甘肅小區(qū)一體化污水處理設(shè)備
甘肅小區(qū)一體化污水處理設(shè)備
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曝氣器在污水處理中的應(yīng)用
生物處理法根據(jù)參與作用的微生物的需氧情況，可分為好氧法和厭氧法兩大類。
一般情況，好氧法比較適用于較低濃度污水，如乙烯廠污水；而厭氧法較適用于處理污泥和較高濃度的污水。
好氧生物處理法可分為活性污泥法和生物膜法兩大類?；钚晕勰喾ㄊ撬w自凈的人工強(qiáng)化方法，是一種依靠活性污泥工作主體的去除污水中有機(jī)物的方法。存在于活性污泥中的好氧微生物必須在有氧氣存在的條件下才能起作用。在污水處理生化系統(tǒng)的曝氣池中，充氧效率與好氧微生物生長(zhǎng)量成正相關(guān)性。溶解氧的供給量要根據(jù)好氧微生物的數(shù)量、特性、基質(zhì)性質(zhì)及濃度來(lái)綜合考慮。這樣，活性污泥才能處在的降解有機(jī)物的狀態(tài)。
根據(jù)試驗(yàn)表明，曝氣池中溶解氧維持在3～4mg/L為宜，若供氧不足，活性污泥性能差，導(dǎo)致廢水處理效果下降。為保證有充足的供氧，必須依靠一種設(shè)備來(lái)完成，例如曝氣器。
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曝氣原理
曝氣是使空氣與水強(qiáng)烈接觸的一種手段，其目的在于將空氣中的氧溶解于水中，或者將水中不需要的氣體和揮發(fā)性物質(zhì)放逐到空氣中。換言之，它是促進(jìn)氣體與液體之間物質(zhì)交換的一種手段。它還有其他一些重要作用，如混合和攪拌?？諝庵械难跬ㄟ^(guò)曝氣傳遞到水中，氧由氣相向液相進(jìn)行傳質(zhì)轉(zhuǎn)移，這種傳質(zhì)擴(kuò)散的理論，目前應(yīng)用較多的是劉易斯和惠特曼提出的雙膜理論。
雙膜理論認(rèn)為，在“氣水”界面上存在著氣膜和液膜，氣膜外和液膜外有空氣和液體流動(dòng)，屬紊流狀態(tài)；氣膜和液膜間屬層流狀態(tài)，不存在對(duì)流，在一定條件下會(huì)出現(xiàn)氣壓梯度和濃度梯度。如果液膜中氧的濃度低于水中氧的飽和濃度，空氣中的氧繼續(xù)向內(nèi)擴(kuò)散透過(guò)液膜進(jìn)入水體，因而液膜和氣膜將成為氧傳遞的障礙，這就是雙膜理論。
顯然，克服液膜障礙效的方法是快速變換“氣液”界面。曝氣攪拌正是如此，具體的做法就是：減少氣泡的大小，增加氣泡的數(shù)量，提高液體的紊流程度，加大曝氣器的安裝深度，延長(zhǎng)氣泡與液體的接觸時(shí)間。曝氣設(shè)備正是基于這種做法而在污水處理中被廣泛采用的。
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曝氣類型與曝氣器的功能
曝氣類型大體分為兩類：一類是鼓風(fēng)曝氣，一類是機(jī)械曝氣。鼓風(fēng)曝氣是采用曝氣器擴(kuò)散板或擴(kuò)散管在水中引入氣泡的曝氣方式。一般乙烯廠的污水處理多采用這種方式。機(jī)械曝氣是指利用葉輪等器械引入氣泡的曝氣方式。
所有的曝氣設(shè)備，都應(yīng)該滿足下列3種功能：
①產(chǎn)生并維持有效的氣水接觸，并且在生物氧化作用不斷消耗氧氣的情況下保持水中一定的溶解氧濃度；
②在曝氣區(qū)內(nèi)產(chǎn)生足夠的混合作用和水的環(huán)流動(dòng)；
③維持液體的足夠速度，以使水中的生物固體處于懸浮狀態(tài)。
微氣泡曝氣器
微氣泡曝氣器也稱微孔曝氣器，采用多孔性材料如陶粒、粗瓷等摻以適當(dāng)?shù)娜绶尤渲活惖恼硠诟邷叵聼Y(jié)成為擴(kuò)散板、擴(kuò)散管和擴(kuò)散罩的形式。按照安裝的型式，可分為提升式微孔曝氣器及固定式微孔曝氣器。
提升式微孔曝氣器主要由微孔曝氣管、活動(dòng)搖臂、提升機(jī)等3部分組成：①微孔曝氣管即由微孔管、前蓋、后蓋及連接螺栓組成；②活動(dòng)搖臂是可提升的配管，微孔曝氣管安裝于支氣管上，成柵條狀，底座固定在池壁上，活動(dòng)立管伸入池中，支管落在池底部，并支架支撐在池底部；③曝氣器提升機(jī)，為活動(dòng)式電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)，起吊小車可隨意移動(dòng)，將搖臂提起。
其工作原理是：空氣從微氣泡曝氣管后蓋的通氣孔進(jìn)入曝氣管，曝氣管的管壁上密布者許多細(xì)小的孔隙，管內(nèi)空氣在壓力差的作用下，從管壁的孔隙中擴(kuò)散出來(lái)，在污水形成許許多多微小的氣泡，并造成水的紊流，從而達(dá)到了將空氣中的氧溶入水中的目的。
微孔曝氣管的形式有很多，目前較為常用的有兩種：
一種是由粗瓷或剛玉等燒結(jié)而成的普通曝氣管，這種管壁在燒結(jié)過(guò)程中產(chǎn)生許多極微小的孔隙，它的主要特點(diǎn)是能產(chǎn)生微小的氣泡，氣泡直徑約0.1～0.2mm，氣、液接觸面積大，氧利用率高，一般可達(dá)到20～25％；其缺點(diǎn)是氣壓損失較大，易堵塞，送入的空氣需經(jīng)過(guò)濾處理，易損壞，一旦損壞，氧利用率就開始快速下降。
另一種是管式膜片微孔曝氣管。這種曝氣管的安裝方式與前一種基本一樣，但其自身的結(jié)構(gòu)卻有很大的區(qū)別，它是由一個(gè)用ABS或UPVC制成的管子作為布?xì)夤埽鼙谏祥_有通風(fēng)孔，布?xì)夤芡庵芨采w著合成橡膠制成的膜片，膜片被金屬卡子固定在管子上。在合成橡膠膜片上用激光等方法打出均勻分布的孔眼。
曝氣時(shí)，空氣通過(guò)管壁上的通氣孔進(jìn)入膜片與管壁之間，在壓縮空氣的作用下，使膜片微微鼓起，孔眼張開，達(dá)到布?xì)鈹U(kuò)散的目的。停止供氣，氣壓消失后，膜片本身在彈性作用下使孔眼自動(dòng)閉合，由于水壓的作用，膜片壓實(shí)在管壁上。因此，污水不會(huì)倒流而堵塞孔眼。但由于這種膜片的開孔直徑直接影響到氧的利用率，因此，開孔直徑應(yīng)適當(dāng)。開孔直徑過(guò)大，氧的利用率較低，開孔直徑過(guò)小，氧利用率高，但阻力增大。橡膠膜片應(yīng)選用耐老化，高強(qiáng)度膠質(zhì)，以免膜片出現(xiàn)撕裂，造成曝氣器損壞。
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安裝方式
搖臂微孔曝氣器為可活動(dòng)式安裝，當(dāng)曝氣器需要更換或檢修時(shí)，可用提升機(jī)將曝氣器從水中出來(lái)，在池面進(jìn)行施工檢修，不影響同池其他曝氣器的工作，不需要停池凈水，檢修成本低，工作量少。
動(dòng)態(tài)曝氣器為固定式安裝，一經(jīng)安裝完成后，便不可以移動(dòng)，如果某間曝氣池需要檢修，就必須停止該池的運(yùn)行，并且將池內(nèi)的污水和淤泥等雜物清除后，方可施工，檢修成本較高。
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耐用性
搖臂式微孔曝氣器的失效形式主要有以下3種：①鋼制布?xì)夤苌P后產(chǎn)生氧化鐵以及污水和空氣中的雜物會(huì)造成曝氣管內(nèi)堵，曝氣管內(nèi)氣流分布不均勻，使曝氣管抖動(dòng)，而產(chǎn)生疲勞損壞；②曝氣管安裝在管接頭上，在曝氣管抖動(dòng)和污水腐蝕的雙重作用下，管接頭易從根部折斷，污水的腐蝕還會(huì)造成布?xì)夤鼙跍p薄穿孔；③水下?lián)u臂活動(dòng)關(guān)節(jié)長(zhǎng)期浸泡在水中，可能會(huì)因?yàn)樯P等原因而無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使得曝氣器不能正常提升到水面。以上3種失效形式，經(jīng)過(guò)近年來(lái)的新技術(shù)的應(yīng)用，已經(jīng)得到很大的改善，使得曝氣器的使用壽命可達(dá)5年左右。
動(dòng)態(tài)曝氣器的失效形式則有：由于疲勞或腐蝕等原因，曝氣頭各部件（如圓罩、旋混筒、旋混圈等）之間的連接件斷裂或松脫，而造成曝氣頭解體或脫落；配氣管斷裂；配氣管一般采用UPVC等非金屬管材，管子與管子，管子與管件多用膠水粘連，一旦粘接不牢，容易從粘連處脫落和漏氣。這3種失效形式一般可以通過(guò)合理選型，正確選材，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)等方法來(lái)避免。因此，這種曝氣器的使用壽命較長(zhǎng)，可達(dá)8～10年。
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實(shí)際應(yīng)用
搖臂式微孔曝氣器因?yàn)橛醒趵寐矢?、檢修方便等優(yōu)點(diǎn)，較多應(yīng)用在生產(chǎn)負(fù)荷較重、污水水質(zhì)較惡劣的一級(jí)生化系統(tǒng)；固定式動(dòng)態(tài)曝氣器則因?yàn)橛醒趵寐噬缘偷梢蚤L(zhǎng)期保持，檢修困難但使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，一般應(yīng)用在生產(chǎn)負(fù)荷較低，污水水質(zhì)較好的二級(jí)生化系統(tǒng)。
曝氣器的種類非常多，經(jīng)過(guò)不斷的更新和發(fā)展，其結(jié)構(gòu)和性能更是有著日新月異的變化。本文介紹的只是其中極少的幾種，所作的論述也只是根據(jù)本地區(qū)的有限幾家污水處理場(chǎng)的情況而作，一些看法帶有很大的片面性和局限性。
其實(shí)，曝氣器的選用依據(jù)各有側(cè)重，主要考慮下列因素：
①空氣擴(kuò)散裝置應(yīng)具有較高的氧利用率和動(dòng)力效率，具有較好的節(jié)能效果；
②不易堵塞，出現(xiàn)故障易排除，便于維護(hù)管理；
③構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于安裝，工程造價(jià)及裝置本身成本都較低。
此外，還應(yīng)考慮污水的水質(zhì)，地區(qū)條件以及曝氣池型、水深等。
目前符合上述3點(diǎn)因素的曝氣器，*軟管式曝氣器。
1、PVC中、微孔曝氣軟管，正常使用氣量范圍（0.5~2.5立方/小時(shí)·米）氧轉(zhuǎn)移率在（12~30%）。適應(yīng)傳統(tǒng)的“A/O”及“A/A/O/O”等等一切需要曝氣裝置的工藝。
2、TPU微孔曝氣軟管，正常使用氣量范圍（0.5~1立方/小時(shí).米）氧轉(zhuǎn)移率在（45~53%）。
適合德國(guó)引進(jìn)的“生物倍增”、“生物積效”、“低溶氧”等工藝。還有提標(biāo)改造曝氣裝置的。
3、PVC中、微孔曝氣軟管，設(shè)有進(jìn)氣、空氣分配管以及末端集水、排水管，可以將由于裝置開開停停時(shí)滲透到曝氣器內(nèi)的積水及時(shí)排出，做到了曝氣軟管的免維修，保證了曝氣軟管長(zhǎng)達(dá)十多年的正常使用。
4、TPU曝氣軟管可以采用抽拉式的安裝方式，萬(wàn)一軟管有損傷，可以不放水隨機(jī)抽取更換。也可以采取設(shè)排水系統(tǒng)的固定式安裝，目前有記錄的污水廠，已安全運(yùn)行6年，沒有一根軟管損壞而更換。
5、由于曝氣軟管的構(gòu)造非常簡(jiǎn)單，安裝尤其方便，工程造價(jià)及裝置本身成本都是可控的，操作空間較大。
格柵的主要工藝參數(shù)有哪些?
(1)格柵的主要工藝參數(shù)有柵距、過(guò)柵流速和水頭損失。柵距即相鄰兩根柵條間的距離，柵距大于40mm的為粗格柵，柵距在20～40mm之間的為中格柵，柵距小于20mm的為細(xì)格柵。
(2)過(guò)柵流速是指污水流過(guò)柵條和格柵渠道的速度。過(guò)柵流速不能太大，否則有可能將本應(yīng)攔截下來(lái)的軟性雜物沖過(guò)去，過(guò)柵流速太小，又可能使污水中粒徑較大的砂粒在柵前渠道中沉積下來(lái)。
(3)污水過(guò)柵水頭損失指的是格柵前后的水位差，它與過(guò)柵流速有關(guān)。如果過(guò)柵水頭損失增大，說(shuō)明過(guò)柵流速增大，此時(shí)有可能是過(guò)柵水量增加，更有可能是格柵局部被堵死，需要及時(shí)清理。過(guò)柵水頭損失減少，說(shuō)明過(guò)柵流速降低，需要注意采取措施防止柵前渠道內(nèi)積砂。
格柵選型應(yīng)考慮哪些原則?
(1)格柵分人工格柵和機(jī)械格柵兩種，為避免污染物對(duì)人體產(chǎn)生的毒害和減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度、提高工作效率及實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，應(yīng)盡可能采用機(jī)械格柵。污水中含有油類等可釋放揮發(fā)性可燃性氣體時(shí)，機(jī)械格柵的動(dòng)力裝置應(yīng)有防爆設(shè)施。
(2)要根據(jù)污水的水質(zhì)特點(diǎn)如pH值的高低、固形物的大小等確定格柵的具體形式和材質(zhì)。
(3)大型污水處理廠一般要設(shè)置兩道格柵和一道篩網(wǎng)，格柵柵條間距應(yīng)根據(jù)污水的種類、流量、代表性雜物種類和尺寸大小等因素來(lái)確定，既滿足水泵構(gòu)造的要求，同時(shí)滿足后續(xù)水處理構(gòu)筑物和設(shè)備的要求。道使用粗格柵(50～100mm)或中格柵(20～4omm)，第二道使用中格柵或細(xì)格柵(4～10mm)，第三道為篩網(wǎng)(<4mm)。
(4)常用格柵柵條斷面形狀有邊長(zhǎng)20mm正方形、直徑20mm圓形、10mm×50mm矩形、一邊半圓頭的10mm×50mm矩形和兩邊半圓頭的1omm×50mm矩形等5種。圓形柵條水力條件好、水流阻力小，但剛度較差、容易受外力變形。因此在沒有特殊需要時(shí)采用矩形斷面。
(5)格柵一般安裝在處理流程或泵站的進(jìn)水口處，位屬咽喉，為保證安全，要有備用單元或其他手段以保證在不停水情況下對(duì)格柵的檢修。
(6)為保護(hù)動(dòng)力設(shè)備，機(jī)械格柵一般安裝在通風(fēng)良好的格柵間內(nèi)，大中型格柵問(wèn)要配置安裝吊運(yùn)設(shè)備，便于設(shè)備檢修和柵渣的日常清除。
格柵安裝的基本要求有哪些?
(1)格柵前的渠道應(yīng)保持5m以上的直管段，渠道內(nèi)的水流速度為0.4～0.9m/s，流過(guò)柵條的速度為0.6～1.0m/s。
(2)放置格柵的渠道與柵前渠道的連接，應(yīng)有一個(gè)小于20°的展開角。
(3)格柵的安裝角度，人工清渣時(shí)為45°～60°，機(jī)械清渣時(shí)多為70°～90°。
(4)通過(guò)格柵的水頭損失，一般為0.08～0.15m，因此，柵后渠道比柵前相應(yīng)降低0.08～0.15m。
(5)格柵有效過(guò)水面積是按設(shè)計(jì)流量下過(guò)柵流速0.6～1.0m/s計(jì)算而得的，但格柵總寬度不小于進(jìn)水管渠寬度的1.2倍。
(6)格柵上部必須設(shè)置柵頂工作平臺(tái)，其高度高出柵前設(shè)計(jì)水位0.5m以上。工作臺(tái)設(shè)欄桿等安全設(shè)施和沖洗設(shè)施，兩側(cè)平臺(tái)過(guò)道應(yīng)不小于0.7m，正面過(guò)道寬度在人工清渣時(shí)不應(yīng)小于1.2m，機(jī)械清渣時(shí)不小于1.5m。
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