城市污水處理工藝技術(shù)方案選擇中的關(guān)鍵因素

摘 要：城市污水主要污染物成份基本都是容易被微生物分解的物質(zhì)。在城市污水處理工藝技術(shù)方案中，采用曝氣充氧培養微生物對有機污染物質(zhì)進(jìn)行分解，這一基本原理都是相同的。一般都是采取初沉、曝氣、二沉、回流或排出的工藝流程；近年來(lái)還出現了曝氣、二沉、回流或排出的三合一體間歇式曝氣工藝。城市污水屬于可生化處理的中性污水，工藝技術(shù)要求并不太復雜，而城市污水處理工藝技術(shù)方案的關(guān)鍵因素是曝氣技術(shù)的選用。

城市污水主要污染物成份基本都是容易被微生物分解的物質(zhì)。在城市污水處理工藝技術(shù)方案中，采用曝氣充氧培養微生物對有機污染物質(zhì)進(jìn)行分解，這一基本原理都是相同的。一般都是采取初沉、曝氣、二沉、回流或排出的工藝流程；近年來(lái)還出現了曝氣、二沉、回流或排出的三合一體間歇式曝氣工藝。城市污水屬于可生化處理的中性污水，工藝技術(shù)要求并不太復雜，而城市污水處理工藝技術(shù)方案的關(guān)鍵因素是曝氣技術(shù)的選用。

1.   曝氣技術(shù)的重要地位

曝氣充氧是城市污水處理工藝運行中最重要的技術(shù)保障手段，也是工藝運行的動(dòng)態(tài)控制核心；在城市污水處理運行費用中，動(dòng)力消耗所占比例約為80%，而曝氣充氧能耗又要占裝置總動(dòng)力消耗的約80%；由此可見(jiàn)，所選用的曝氣形式及技術(shù)在城市污水處理工藝技術(shù)方案中的重要地位。

2.   曝氣技術(shù)的基本分類(lèi)

2.1 傳統的分類(lèi)

曝氣技術(shù)傳統的分類(lèi)方法是按照設備性質(zhì)區分的，分為三種基本形式。
表面曝氣——采用機械運動(dòng)的方法，使水體表面不斷更新與空氣接觸；表面曝氣分為葉輪表面曝氣與轉刷(盤(pán))表面曝氣兩種。
射流自吸——利用水體的射流作用吸入空氣。
鼓風(fēng)曝氣——風(fēng)機鼓風(fēng)經(jīng)曝氣器擴散向水體中輸入空氣(或純氧)。

2.2 按照流體運動(dòng)性質(zhì)的新分類(lèi)

曝氣技術(shù)的實(shí)質(zhì)就是使氣相中的氧向液相中轉移，傳統的分類(lèi)方法難以反映曝氣技術(shù)的實(shí)質(zhì)問(wèn)題。使氣相中的氧轉移為液相中的溶解氧，是通過(guò)流體運動(dòng)形成氣液接觸界面而完成的；因此，按照流體運動(dòng)性質(zhì)分類(lèi)則可以反映出曝氣技術(shù)的實(shí)質(zhì)問(wèn)題。以流體運動(dòng)性質(zhì)來(lái)分類(lèi)，可以分為下述兩種基本形式。

2.2.1 液相流體主動(dòng)運動(dòng)型

葉輪和轉刷(盤(pán))表面曝氣是采用制造液相流體的水躍而形成氣液接觸界面；射流曝氣是依靠射流液相流體吸入氣相流體而形成氣液接觸界面，這些均是屬于液相流體主動(dòng)運動(dòng)型，其技術(shù)特征是：
動(dòng)能作用于重質(zhì)液相流體運動(dòng)；
輕質(zhì)氣相流體是被動(dòng)接觸；
在葉輪或轉刷(盤(pán))攪動(dòng)處、射流口附近產(chǎn)生局部連續的氣液接觸界面。

2.2.2 氣相流體主動(dòng)運動(dòng)型

鼓風(fēng)曝氣是由風(fēng)機輸送氣相流體，經(jīng)曝氣器的擴散作用以升泡運動(dòng)的方式形成氣液接觸界面，這就是屬于氣相流體主動(dòng)運動(dòng)型，其技術(shù)特征是：
動(dòng)能作用于輕質(zhì)氣相流體運動(dòng)；
重質(zhì)液相流體是被動(dòng)接觸；
由升泡的上升運動(dòng)，可以產(chǎn)生立體續的氣液接觸界面。

2.3 新的分類(lèi)必然帶來(lái)新的認識

分類(lèi)是科學(xué)技術(shù)中的基本問(wèn)題，先進(jìn)的分類(lèi)方法必然會(huì )要帶來(lái)新的認識，從而有利于促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步，優(yōu)化工藝技術(shù)方案的選擇。曝氣技術(shù)按流體運動(dòng)性質(zhì)分類(lèi)，由分類(lèi)的區別可以進(jìn)一步認識下面兩個(gè)問(wèn)題。同時(shí)可以查看中國污水處理工程網(wǎng)更多技術(shù)文檔。

2.3.1 氣相和液相的主動(dòng)運動(dòng)與被動(dòng)接觸

氣相與液相兩種流體相混，究竟是讓哪一種流體主動(dòng)運動(dòng)為好？如果技術(shù)上無(wú)特殊要求，那就只有一個(gè)動(dòng)能作用的對象問(wèn)題；一類(lèi)是制造水躍（重質(zhì)液相主動(dòng)運動(dòng)，輕質(zhì)氣相是被動(dòng)接觸），另一類(lèi)是制造升泡（輕質(zhì)氣相主動(dòng)運動(dòng)，重質(zhì)液相是被動(dòng)接觸）。由于液相流體與氣相流體兩者質(zhì)量相差近千倍，其機械運動(dòng)損耗的差異是顯而易見(jiàn)的。

2.3.2 氣液接觸界面的局部連續與立體連續

在曝氣技術(shù)中，液相流體主動(dòng)運動(dòng)類(lèi)型有如下三種基本形式：

葉輪攪動(dòng)曝氣池水體表面；

轉刷或轉盤(pán)轉動(dòng)處產(chǎn)生水躍；

射流流出。

由曝氣池立體性質(zhì)方面看，上述三種液相流體主動(dòng)運動(dòng)所形成的氣液接觸面，都具有一個(gè)共同的特征就是“局部連續”；即僅只在被攪動(dòng)的水體表面或射流口附近產(chǎn)生氣液接觸界面。

氣相流體主動(dòng)運動(dòng)則不同，空氣由曝氣池池底在重力推動(dòng)之下以升泡的形式向上作運動(dòng)，升泡在上升過(guò)程中要不斷與水體產(chǎn)生接觸，因此其形成的氣液接觸界面就是“立體連續”。

3.   鼓風(fēng)曝氣是曝氣技術(shù)的發(fā)展趨勢

在城市污水處理工藝技術(shù)中，有越來(lái)越多的工程技術(shù)人員認識到了鼓風(fēng)曝氣技術(shù)具有動(dòng)能消耗合理和充氧效率高的優(yōu)點(diǎn)，因此鼓風(fēng)曝氣技術(shù)在城市污水處理工藝技術(shù)中越來(lái)越得到普遍的應用。

4.   終端設備是鼓風(fēng)曝氣技術(shù)的關(guān)鍵

鼓風(fēng)曝氣技術(shù)的終端是關(guān)鍵設備氣流擴散裝置——曝氣器。鼓風(fēng)機經(jīng)管道鼓入曝氣池的氣相流體，最終是由曝氣器對氣流的擴散而產(chǎn)生起氧傳遞作用的氣液接觸界面；曝氣充氧效率、曝氣運行可靠程度的長(cháng)久性、氧傳遞均衡性與氧供給長(cháng)期穩定性等等曝氣技術(shù)性能如何，完全是要取決于曝氣終端設備（曝氣器）的功能作用。

5.   微孔曝氣器

微孔曝氣器是采用微孔孔性定勢的方法使氣流充分擴散。由于微孔曝氣器在清水條件中檢測可以表現出很好的充氧形態(tài)與指標，新安裝后在污水處理工藝運行初期微孔曝氣器的技術(shù)性能也會(huì )表現較好。
“微孔”阻力大易堵塞，這是由孔性定勢改變不了的事物性質(zhì)。在污水處理的實(shí)際工藝運行中，目前還不可能對曝氣器的效率進(jìn)行測定，微孔曝氣器在清水條件表現出的效果，在污水條件的長(cháng)期工藝運行中還會(huì )是那樣好嗎？根據對眾多的污水處理裝置實(shí)地調查，微孔曝氣器在長(cháng)期實(shí)際運行中；存在孔眼與孔膜堵塞現象，存在孔板與孔膜沖壞后出現破壞均衡性的“集中泡涌”情況，有清洗和更換的維修煩惱等等；微孔曝氣器在污水處理的長(cháng)期實(shí)際工藝運行中表現的可靠性并不十分理想。

6.   旋混曝氣器

本世紀九十年代初，我們就開(kāi)始著(zhù)手研究曝氣器的氣流擴散問(wèn)題，經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗研究與運行實(shí)踐經(jīng)驗的總結，確立了采用阻力小且無(wú)堵塞的大孔排氣結構，經(jīng)旋流、旋混與倒齒等多種結構擴散作用產(chǎn)生細泡的曝氣技術(shù)，生產(chǎn)制造了“旋混曝氣器”。從近年在湖南與廣東兩地的應用情況來(lái)看，旋混曝氣器突出表現了效率高、可靠性好、對長(cháng)期穩定運行有保障的優(yōu)點(diǎn)，深得用戶(hù)的好評�！按罂着艢饧毰莶細狻笨隙〞�(huì )成為一項跨世紀的好技術(shù)。來(lái)源：谷騰水網(wǎng)