对生活污水曝气系统的探讨及改进建议

2018年10月环保与节能对生活污水曝气系统的探讨及改进建议李晶尹祖君(甘肃省兰州市污水处理厂，甘肃兰州730060）摘要：该文结合国内外资料以及兰州石化污水处理厂炼油污水处理车间生活污水处理装置曝气池的情况，对目前情况下的穿孔管曝气的性能进行了探讨。同时对生活污水处理曝气工艺的改进提出了一些合理化建议，如改变曝气器的种类、布置方式、水平流速及供氧技术，可以使曝气池的氧的利用率增大，降低曝气处理生活污水的能耗与运行成本，有较好的经济意义。关键词：曝气系统；生活污水处理；氧利用率随着我国社会的迅速发展和人民生活水平的日益提高，控制环境污染、综合利用污水资源，已越来越引起各方面的重视。截止到2010年，我国污水排放量逐年递增，生活污水在总排放污水中所占的比重越来越大。城镇污水处理能力在近期的迅速发展中虽然得到了一定的提升，但目前还是污水处理量远小于污水排放量的现状，据统计，目前，城市处理生活污水的能力仅占70%左右[1]。随着城市化进程加快，用水量的不断增加，排水量同时也在逐年增加，污水处理需求也随之增大，再生水的利用也成为缓解水资源压力的有效途径。1对炼油污水处理车间生活污水处理曝气系统的探讨1.1生活污水处理工艺综述1.1.1装置简介兰州石化公司400t/h生活污水处理装置采用物理化学和生物化学的处理方法，通过沉砂池、一次沉淀池、生物滤池、曝气池、二次沉淀池和氯接触池等一系列处理设施和辅助设施去除水中的有害污染物，达到一级排放标准。后，增加了深度处理单元，有效降低了污水中的CODCr和悬浮物，处理后的生活污水达到了回用标准。1.1.2工艺流程说明生活污水经前端污水管线汇集后，自流进入生活污水处理装置。处理过程中，首先通过机械格栅进入沉砂池，由一级螺旋泵提升进入一次沉淀池，其出水自流进入生物滤池，由旋转布水器均匀分配。生物滤池出水通过二级螺旋泵提升至曝气池。处理后自流进入二沉池，二沉池活性污泥由三级螺旋泵提升至曝气池，二沉池出水自流至氯接触池，氯接触池出水自流进入调节池，污水经原水提升泵提升进入一级混凝反应池，同时投加1#药剂，经搅拌混合充分反应后依次进入共壁相邻的二级混凝反应池，并投加2#药剂。完全反应后自流进入1#配水槽，分五路进入五台微波反应器。微波反应器处理后出水自流进入2#配水槽，经均匀分配经三路进入沉淀过滤一体机，沉降过滤后出水自流进入清水池，由回用水泵加压提升至各用水点。1.2对生活污水处理装置曝气系统的探讨自然界存在许多微生物，可通过其自身新陈代谢的生理功能，通过利用所在环境中的有机物作为营养物质，将有机物氧化分解为稳定的无机物。活性污泥即是这样一种由大量微生物共同组成的黄褐色耗氧生物絮凝体，其中以好氧细菌为主。因活性污泥具有很大的表面积，并且其外部覆盖着多糖类的粘质层，因此当与污水接触时，污水中呈悬浮和胶体状态的有机物会被活性污泥所吸附和凝聚，在透膜酶的作用下，通过细胞壁进入细胞体内，将其中的部分有机底物进行氧化分解，生成CO2、H2O、NH3等无机物，另一部分则进行合成代谢，形成新的细胞物质，产生新的微生物细胞。2对曝气工艺改进的建议2.1使用微孔曝气器代替穿孔管曝气器2.1.1微孔曝气器充氧性能的优势分析微孔曝气孔径d约为0-200μm，属于微气泡。而穿孔管孔径d约为3-5mm，属于中气泡。在曝气系统中，氧是通过气泡表面传入液相的。20℃、1个标准大气压时,氧气的溶解度仅为0.031，其溶解度较小，因而氧在水中的的转移也相对较慢。通过正常的气水交界面很难实现好氧生物处理，因此，必须人为增设气水交界面。鼓风曝气是常用的一种增加氧转移交界面的方法。根据双膜理论，膜的厚度可反映阻力的大小，在浓度差相等的情况下，鼓风曝气产生的气泡越小，所有气泡总表面积越大，氧的转移量越多。微孔曝气器产生的微气泡直径远小于穿孔管曝气器产生的气泡直径，比表面积也相应大得多，因此，采用微孔曝气器产生的氧的转移量相应较多。2.1.2微孔曝气器能量消耗的优势分析当曝气系统的KLa值大时，吸收的氧量虽多，但未必经济。所以在实际工作中，常采用氧利用率Ea（传递到水中的氧量占曝气器供氧量的百分比）和充氧效率Ep（消耗1kw.h有用功所传递到水中的氧量）来作为比较曝气装置效率的指标。通过对比，微孔曝气装置的Ea值、Ep值均高于穿孔管曝气装置[3]，这就说明在同等的充氧能力下，微孔曝气装置所消耗的能量小于穿孔管曝气装置，在实际工作中，更为经济。2.2富氧曝气活性污泥工艺在应用中的优势总体来讲，采用富(纯)氧曝气活性污泥工艺，主要有以下优点：(1)对于新建装置，缩可小曝气池总体占地面积，减少投资额；(2)可提高曝气池污泥浓度，同时有利于改善污泥的沉降性，增强脱水性能好，减少剩余活性污泥量；(3)增强曝气池的溶解氧，提高耐冲击能力，稳定出水水质；3结论本文对兰州石化公司污水处理厂炼油污水处理车间生活污水处理装置及其曝气池的处理效果、缺点不足进行了探讨。同时通过对比目前曝气池的工艺技术，对生活污水曝气池的改进提出了一些合理化建议：①使用微孔曝气器代替穿孔管曝气器，充氧性能增强、可有效缓解4#鼓风机的工艺空气使用情况，降低能量消耗、而且运行管理较为方便。②使用富氧曝气代替空气曝气装置，可以使系统的稳定性增加，抗冲击能力强。③曝气器相对集中布置比分散布置时充氧能力和氧的利用率都有很大提高。④曝气器充氧性能随水平流速的增大而递增。这四点可以使曝气池的氧的利用率增大，降低曝气处理生活污水的能耗与运行成本，有较好的经济意义。参考文献：[1]2013水处理行业报告20133-8.[2]中国石油兰州石化公司生活污水处理装置操作规程2009(1)1-8.[3]何树龙常见曝气系统在城市给水工程中的应用对比环境科学与管理20110736(7)118-120.184