甘肃小区一体化污水处理设备

甘肃小区一体化污水处理设备

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曝气器在污水处理中的应用

生物处理法根据参与作用的微生物的需氧情况，可分为好氧法和厌氧法两大类。

一般情况，好氧法比较适用于较低浓度污水，如乙烯厂污水；而厌氧法较适用于处理污泥和较高浓度的污水。

好氧生物处理法可分为活性污泥法和生物膜法两大类。活性污泥法是水体自净的人工强化方法，是一种依靠活性污泥工作主体的去除污水中有机物的方法。存在于活性污泥中的好氧微生物必须在有氧气存在的条件下才能起作用。在污水处理生化系统的曝气池中，充氧效率与好氧微生物生长量成正相关性。溶解氧的供给量要根据好氧微生物的数量、特性、基质性质及浓度来综合考虑。这样，活性污泥才能处在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3～4mg/L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。

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曝气原理

曝气是使空气与水强烈接触的一种手段，其目的在于将空气中的氧溶解于水中，或者将水中不需要的气体和挥发性物质放逐到空气中。换言之，它是促进气体与液体之间物质交换的一种手段。它还有其他一些重要作用，如混合和搅拌。空气中的氧通过曝气传递到水中，氧由气相向液相进行传质转移，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。

双膜理论认为，在“气水”界面上存在着气膜和液膜，气膜外和液膜外有空气和液体流动，属紊流状态；气膜和液膜间属层流状态，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碍，这就是双膜理论。

显然，克服液膜障碍效的方法是快速变换“气液”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做法而在污水处理中被广泛采用的。

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曝气类型与曝气器的功能

曝气类型大体分为两类：一类是鼓风曝气，一类是机械曝气。鼓风曝气是采用曝气器扩散板或扩散管在水中引入气泡的曝气方式。一般乙烯厂的污水处理多采用这种方式。机械曝气是指利用叶轮等器械引入气泡的曝气方式。

所有的曝气设备，都应该满足下列3种功能：

①产生并维持有效的气水接触，并且在生物氧化作用不断消耗氧气的情况下保持水中一定的溶解氧浓度；

②在曝气区内产生足够的混合作用和水的环流动；

③维持液体的足够速度，以使水中的生物固体处于悬浮状态。

微气泡曝气器

微气泡曝气器也称微孔曝气器，采用多孔性材料如陶粒、粗瓷等掺以适当的如酚醛树脂一类的粘剂，在高温下烧结成为扩散板、扩散管和扩散罩的形式。按照安装的型式，可分为提升式微孔曝气器及固定式微孔曝气器。

提升式微孔曝气器主要由微孔曝气管、活动摇臂、提升机等3部分组成：①微孔曝气管即由微孔管、前盖、后盖及连接螺栓组成；②活动摇臂是可提升的配管，微孔曝气管安装于支气管上，成栅条状，底座固定在池壁上，活动立管伸入池中，支管落在池底部，并支架支撑在池底部；③曝气器提升机，为活动式电动卷扬机，起吊小车可随意移动，将摇臂提起。

其工作原理是：空气从微气泡曝气管后盖的通气孔进入曝气管，曝气管的管壁上密布者许多细小的孔隙，管内空气在压力差的作用下，从管壁的孔隙中扩散出来，在污水形成许许多多微小的气泡，并造成水的紊流，从而达到了将空气中的氧溶入水中的目的。

微孔曝气管的形式有很多，目前较为常用的有两种：

一种是由粗瓷或刚玉等烧结而成的普通曝气管，这种管壁在烧结过程中产生许多极微小的孔隙，它的主要特点是能产生微小的气泡，气泡直径约0.1～0.2mm，气、液接触面积大，氧利用率高，一般可达到20～25％；其缺点是气压损失较大，易堵塞，送入的空气需经过滤处理，易损坏，一旦损坏，氧利用率就开始快速下降。

另一种是管式膜片微孔曝气管。这种曝气管的安装方式与前一种基本一样，但其自身的结构却有很大的区别，它是由一个用ABS或UPVC制成的管子作为布气管，管壁上开有通风孔，布气管外周覆盖着合成橡胶制成的膜片，膜片被金属卡子固定在管子上。在合成橡胶膜片上用激光等方法打出均匀分布的孔眼。

曝气时，空气通过管壁上的通气孔进入膜片与管壁之间，在压缩空气的作用下，使膜片微微鼓起，孔眼张开，达到布气扩散的目的。停止供气，气压消失后，膜片本身在弹性作用下使孔眼自动闭合，由于水压的作用，膜片压实在管壁上。因此，污水不会倒流而堵塞孔眼。但由于这种膜片的开孔直径直接影响到氧的利用率，因此，开孔直径应适当。开孔直径过大，氧的利用率较低，开孔直径过小，氧利用率高，但阻力增大。橡胶膜片应选用耐老化，高强度胶质，以免膜片出现撕裂，造成曝气器损坏。

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安装方式

摇臂微孔曝气器为可活动式安装，当曝气器需要更换或检修时，可用提升机将曝气器从水中出来，在池面进行施工检修，不影响同池其他曝气器的工作，不需要停池净水，检修成本低，工作量少。

动态曝气器为固定式安装，一经安装完成后，便不可以移动，如果某间曝气池需要检修，就必须停止该池的运行，并且将池内的污水和淤泥等杂物清除后，方可施工，检修成本较高。

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耐用性

摇臂式微孔曝气器的失效形式主要有以下3种：①钢制布气管生锈后产生氧化铁以及污水和空气中的杂物会造成曝气管内堵，曝气管内气流分布不均匀，使曝气管抖动，而产生疲劳损坏；②曝气管安装在管接头上，在曝气管抖动和污水腐蚀的双重作用下，管接头易从根部折断，污水的腐蚀还会造成布气管壁减薄穿孔；③水下摇臂活动关节长期浸泡在水中，可能会因为生锈等原因而无法转动，从而使得曝气器不能正常提升到水面。以上3种失效形式，经过近年来的新技术的应用，已经得到很大的改善，使得曝气器的使用寿命可达5年左右。

动态曝气器的失效形式则有：由于疲劳或腐蚀等原因，曝气头各部件（如圆罩、旋混筒、旋混圈等）之间的连接件断裂或松脱，而造成曝气头解体或脱落；配气管断裂；配气管一般采用UPVC等非金属管材，管子与管子，管子与管件多用胶水粘连，一旦粘接不牢，容易从粘连处脱落和漏气。这3种失效形式一般可以通过合理选型，正确选材，严把质量关等方法来避免。因此，这种曝气器的使用寿命较长，可达8～10年。

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实际应用

摇臂式微孔曝气器因为有氧利用率高、检修方便等优点，较多应用在生产负荷较重、污水水质较恶劣的一级生化系统；固定式动态曝气器则因为有氧利用率稍低但可以长期保持，检修困难但使用寿命长的特点，一般应用在生产负荷较低，污水水质较好的二级生化系统。

曝气器的种类非常多，经过不断的更新和发展，其结构和性能更是有着日新月异的变化。本文介绍的只是其中极少的几种，所作的论述也只是根据本地区的有限几家污水处理场的情况而作，一些看法带有很大的片面性和局限性。

其实，曝气器的选用依据各有侧重，主要考虑下列因素：

①空气扩散装置应具有较高的氧利用率和动力效率，具有较好的节能效果；

②不易堵塞，出现故障易排除，便于维护管理；

③构造简单，便于安装，工程造价及装置本身成本都较低。

此外，还应考虑污水的水质，地区条件以及曝气池型、水深等。

目前符合上述3点因素的曝气器，*软管式曝气器。
1、PVC中、微孔曝气软管，正常使用气量范围（0.5~2.5立方/小时·米）氧转移率在（12~30%）。适应传统的“A/O”及“A/A/O/O”等等一切需要曝气装置的工艺。
2、TPU微孔曝气软管，正常使用气量范围（0.5~1立方/小时.米）氧转移率在（45~53%）。
适合德国引进的“生物倍增”、“生物积效”、“低溶氧”等工艺。还有提标改造曝气装置的。
3、PVC中、微孔曝气软管，设有进气、空气分配管以及末端集水、排水管，可以将由于装置开开停停时渗透到曝气器内的积水及时排出，做到了曝气软管的免维修，保证了曝气软管长达十多年的正常使用。
4、TPU曝气软管可以采用抽拉式的安装方式，万一软管有损伤，可以不放水随机抽取更换。也可以采取设排水系统的固定式安装，目前有记录的污水厂，已安全运行6年，没有一根软管损坏而更换。
5、由于曝气软管的构造非常简单，安装尤其方便，工程造价及装置本身成本都是可控的，操作空间较大。

格栅的主要工艺参数有哪些?

(1)格栅的主要工艺参数有栅距、过栅流速和水头损失。栅距即相邻两根栅条间的距离，栅距大于40mm的为粗格栅，栅距在20～40mm之间的为中格栅，栅距小于20mm的为细格栅。

 (2)过栅流速是指污水流过栅条和格栅渠道的速度。过栅流速不能太大，否则有可能将本应拦截下来的软性杂物冲过去，过栅流速太小，又可能使污水中粒径较大的砂粒在栅前渠道中沉积下来。

 (3)污水过栅水头损失指的是格栅前后的水位差，它与过栅流速有关。如果过栅水头损失增大，说明过栅流速增大，此时有可能是过栅水量增加，更有可能是格栅局部被堵死，需要及时清理。过栅水头损失减少，说明过栅流速降低，需要注意采取措施防止栅前渠道内积砂。

格栅选型应考虑哪些原则?

(1)格栅分人工格栅和机械格栅两种，为避免污染物对人体产生的毒害和减轻工人劳动强度、提高工作效率及实现自动控制，应尽可能采用机械格栅。污水中含有油类等可释放挥发性可燃性气体时，机械格栅的动力装置应有防爆设施。

(2)要根据污水的水质特点如pH值的高低、固形物的大小等确定格栅的具体形式和材质。

(3)大型污水处理厂一般要设置两道格栅和一道筛网，格栅栅条间距应根据污水的种类、流量、代表性杂物种类和尺寸大小等因素来确定，既满足水泵构造的要求，同时满足后续水处理构筑物和设备的要求。道使用粗格栅(50～100mm)或中格栅(20～4omm)，第二道使用中格栅或细格栅(4～10mm)，第三道为筛网(<4mm)。

(4)常用格栅栅条断面形状有边长20mm正方形、直径20mm圆形、10mm×50mm矩形、一边半圆头的10mm×50mm矩形和两边半圆头的1omm×50mm矩形等5种。圆形栅条水力条件好、水流阻力小，但刚度较差、容易受外力变形。因此在没有特殊需要时采用矩形断面。

(5)格栅一般安装在处理流程或泵站的进水口处，位属咽喉，为保证安全，要有备用单元或其他手段以保证在不停水情况下对格栅的检修。

(6)为保护动力设备，机械格栅一般安装在通风良好的格栅间内，大中型格栅问要配置安装吊运设备，便于设备检修和栅渣的日常清除。

格栅安装的基本要求有哪些?

(1)格栅前的渠道应保持5m以上的直管段，渠道内的水流速度为0.4～0.9m/s，流过栅条的速度为0.6～1.0m/s。

(2)放置格栅的渠道与栅前渠道的连接，应有一个小于20°的展开角。

(3)格栅的安装角度，人工清渣时为45°～60°，机械清渣时多为70°～90°。

(4)通过格栅的水头损失，一般为0.08～0.15m，因此，栅后渠道比栅前相应降低0.08～0.15m。

(5)格栅有效过水面积是按设计流量下过栅流速0.6～1.0m/s计算而得的，但格栅总宽度不小于进水管渠宽度的1.2倍。

(6)格栅上部必须设置栅顶工作平台，其高度高出栅前设计水位0.5m以上。工作台设栏杆等安全设施和冲洗设施，两侧平台过道应不小于0.7m，正面过道宽度在人工清渣时不应小于1.2m，机械清渣时不小于1.5m。