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射流曝氣技術如何在工程化工行業使用 |
| 發布時間：2012/10/17 發布人：管理員 |
曝氣技能廣泛使用在生計污水和工業廢水的好
氧生物處置中[1],首要有機械曝氣、鼓風曝氣、射流曝氣。其間射流曝氣是使用射流曝氣器將氣流或氣-液混合流導入曝氣池,以添加液體中氧含量的體系,因為其一系列長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40時代開端
使用到廢水處置中,至今已有60多年的前史。
1射流曝氣技能簡介
1.1射流器的布局
射流曝氣體系的中間設備是射流器。射流器是使用射流紊動分散作用來傳遞能量和質量的流體機械和混合反響設備,它由噴嘴、吸氣室、喉管及分散管等部件構成[2]。圖1是一個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,作業水泵出水經過射流器的噴嘴,跟著噴嘴直徑變小,液體以極高的速度從噴嘴噴宣布來,高速活動的液體穿過吸氣室進入喉管,在喉管構成有些真空,經過導氣管吸入(或壓入)的很多空氣進入喉管后,在噴水壓力的作用下被切開成很多纖細的氣泡,與水構成混合體。氣液混合體經過分散管向外排出,其速度減慢,壓力增強,構成強力噴發流,對廢水拌和充氧。氣泡經屢次切開,噴發擾動后,變成很多的纖細氣泡,其外表積很大,使空氣中的氧更易疾速溶解于水中。因為氣泡直徑小,上升速度緩慢,然后延長了大氣中氧氣溶解于水的時刻,促進廢水和氧氣充沛混合觸摸,氧化廢水中的復原性物質,殺滅大多數復原菌和其它一些厭氧菌,進而到達處置廢水的意圖[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備(如鼓風曝氣中的各種空氣分散設備),也不能單純看作是一種機械曝氣設備,而是介于兩者之間,使用氣泡分散和水力剪切兩個作用到達曝氣和混合的意圖[4]。實踐上,在活性污泥法廢水處置體系中,因為一般選用廢水與活性污泥的混合物作為作業介質,當吸入(或壓入)空氣后在射流器的喉管內發作適當劇烈的混合作用。這一混合作用一方面進行著氣-液-固(活性污泥)之間的紊動分散與能量交流及氣-液-固三相間的搬運進程,還有愈加杰出的是發作在被高速劇烈紊動“切開”得十分纖細的氣泡、活性污泥的纖細顆粒以及廢水(液相)中有機物這三者之間的生物學上的作用。因而,要評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備來了解就沒有充沛反映這一歸納進程的悉數機理。
這一歸納進程的機理應當了解為在活性污泥微生物存在的條件下,發作在射流器喉管有些的高速紊動進程中的生物學特性與三相間物理力學特性的歸納進程。氣體經高速水流吸入后經喉管緊縮,氣、液相劇烈混合,此刻氣泡剛構成,吸氧率高;氣泡進一步在管道中受劇烈攬動,粉碎成纖細氣泡,使氣、液觸摸面積增大,也進步吸氧率。尤其是當作業介質為廢水與活性污泥混合物時,喉管的紊動拌和作用不只限于纖細氣泡對廢水的充氧作用,一起還發作氣-固、液-固間等多方面的作用,特別是當活性污泥被“切開”成十分纖細的顆粒,無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絮狀體能與氣泡中的氧及廢水中的有機物有充沛的觸摸吸附作用,使吸附才能大大進步。這是其它類型曝氣設備所不能到達的[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備射流曝氣器。射流曝氣法的長處:(1)射流曝氣器混合拌和作用強,具有較高的的充氧才能、氧使用率和氧動力搬運功率。(2)結構簡略、作業牢靠、作業靈敏、便于調理、不易阻塞、易修理辦理。(3)當選用自吸式射流曝氣器時,可取消鼓風機,消除噪音污染。(4)在射流曝氣器喉管內,因為射流的紊動及能量交流作用,構成了劇烈的混摻表象,不只在霎時(10-2s)完結氧從氣相向液相中的搬運,并且射流曝氣的作業水流是進水和回流污泥的混合液或曝氣池混合液,因而在混合液內迅速地進行著泥(微生物)-水(有機物)-氣(溶解氧)三者間的傳質與生化反響,這是一個在特定條件下發作的疾速生物反響與三相間傳質的歸納進程[1]。(5)進步了污泥的活性,基質降解常數較其它活性污泥法高。(6)所需曝氣時刻短,土建出資省,作業費用低,占地面積小。
2射流曝氣技能在工業廢水處置中的使用開展
2.1國外射流曝氣技能的開展
國外用射流曝氣技能作為廢水生化處置可以追溯到20世紀40時代。1947年美國的DOW化學公司將射流曝氣法用于規劃為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,作業介質為二沉池出水或曝氣池混合液[5]。20世紀五六十時代,射流曝氣法在國外使用得更多,并逐步成為繼鼓風曝氣和機械曝氣后的第3類曝氣法[5]。
1968年德國的拜耳化學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],射流器設在曝氣池底部,池深4.8m,吞沒深度4.2mm。其運轉參數為: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,充氧動力功率2.95kg/(kW·h)。但這種設備的缺陷是結構比擬復雜,制作、設備、檢修比擬艱難。
20世紀80時代以來,德國拜耳和赫司特兩大
化工公司先后完結了選用高塔—射流曝氣活性污泥法處置化工廢水的擴建進程,日處置廢水量別離為1.6×105m3(工業廢水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行曝氣。這兩種壓力供氣射流器聯系高塔型(水深25～30m)的反響器,強化了氧的散布、溶解和使用,有用地避免了氣泡并聚,進步了氧的使用率,在水深17m的條件下充氧動力功率到達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,進水BOD5為136mg/L,處置后出水BOD5為4.7mg/L。
2.2國內射流曝氣技能的開展
國內對射流曝氣技能的研討和使用始于20世紀70時代,首要用在中小型廢水處置設備中[8]。1978年以來,同濟大學等單位對城市及工業廢水的處置工藝、活性污泥生物學特性進行了較為體系的綢印染廢水。北京市政設計院研討了“II型射流器”的充氧功能,并在生物觸摸法中使用了射流器,處置感光膠片出產中的涂布廢水和地毯染紗廢水[6]。20世紀90時代末,清華大學的孟立新開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日本同類產品的水平,并實踐使用到SBR工藝中。同一時期,北京工業大學和中國環境科學院協作研制開發的氧化溝用供氣式射流曝氣器,也到達了國外同類產品的水平[8]。然后,西安交通大學環境科學與工程中間、陜西科技大學造紙環保研討所和陜西清源環保工程有限公司,在吸收國內外技能的基礎上,自主研制開發了新一代節能型生物曝氣體系———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有限公司2000m3/d歸納廢水生物處置工程、日本獨資洛川伊天果汁有限公司20000m3/a濃縮果汁項目廢水處置工程等多項工程。
3射流曝氣技能在我國工業廢水處置中的使用實例
3.1在醬油加工廢水處置中的使用牡丹江市調味廠日排放出產廢水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品,還有微量洗滌劑、消毒劑。廢水首要來自包裝車間、出產車間的制曲、發酵回淋等出產工段[9]。
該廠選用水解酸化—射流曝氣—煤渣吸附工藝處置廢水,其工藝流程見圖2。
其間曝氣池尺度:3.0m×3.0m×3.5m,有用容積45m3,池中設備一個射流曝氣器,噴嘴直徑20mm,充氧才能30m3/h。
?表1廢水處置作用
項目COD/(mg·L-1)ρ(SS)/(mg·L-1)ρ(NH3-N)/(mg·L-1)色度(稀釋倍數)
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)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,按序批式運轉,總有用容積為457m3,選用的曝氣設備是作業液總流量為320m3/h的16支自吸式射流曝氣器。運轉成果表明,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,沒有沉積表象發作[8]。該工程已于1997年11月正式竣工檢驗。檢驗前,武漢市東西湖區環境監測站取樣檢測COD,檢測成果:處置設備進出口COD均勻值別離為869.18,46.28mg/L。
該成果表明,COD總去除率在95%左右,其間氧化溝的去除率在90%左右,到達了預期的作用。檢驗后,當進水COD到達1500mg/L時,出水COD仍小于100mg/L。 |
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