1. 項目概況


某工業園區污水處理廠原用盤式微孔曝氣器。使用三年后，微孔曝氣器堵塞、破損嚴重，嚴重影響了氧利用效率。該污水處理廠在2017年9月對原盤式微孔曝氣器進行了替換改造。旋流式曝氣器近幾年在國內開始興起。旋流曝氣技術起源于日本，并在日本國內有數千項使用案例，旋流曝氣器最長使用壽命可達20多年。


該工業園區污水處理廠了解該技術后，大膽嘗試，在3#、4#氧化溝內采取帶水作業的方式，在不拆除原盤式微孔曝氣器的情況下，安裝了旋流曝氣器(見圖1)。同時大溏污水處理廠在1#、2#氧化溝內采取底部固定的方式，安裝了新的微孔曝氣器(見圖2)。


圖1 帶水安裝旋流曝氣器圖片




圖2 底部拆除微孔曝氣器示意圖片




2. 曝氣設備綜述


旋流曝氣器在工作過程中，氣體從底部法蘭口進入后從緊貼鐘型曲面的 2 個噴嘴噴出形成旋流效果，以極快的速度沿著鐘型壁面向上加速回旋。由于鐘型上側漸漸狹窄，空氣獲得極大的加速度和沖擊力。 由于氣體作用，混合液在筒內、外循環流動，氣液上升過程中，被筒內部結構多次碰撞切割，形成大量超微氣泡，且與周圍的泥水混合物充分混合，增加了氧氣的傳質速率和氧利用率;充分混合的氣水猛力向上沖出，強烈的循環水流使部分小氣泡和水流返回池底，同時使底部淤泥參與循環，因而整個曝氣池內無充氧盲區，實現了曝氣池容積利用最大化。(見圖3)


圖3 旋流曝氣器工作原理




微孔曝氣器是市面上常用的微泡曝氣器，可分為圓盤式曝氣器、管式曝氣器等。其工作原理：膜上用激光均勻開有微孔，鼓風時，空氣進入膜片與支撐管或支撐底座之間，使膜片微微鼓起，孔眼張開，空氣從孔眼逸出，達到空氣擴散的目的。供氣停止，壓力消失，在膜片的彈性作用下，孔眼自動閉合，并且由于水壓的作用，膜片壓實在底座之上，曝氣池混合液不會倒流，孔眼不會堵塞。


3. 旋流曝氣器與微孔曝氣器對比


由于兩種曝氣設備的工作原理、生產材質不同，故兩種曝氣器在性能上有很多不同點。具體不同點見表1。


表1 微孔曝氣器與旋流曝氣器性能對比




4. 運行數據


本項目于2017年9月底正式完成改造工程。其中1#、2#氧化溝采用了停水清池，底部安裝固定的方式，安裝了新的微孔曝氣器，3#、4#氧化溝采用了帶水作業的方式，安裝了新的旋流曝氣器。具體運行數據見表2、 表3。


表2 各氧化溝運行風壓數據




表3 各氧化溝實測DO數據









5. 數據分析


1)壓力


由表1、表2對比可知，旋流曝氣器，運行的風壓遠低于微孔曝氣器，相同的工況下，旋流曝氣器比微孔曝氣器低6KPa以上


2)溶解氧





旋流曝氣器溶解氧上升原因分析：旋流曝氣器是通過帶水安裝的方式完成曝氣池改造工程的。在改造過程中，由于沒有停水清淤，故在3#、4#氧化溝內，其底部污泥含量較多。而微孔曝氣器是通過底部安裝的方式完成曝氣池改造工程的。在改造過程中，由于停水清淤，故在1#、2#氧化溝內，其底部污泥含量較少。


旋流曝氣器會卷吸起底部的泥水混合物，旋流曝氣器會將藏在底部污泥中的部分有機物進一步消化分解，故在運行初期，旋流曝氣器產生的一部分溶解氧用來消解底部的污泥。故在運行初期，安裝旋流曝氣器的3#、4#氧化溝溶解氧不高。隨著旋流曝氣器的穩定運行，池底堆積的污泥進一步消解，氧化溝中額溶解氧進一步上升。博泰達預測，在未來數月內，3#、4#氧化溝內的溶解氧會繼續上升，直至底部污泥消解殆盡。


6. 結論


旋流曝氣器與微孔曝氣器相比，旋流曝氣器可以帶水作業完成改造工程，安裝十分簡便，并且維護更換方便;


在溶解氧方面，在改造項目的使用初期，微孔曝氣器氧溶解氧更高，旋流曝氣器的溶解氧會隨著時間的延伸而升高直至穩定。