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射流曝氣技術(shù)如何在工程化工行業(yè)使用 |
| 發(fā)布時(shí)間：2012/10/17 發(fā)布人：管理員 |
曝氣技能廣泛使用在生計(jì)污水和工業(yè)廢水的好
氧生物處置中[1],首要有機(jī)械曝氣、鼓風(fēng)曝氣、射流曝氣。其間射流曝氣是使用射流曝氣器將氣流或氣-液混合流導(dǎo)入曝氣池,以添加液體中氧含量的體系,因?yàn)槠湟幌盗虚L(zhǎng)處而得到較為廣泛的使用。射流曝氣作為一種曝氣充氧辦法,從20世紀(jì)40時(shí)代開(kāi)端
使用到廢水處置中,至今已有60多年的前史。
1射流曝氣技能簡(jiǎn)介
1.1射流器的布局
射流曝氣體系的中間設(shè)備是射流器。射流器是使用射流紊動(dòng)分散作用來(lái)傳遞能量和質(zhì)量的流體機(jī)械和混合反響設(shè)備,它由噴嘴、吸氣室、喉管及分散管等部件構(gòu)成[2]。圖1是一個(gè)典型的單噴嘴射流器布局,也是廢水生化處置中常用的曝氣用射流器。1.噴嘴;2.吸氣室;3.喉管;4.分散管;5.尾管
1.2射流曝氣的基本原理
射流器選用文丘里噴嘴,作業(yè)水泵出水經(jīng)過(guò)射流器的噴嘴,跟著噴嘴直徑變小,液體以極高的速度從噴嘴噴宣布來(lái),高速活動(dòng)的液體穿過(guò)吸氣室進(jìn)入喉管,在喉管構(gòu)成有些真空,經(jīng)過(guò)導(dǎo)氣管吸入(或壓入)的很多空氣進(jìn)入喉管后,在噴水壓力的作用下被切開(kāi)成很多纖細(xì)的氣泡,與水構(gòu)成混合體。氣液混合體經(jīng)過(guò)分散管向外排出,其速度減慢,壓力增強(qiáng),構(gòu)成強(qiáng)力噴發(fā)流,對(duì)廢水拌和充氧。氣泡經(jīng)屢次切開(kāi),噴發(fā)擾動(dòng)后,變成很多的纖細(xì)氣泡,其外表積很大,使空氣中的氧更易疾速溶解于水中。因?yàn)闅馀葜睆叫?上升速度緩慢,然后延長(zhǎng)了大氣中氧氣溶解于水的時(shí)刻,促進(jìn)廢水和氧氣充沛混合觸摸,氧化廢水中的復(fù)原性物質(zhì),殺滅大多數(shù)復(fù)原菌和其它一些厭氧菌,進(jìn)而到達(dá)處置廢水的意圖[3]。
1.3廢水生物處置中射流曝氣的共同作用
射流曝氣作為一種曝氣充氧辦法,它的作用不只是是作為一種氣泡分散充氧設(shè)備(如鼓風(fēng)曝氣中的各種空氣分散設(shè)備),也不能單純看作是一種機(jī)械曝氣設(shè)備,而是介于兩者之間,使用氣泡分散和水力剪切兩個(gè)作用到達(dá)曝氣和混合的意圖[4]。實(shí)踐上,在活性污泥法廢水處置體系中,因?yàn)橐话氵x用廢水與活性污泥的混合物作為作業(yè)介質(zhì),當(dāng)吸入(或壓入)空氣后在射流器的喉管內(nèi)發(fā)作適當(dāng)劇烈的混合作用。這一混合作用一方面進(jìn)行著氣-液-固(活性污泥)之間的紊動(dòng)分散與能量交流及氣-液-固三相間的搬運(yùn)進(jìn)程,還有愈加杰出的是發(fā)作在被高速劇烈紊動(dòng)“切開(kāi)”得十分纖細(xì)的氣泡、活性污泥的纖細(xì)顆粒以及廢水(液相)中有機(jī)物這三者之間的生物學(xué)上的作用。因而,要評(píng)估射流曝氣用于活性污泥法的作用,若是只是作為曝氣充氧設(shè)備來(lái)了解就沒(méi)有充沛反映這一歸納進(jìn)程的悉數(shù)機(jī)理。
這一歸納進(jìn)程的機(jī)理應(yīng)當(dāng)了解為在活性污泥微生物存在的條件下,發(fā)作在射流器喉管有些的高速紊動(dòng)進(jìn)程中的生物學(xué)特性與三相間物理力學(xué)特性的歸納進(jìn)程。氣體經(jīng)高速水流吸入后經(jīng)喉管緊縮,氣、液相劇烈混合,此刻氣泡剛構(gòu)成,吸氧率高;氣泡進(jìn)一步在管道中受劇烈攬動(dòng),粉碎成纖細(xì)氣泡,使氣、液觸摸面積增大,也進(jìn)步吸氧率。尤其是當(dāng)作業(yè)介質(zhì)為廢水與活性污泥混合物時(shí),喉管的紊動(dòng)拌和作用不只限于纖細(xì)氣泡對(duì)廢水的充氧作用,一起還發(fā)作氣-固、液-固間等多方面的作用,特別是當(dāng)活性污泥被“切開(kāi)”成十分纖細(xì)的顆粒,無(wú)疑將大大添加活性污泥的外表更新率與吸附外表積,然后使活性污泥的纖細(xì)絮狀體能與氣泡中的氧及廢水中的有機(jī)物有充沛的觸摸吸附作用,使吸附才能大大進(jìn)步。這是其它類型曝氣設(shè)備所不能到達(dá)的[4]。
1.4射流曝氣技能的首要功能特色
射流曝氣法與其它曝氣辦法的差異在于其間間設(shè)備射流曝氣器。射流曝氣法的長(zhǎng)處:(1)射流曝氣器混合拌和作用強(qiáng),具有較高的的充氧才能、氧使用率和氧動(dòng)力搬運(yùn)功率。(2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)略、作業(yè)牢靠、作業(yè)靈敏、便于調(diào)理、不易阻塞、易修理辦理。(3)當(dāng)選用自吸式射流曝氣器時(shí),可取消鼓風(fēng)機(jī),消除噪音污染。(4)在射流曝氣器喉管內(nèi),因?yàn)樯淞鞯奈蓜?dòng)及能量交流作用,構(gòu)成了劇烈的混摻表象,不只在霎時(shí)(10-2s)完結(jié)氧從氣相向液相中的搬運(yùn),并且射流曝氣的作業(yè)水流是進(jìn)水和回流污泥的混合液或曝氣池混合液,因而在混合液內(nèi)迅速地進(jìn)行著泥(微生物)-水(有機(jī)物)-氣(溶解氧)三者間的傳質(zhì)與生化反響,這是一個(gè)在特定條件下發(fā)作的疾速生物反響與三相間傳質(zhì)的歸納進(jìn)程[1]。(5)進(jìn)步了污泥的活性,基質(zhì)降解常數(shù)較其它活性污泥法高。(6)所需曝氣時(shí)刻短,土建出資省,作業(yè)費(fèi)用低,占地面積小。
2射流曝氣技能在工業(yè)廢水處置中的使用開(kāi)展
2.1國(guó)外射流曝氣技能的開(kāi)展
國(guó)外用射流曝氣技能作為廢水生化處置可以追溯到20世紀(jì)40時(shí)代。1947年美國(guó)的DOW化學(xué)公司將射流曝氣法用于規(guī)劃為1.85×105m3/d的含酚廢水處置廠,安置了724只射流器,選用壓力供氣,作業(yè)介質(zhì)為二沉池出水或曝氣池混合液[5]。20世紀(jì)五六十時(shí)代,射流曝氣法在國(guó)外使用得更多,并逐步成為繼鼓風(fēng)曝氣和機(jī)械曝氣后的第3類曝氣法[5]。
1968年德國(guó)的拜耳化學(xué)公司選用取得專利的被稱為8/14型射流器(即噴嘴直徑為8mm,混合管直徑14mm)以壓力供氣方法處置化工廢水[6,7],射流器設(shè)在曝氣池底部,池深4.8m,吞沒(méi)深度4.2mm。其運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)為:廢水量720m3/h,空氣量3320m3/h,水深4.2m,氧使用率7.7%,充氧才能340kg/h,耗能115kW·h,充氧動(dòng)力功率2.95kg/(kW·h)。但這種設(shè)備的缺陷是結(jié)構(gòu)比擬復(fù)雜,制作、設(shè)備、檢修比擬艱難。
20世紀(jì)80時(shí)代以來(lái),德國(guó)拜耳和赫司特兩大
化工公司先后完結(jié)了選用高塔—射流曝氣活性污泥法處置化工廢水的擴(kuò)建進(jìn)程,日處置廢水量別離為1.6×105m3(工業(yè)廢水90000m3,市政污水70000m3)和1.0×105m3。它們別離選用取得專利的狹縫射流器和徑向射流噴嘴進(jìn)行曝氣。這兩種壓力供氣射流器聯(lián)系高塔型(水深25～30m)的反響器,強(qiáng)化了氧的散布、溶解和使用,有用地避免了氣泡并聚,進(jìn)步了氧的使用率,在水深17m的條件下充氧動(dòng)力功率到達(dá)3.8kg/(kW·h),體系BOD5的去除率均在90%以上[7]。日本在北九洲市日明廢水處置廠中使用了射流曝氣體系,廢水處置量為75000m3/d,進(jìn)水BOD5為136mg/L,處置后出水BOD5為4.7mg/L。
2.2國(guó)內(nèi)射流曝氣技能的開(kāi)展
國(guó)內(nèi)對(duì)射流曝氣技能的研討和使用始于20世紀(jì)70時(shí)代,首要用在中小型廢水處置設(shè)備中[8]。1978年以來(lái),同濟(jì)大學(xué)等單位對(duì)城市及工業(yè)廢水的處置工藝、活性污泥生物學(xué)特性進(jìn)行了較為體系的綢印染廢水。北京市政設(shè)計(jì)院研討了“II型射流器”的充氧功能,并在生物觸摸法中使用了射流器,處置感光膠片出產(chǎn)中的涂布廢水和地毯染紗廢水[6]。20世紀(jì)90時(shí)代末,清華大學(xué)的孟立新開(kāi)宣布集曝氣與拌和為一體的新式射流器,其清水充氧才能到達(dá)日本同類產(chǎn)品的水平,并實(shí)踐使用到SBR工藝中。同一時(shí)期,北京工業(yè)大學(xué)和中國(guó)環(huán)境科學(xué)院協(xié)作研制開(kāi)發(fā)的氧化溝用供氣式射流曝氣器,也到達(dá)了國(guó)外同類產(chǎn)品的水平[8]。然后,西安交通大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程中間、陜西科技大學(xué)造紙環(huán)保研討所和陜西清源環(huán)保工程有限公司,在吸收國(guó)內(nèi)外技能的基礎(chǔ)上,自主研制開(kāi)發(fā)了新一代節(jié)能型生物曝氣體系———FAS-Jet系列供氣式低壓射流曝氣好氧生物處置體系,并將其成功使用于寧夏沙湖紙業(yè)有限公司2000m3/d歸納廢水生物處置工程、日本獨(dú)資洛川伊天果汁有限公司20000m3/a濃縮果汁項(xiàng)目廢水處置工程等多項(xiàng)工程。
3射流曝氣技能在我國(guó)工業(yè)廢水處置中的使用實(shí)例
3.1在醬油加工廢水處置中的使用牡丹江市調(diào)味廠日排放出產(chǎn)廢水60m3,廢水中首要成分為糧食殘留物、各種微生物排泄的酶和代謝產(chǎn)品,還有微量洗滌劑、消毒劑。廢水首要來(lái)自包裝車間、出產(chǎn)車間的制曲、發(fā)酵回淋等出產(chǎn)工段[9]。
該廠選用水解酸化—射流曝氣—煤渣吸附工藝處置廢水,其工藝流程見(jiàn)圖2。
其間曝氣池尺度:3.0m×3.0m×3.5m,有用容積45m3,池中設(shè)備一個(gè)射流曝氣器,噴嘴直徑20mm,充氧才能30m3/h。
?表1廢水處置作用
項(xiàng)目COD/(mg·L-1)ρ(SS)/(mg·L-1)ρ(NH3-N)/(mg·L-1)色度(稀釋倍數(shù))
處置前700～1300150～28035～5580～350
處置后70～10010～306～1130～46
均勻去除率,%92908587
3.2在飲料加工廢水處置中的使用
武漢江申(百事可樂(lè))飲料有限公司廢水處置工程處置廢水水量為550m3/d,廢水COD為800～1500mg/L,處置體系包羅水解酸化池—觸摸氧化池—序批式氧化溝。其間氧化溝有2座,按序批式運(yùn)轉(zhuǎn),總有用容積為457m3,選用的曝氣設(shè)備是作業(yè)液總流量為320m3/h的16支自吸式射流曝氣器。運(yùn)轉(zhuǎn)成果表明,自吸式射流曝氣器不只滿意了曝氣充氧的需求,并且滿意了拌和推流的需求,曝氣拌和期間溝內(nèi)混合液均勻水平流速大于0.25m/s,活性污泥呈徹底懸浮狀況,沒(méi)有沉積表象發(fā)作[8]。該工程已于1997年11月正式竣工檢驗(yàn)。檢驗(yàn)前,武漢市東西湖區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)站取樣檢測(cè)COD,檢測(cè)成果:處置設(shè)備進(jìn)出口COD均勻值別離為869.18,46.28mg/L。
該成果表明,COD總?cè)コ试?5%左右,其間氧化溝的去除率在90%左右,到達(dá)了預(yù)期的作用。檢驗(yàn)后,當(dāng)進(jìn)水COD到達(dá)1500mg/L時(shí),出水COD仍小于100mg/L。 |
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