大水与气体接触，进行溶氧或散除水中溶解性气体和挥发性物质的过程。曝气是使空气与水强烈接触的一种手段，氧由空气(气相)向水体(液相)进行传质转移，这种传质扩散的理论，目前应用较多的是刘易斯和惠特曼提出的双膜理论：在“气一水”界面上存在着气膜和液膜，膜外有空气和液体流动，属紊流状态；膜间属层流状态，不存在对流，在一定条件下会出现气压梯度和浓度梯度；如果液膜中氧的浓度低于水中氧的饱和浓度，空气中的氧继续向内扩散透过液膜进入水体，因而液膜和气膜将成为氧传递的障隘，这就是双膜理论而克服液膜障隘最有效的方法是快速变换“气一液”界面。曝气搅拌正是如此，具体的做法就是：减少气泡的大小，增加气泡的数量，提高液体的紊流程度，加大曝气器的安装深度，延长气泡与液体的接触时间。曝气设备正是基于这种原理被广泛采用的。曝气主要应用在以下两个领域：水产养殖曝气和污水处理曝气。文章主要讨论的是污水处理中的曝气，是污水好氧生化处理系统中运转费用最高的工艺环节，在好氧工艺中，曝气主要功能是防止池内悬浮体下沉，加强池内有机物与微生物及溶解氧的接触，其充氧效率与好氧微生物生长量成正相关性。因此溶解氧的供给量要根据好氧微生物的数量、生理特性、基质性质及浓度来综合考虑。这样。活性污泥才能处在最佳的降解有机物的状态。根据试验表明，曝气池中溶解氧维持在3--4mgL为宜，若供氧不足，活性污泥性能差，导致废水处理效果下降。为保证有充足的供氧，必须依靠一种设备来完成，例如曝气器。而曝气充氧电耗一般占总动力消耗的60％70％，因此优选能耗少、造价低的曝气装置具有重要意义。2主要曝气方式曝气技术主要有机械曝气、鼓风曝气、射流曝气等几大类。2．1机械曝气指借助机械设备(如叶片、叶轮等)使活性污泥法曝气池中废水和污泥充分混合，并使混合液液面不断更新与空气接触，来增加水中的溶解氧的方法。目前广泛采用的主要有表面曝气机和浸没式涡轮曝气机两类。这种曝气方法设备简单，维护管理方便，但由于耗能大，易产生泡沫和死角，维修困难，因此只是常用于较小的曝气池，而未广泛使用。。2．2鼓风曝气鼓风曝气又称压缩空气曝气，系统由鼓风机、曝气器和一系列连通的管线组成。鼓风机供应一定的风量，将空气通过一系列管道输送到安装在池底部的曝气器，通过曝气器，使空气形成不同尺寸的气泡气泡在曝气器出口形成，尺寸则取决于空气扩散装置的形式，气泡经过上升和随水循环环流动，最后在液面处破裂，这一过程产生氧向污水中转移的作用。扩散器是整个鼓风曝气系统的关键部件，它的作用是将空气分散成空气泡，增大空气和混合液之间的接触界面，把空气中的氧溶解于水中。鼓风系统的曝气器主要分为微气泡、中气泡、大气泡、水力剪切、水力冲击及空气升液等类型。特点有：(1)能产生一定的风量使水体或液体中增加足够的溶解氧，以满足好氧生物对氧气的需求；(2)能产生足够的压力，使气体在液体中充分扩散和溶解并阻止液体中悬浮物下沉。鼓风曝气一般需要修建鼓风机房及布设大量鼓风管道，曝气头易堵塞，大型氧化池需要运行的功率大，但由于其相对于表面曝气来说能耗小、维修简单等，因而被较大范围使用。2．3射流曝气射流曝气从2O世纪40年代开始应用到废水处理中，至今已有60多年的历史。射流曝气器属于微气泡曝气器，它通过混合液的高速一138一射流，将鼓风机引入的空气切割粉碎为微气泡，使混合液和微气泡充分混合和接触，促进了氧的传递，提高了反应速率。也可设计成负压自吸式的射流器，这样可以省掉鼓风机，避免鼓风机引起的噪声。射流曝气系统的核心设备是射流器。射流器是利用射流紊动扩散作用来传递能量和质量的流体机械和混合反应设备，它由喷嘴、吸气室、喉管及扩散管等部件构成。射流器采用文丘里喷嘴，工作水泵出水通过射流器的喷嘴，随着喷嘴直径变小，液体以极高的速度从喷嘴喷射出来，高速流动的液体穿过吸气室进入喉管，在喉管形成局部真空，通过导气管吸入(或压入)的大量空气进入喉管后，在喷水压力的作用下被分割成大量微小的气泡，与水形成混合体。气液混合体通过扩散管向外排出，其速度减慢，压力增强，形成强力喷射流，对废水搅拌充氧。气泡经多