悬挂链曝气池曝气方式改造方案

第一章总论一、概述现有悬链曝气池是斜坡堆土方式的一座总容积约17000立方，池面长度74.5m，池面宽度53m，池总深5.5m；池底长度69m，池底宽度42m，有效深度5m。目前采用悬链曝气方式，悬链故障率高，维护困难，供氧不均匀不充足，导致生物活性差，净化效率大大降低。为此急需对现有曝气系统进行改造提高。同时由于悬链曝气池为土池结构，而且必须在不停止运行、不清空水池的情况下进行改造，因此对曝气系统的改造不能选择常规的曝气方式。经综合考虑，我们建议采用射流曝气系统，在不停水和不停止现有系统运行的情况下，保留现有悬链曝气系统的同时，增设射流曝气系统，通过优化布局，增设一套溶氧效率高，运行稳定可靠的射流曝气系统。当新系统运行稳定可靠后，再考虑拆除原有悬链曝气系统。二、射流曝气系统介绍射流曝气原理及特点在此采用GW系列新型射流曝气设备。该产品的研制，为空气曝气法的改进，提供了投资省、能耗低、效率高、维修少、寿命长的设备。GW射流曝气设备在全国数个省市的焦化、生活、垃圾渗滤液、化工、石化、屠宰、皮革、医院、纺织、印染、化纤、酒精制糖废液、漂染和制药等各个领域中得到应用，污水处理效果明显优于传统的曝气设备。其相对其他曝气设备的优势在于：1、氧传递效率（30～45％，随水深而定）、动力效率高，不随运行时间的长短而衰减；2、射流曝气器系统简单，可靠性高，管道等设备安装非常简便，成本低；3、不停水放水检修，维修方便，费用低；4、噪音低，对Q型安装方式完全可达到静音；5、射流曝气器吸气能力大，服务面积大；6、不易发生堵塞。尤其适用于造纸及化纤行业等含有纤维类悬浮物的废水。GW射流曝气工艺原理和安装结构说明：为提高氧气转移反应效率，GW系列新型射流曝气设计了两次射流反应过程：第一次射流氧化是在文丘里射流器内进行的。带压水流从射流器入口进入到喷嘴作高速射流，形成高速真空状的水流，GW射流器的特殊内部结构设计使得外部气体在大气压作用下直接进入到水流中与水混合，氧化反应开始进行，然后很快进入到扩压段，水流压力上升，为第二次射流蓄势。图一所示为射流器中混合反应流态，红色流体是100％的水，蓝色的是100％的空气，绿色反应了水和气体混合反应状态。整个过程图形是用计算机CFD软件设计计算自动生成，表现了GW射流器的真实工作状态（参见图a-1）。图a-1一次射流混合第二次射流是通过增效喷嘴在水池内进行的。从文丘里射流器出来的带压气液混合液通过增效喷嘴组喷入水中，吸引水池中相当于水泵4～5倍的水流与之进行二次射流混合，使得在氧转移反应效率得到提升的同时，还有很充分的搅拌混合效果（参见图a-2）。图a-2二次射流混合为方便维护检修，水泵和射流器布置在池外，只有喷嘴和喷嘴管布置在池内，安装和维护都非常简便，只需配备备用泵，就可做到常年运行不停放水维护。二次射流喷嘴在池中均匀布置，射流方向可使得池中的水得到充分搅拌混合，消除曝气死角。GW射流曝气工艺安装方式：1.Q型安装方式：Q型即为潜水式安装。配套水泵选用潜水排污泵或自藕式水泵，可达到完全静音的效果。这种方式适合小容积的污水池。2.B型安装方式：B型即为干式安装方式。配套水池安装于水池外，水中只布置增效喷嘴进行充氧混合。这种安装可以达到池内无维修，只用在池外对水泵进行维护即可。这种方式适合大容积的污水池。三、本工程的布置方式：根据本工程的实际情况，我们建议为丁字型上部布置方式。详细布置方式请见下图和附件图纸。详细配置为：1.在悬链曝气池长度方向的两侧各布置7台射流水泵，水泵流量为480m3/h，扬程14m，功率30kw；每台射流泵配置6对二次射流喷嘴，喷嘴左右对称布置，喷射方向相反，可以抵消相互的反作用力。再将现有风机管道接分支到射流曝气器上，需要风量为102.2m3/min。通过合理布局可以确保对现有曝气池的充分搅拌、混合和高效充氧。充氧效率可以达到25%（考虑温度和深度对溶氧效率的影响，最高溶氧效率可以达到30%以上），可以保证好氧池内溶解氧大于2mg/L。2.预计改造施工工期需要30天。10第二章投资费用与运行成本一、投资估算表2-1工艺设备投资估算表货币单位：万元序号安装位置设备名称设备规格及型号单价数量总价备注1悬链曝气池射流曝气器长：1576mm，进出口径：DN300，吸气口径：DN1507.007套S304，含二次增效喷嘴底阀0.157套离心泵Q=480m3/h,扬程：14m，功率：30kw1.807台管路及安装工程56.601宗管路及管件重量约45吨安装辅材3.001宗电控系统12.001批税金4%合计3.2改造前后运行成本分析运行成本由电费和设备维护成本组成。3.2.1电费成本原有鼓风曝气系统和改造后的GW射流曝气系统使用装机功率见下表：曝气方式规格型号数量/单位单台装机功率（kw）使用功率（kw）备注原有鼓风曝气系统风机风量：114m3/min，风压68.6kPa2台200420两用两备风量123.9m3/min,风压：68.6kPa2台220GW射流曝气系统水泵流量480m3/h，扬程13m73030×7+200×1＝410风量114m3/min,风压：68.6kPa120011从上表可以看出：采用GW鼓风加压射流曝气方式后，GW射流曝气系统相对原有鼓风曝气系统总装机功率少420-410=10kw，按每天运行24小时，一年运行360天计算，每年可节约电耗约为8.6万kwh。以电费0.7元/度计，每年节约电费0.7×8.6＝6.0万元。=3.2.2维护成本现有鼓风曝气系统采用的悬挂式曝气管，曝气管运行一段时间后，因堵塞、老化、开裂，氧利用率下降，充氧能力降低，每年需定期维修更换。根据我们在其他实际工程中的了解，本项目估计采用了1000根悬挂式曝气管，曝气管每年需要定期更换总使用曝气管数量的20%-30%以上，按每根曝气管700元估计，每年更换的曝气管成本费用为700×1000×25%=17.5万元。采用GW射流曝气方式，射流器及增效喷嘴能长期运行，性能保持不变，不需维修，只需在池外对水泵进行维护，每年维护费估为1.5万元。采用GW射流曝气方式相对原有鼓风曝气系统，GW射流曝气系统每年维修费用节省17.5-1.5=16万元。综上分析：采用GW射流曝气对本项目曝气系统进行改造，每年节约电费6.0万元；每年维修费用节省16万元；总节省费用22.0万元/年。