邢旭明
珠海南島實(shí)業(yè)發(fā)展公司

　　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(yǎng)微生物對(duì)有機(jī)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(xiàn)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(fù)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(yùn)行中最重要的技術(shù)保障手段，也是工藝運(yùn)行的動(dòng)態(tài)控制核心；在城市污水處理運(yùn)行費(fèi)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(tǒng)的分類(lèi)
　　曝氣技術(shù)傳統(tǒng)的分類(lèi)方法是按照設(shè)備性質(zhì)區(qū)分的，分為三種基本形式。
　　● 表面曝氣——采用機(jī)械運(yùn)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(zhuǎn)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(jī)鼓風(fēng)經(jīng)曝氣器擴(kuò)散向水體中輸入空氣(或純氧)。
　　2.2 按照流體運(yùn)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(zhuǎn)移，傳統(tǒng)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(zhuǎn)移為液相中的溶解氧，是通過(guò)流體運(yùn)動(dòng)形成氣液接觸界面而完成的；因此，按照流體運(yùn)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(yùn)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(yùn)動(dòng)型
　　葉輪和轉(zhuǎn)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(yùn)動(dòng)型，其技術(shù)特征是：
　　● 動(dòng)能作用于重質(zhì)液相流體運(yùn)動(dòng)；
　　● 輕質(zhì)氣相流體是被動(dòng)接觸；
　　● 在葉輪或轉(zhuǎn)刷(盤(pán))攪動(dòng)處、射流口附近產(chǎn)生局部連續(xù)的氣液接觸界面。
　　2.2.2 氣相流體主動(dòng)運(yùn)動(dòng)型
　　鼓風(fēng)曝氣是由風(fēng)機(jī)輸送氣相流體，經(jīng)曝氣器的擴(kuò)散作用以升泡運(yùn)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(yùn)動(dòng)型，其技術(shù)特征是：
　　● 動(dòng)能作用于輕質(zhì)氣相流體運(yùn)動(dòng)；
　　● 重質(zhì)液相流體是被動(dòng)接觸；
　　● 由升泡的上升運(yùn)動(dòng)，可以產(chǎn)生立體續(xù)的氣液接觸界面。
　　2.3 新的分類(lèi)必然帶來(lái)新的認(rèn)識(shí)
　　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(rèn)識(shí)，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(yùn)動(dòng)性質(zhì)分類(lèi)，由分類(lèi)的區(qū)別可以進(jìn)一步認(rèn)識(shí)下面兩個(gè)問(wèn)題。
　　2.3.1 氣相和液相的主動(dòng)運(yùn)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(yùn)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(duì)象問(wèn)題；一類(lèi)是制造水躍（重質(zhì)液相主動(dòng)運(yùn)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(yùn)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(jī)械運(yùn)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(xù)與立體連續(xù)
　　在曝氣技術(shù)中，液相流體主動(dòng)運(yùn)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(zhuǎn)刷或轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)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(yùn)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(xù)”；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(yùn)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(yùn)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(xù)”。

　　3. 鼓風(fēng)曝氣是曝氣技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

　　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(rèn)識(shí)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(yīng)用。

　　4. 終端設(shè)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(shè)備氣流擴(kuò)散裝置——曝氣器。鼓風(fēng)機(jī)經(jīng)管道鼓入曝氣池的氣相流體，最終是由曝氣器對(duì)氣流的擴(kuò)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(yùn)行可靠程度的長(zhǎng)久性、氧傳遞均衡性與氧供給長(zhǎng)期穩(wěn)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(shè)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(shì)的方法使氣流充分?jǐn)U散。由于微孔曝氣器在清水條件中檢測(cè)可以表現(xiàn)出很好的充氧形態(tài)與指標(biāo)，新安裝后在污水處理工藝運(yùn)行初期微孔曝氣器的技術(shù)性能也會(huì)表現(xiàn)較好。
　　“微孔”阻力大易堵塞，這是由孔性定勢(shì)改變不了的事物性質(zhì)。在污水處理的實(shí)際工藝運(yùn)行中，目前還不可能對(duì)曝氣器的效率進(jìn)行測(cè)定，微孔曝氣器在清水條件表現(xiàn)出的效果，在污水條件的長(zhǎng)期工藝運(yùn)行中還會(huì)是那樣好嗎？根據(jù)對(duì)眾多的污水處理裝置實(shí)地調(diào)查，微孔曝氣器在長(zhǎng)期實(shí)際運(yùn)行中；存在孔眼與孔膜堵塞現(xiàn)象，存在孔板與孔膜沖壞后出現(xiàn)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(zhǎng)期實(shí)際工藝運(yùn)行中表現(xiàn)的可靠性并不十分理想。

　　6. 旋混曝氣器

　　本世紀(jì)九十年代初，我們就開(kāi)始著手研究曝氣器的氣流擴(kuò)散問(wèn)題，經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)研究與運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，確立了采用阻力小且無(wú)堵塞的大孔排氣結(jié)構(gòu)，經(jīng)旋流、旋混與倒齒等多種結(jié)構(gòu)擴(kuò)散作用產(chǎn)生細(xì)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(yīng)用情況來(lái)看，旋混曝氣器突出表現(xiàn)了效率高、可靠性好、對(duì)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行有保障的優(yōu)點(diǎn)，深得用戶(hù)的好評(píng)。“大孔排氣細(xì)泡布?xì)狻笨隙〞?huì)成為一項(xiàng)跨世紀(jì)的好技術(shù)。

　　7. 旋混曝氣器與微孔曝氣器技術(shù)特性差異比較

序 內(nèi) 容 旋混曝氣器 微孔曝氣器 01 工作原理 大孔排氣，排氣孔>∮5mm，采用結(jié)構(gòu)作用的方法獲得細(xì)泡。 微孔排氣，采用微孔孔性定勢(shì)的方法獲得細(xì)泡。 02 運(yùn)行水深 >3.0m >3.0m 03 運(yùn)行風(fēng)壓 ≈85％ 100％ 04 阻力損耗 ≈30Pa(大孔，通暢性不受阻礙，長(zhǎng)期運(yùn)行保持不變。) ≈3000Pa(微孔，隨孔隙堵塞或孔膜老化而變化。) 05 運(yùn)行狀況 細(xì)泡均勻密布長(zhǎng)期運(yùn)行保持不變 新機(jī)可以隨運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng)而變化 06 供氣流量 調(diào)控匯范圍寬，排氣穩(wěn)定。 受微孔限制，受孔隙堵塞或孔膜老化影響。 07 充氧性能 只能由清水條件新機(jī)檢測(cè)，所測(cè)定的參數(shù)符合[建設(shè)部CJ/T3015.4-1996]軟管微孔曝氣器指標(biāo)，在污水條件中運(yùn)行其可靠性與穩(wěn)定性長(zhǎng)期保持不變。 只由清水條件新機(jī)檢測(cè)，所測(cè)定的參能數(shù)不能代表在污水條件中運(yùn)行的真實(shí)性，實(shí)際可靠程度與真實(shí)充氧性能要受孔隙堵塞或孔膜老化的影響。 08 設(shè)備材質(zhì) 工程塑料(尼龍)、不銹鋼 軟性材料孔膜、定型材料孔隙 09 孔膜更換 無(wú) 有 10 孔板拆洗 無(wú) 有 11 曝氣點(diǎn)陣 盤(pán)狀散流 長(zhǎng)管狀或盤(pán)狀散流 12 進(jìn)氣除塵 無(wú)要求 有要求 13 固管方式 全水泥無(wú)腐蝕固管 14 平衡布?xì)? 長(zhǎng)期穩(wěn)定不變 孔隙堵塞或孔膜老化使平衡變化 15 存水死角 排氣方式與排泄措施可確保配氣管道運(yùn)行中不出現(xiàn)存水死角 孔隙堵塞,氣流不暢而存水; 孔膜沖壞,供氣失調(diào)而存水。 16 管路布置 有優(yōu)化措施 17 運(yùn)行管理 免清洗、免維修、免更換　 有清洗、有維修、有更換 18 技術(shù)性能 大孔排氣細(xì)泡布?xì)狻? 微孔排氣產(chǎn)生細(xì)泡

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邢旭明
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