曝氣是指人為通過適當設(shè)備向生化曝氣池中通入空氣,以達到預(yù)期的目的。曝氣不僅使池內(nèi)液體與空氣接觸充氧,而且由于攪動液體,加速了空氣中氧向液體中轉(zhuǎn)移,從而完成充氧的目的;此外,曝氣還有防止池內(nèi)懸浮體下沉,加強池內(nèi)有機物與微生物與溶解氧接觸的目的,從而保證池內(nèi)微生物在有充足溶解氧的條件下,對污水中有機物的氧化分解作用。曝氣裝置的好壞,不僅影響污水生化處理效果,而且直接影響到處理場占地,投資及運行費用。
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上海歌頓環(huán)保曹振國:曝氣系統(tǒng)能耗約占好氧系統(tǒng)總能耗的70%,因而討論曝氣系統(tǒng)是極其有必要的。曝氣方式主要有微孔曝氣、粗孔曝氣、散泡曝氣、射流曝氣和表面曝氣等。個人比較熟悉的是微孔曝氣和射流曝氣。
南京瑞潔特膜科技周保昌:那不同曝氣方式的主要特點是什么?適用范圍以及使用壽命。
正環(huán)能源馮祥軍:個人經(jīng)驗,如出水水質(zhì)要求達到一級A標準,曝氣系統(tǒng)能耗約占全廠能耗的30%-50%,一般膜片曝氣器使用壽命5年,剛玉8年。
曝氣有穿孔曝氣管、曝氣軟管、雙螺旋曝氣、旋混式曝氣、膜片微孔曝氣、剛玉曝氣、射流曝氣等。
上海歌頓環(huán)保曹振國:進口微孔EPDM,PU膜片,水質(zhì)不同,使用壽命2-5年,射流15年以上。
碧州環(huán)保倪巍:市政污水處理水量大,不適合射流曝氣,射流曝氣更適合于工業(yè)廢水的處理,尤其是在高硬度工業(yè)廢水的處理中優(yōu)勢明顯。
濱海新區(qū)垃圾發(fā)電廠王勇:射流曝氣也適用于垃圾滲濾液的處理,但是能耗偏高。
謝海松:射流曝氣的低壓射流,普拉克、科爾庭,用于膜片容易堵塞的廢水,譬如造紙廢水、含鈣高的工業(yè)廢水等;不容易堵塞的廢水用膜片式,主要由于其止回功能,能耗低的特點,氧利用率高;剛玉、陶瓷式容易堵塞,但阻力小,能耗低,適用于連續(xù)曝氣的大型污水處理廠;表面曝氣氧化溝工藝用用較多,傳統(tǒng)表曝世界上應(yīng)用越來越少;粗孔曝氣雖然氧利用率低,但可以應(yīng)用于低濃度廢水的處理或接觸氧化工藝,容易堵塞的廢水也可采用旋混粗孔曝氣;表面上看轉(zhuǎn)刷、轉(zhuǎn)碟、倒傘等曝氣能耗大,但完全混合的作用間接減少了能耗;低壓射流曝氣由于混合液的回流而提高了整個系統(tǒng)耐沖擊負荷的能力;因而,在選擇曝氣方式的時候,不可偏向任何一種形式,而是從水質(zhì)特點、工藝特點、能耗、安裝運行維護、清洗頻率和使用壽命等方面出發(fā)綜合考慮。
成都中科能環(huán)黃超:個人以為還需要結(jié)合水質(zhì)特點、氣候等因素考慮污泥膨脹的問題。
美尚生化陳國樑:污泥膨脹的問題能否通過精確曝氣解決?簡單說,就是當進水負荷變高時,自動提高曝氣量,進水負荷變低時,自動降低曝氣量。
上海昊滄謝磊:在精確曝氣系統(tǒng)中,對鼓風(fēng)機的控制主要是控制總氣量,還需要對閥門控制進行氣量分配。
中通環(huán)保機械戈廣源:目前這幾種曝氣器阻力損失怎么樣?
謝海松:個人認為膜片式的阻力與橡膠特性有關(guān),橡膠的拉伸率越高,阻力越小,但是阻力越小對配氣系統(tǒng)的要求也越高,設(shè)計或使用的不合理均容易造成曝氣不均。
上海歌頓環(huán)保曹振國:射流曝氣器技術(shù)主要可分為兩派,一是以美國技術(shù)(MTS等)為代表的傳統(tǒng)射流噴嘴;二是以德國技術(shù)(科爾庭、拜耳等)為代表的高壓射流噴嘴。傳統(tǒng)射流射流孔徑大,不易堵塞,但效率相對較低。高壓射流孔徑小,有堵塞結(jié)垢風(fēng)險。傳統(tǒng)射流不設(shè)喉管與擴張段,高壓射流設(shè)扁形喉管,增大氣液更新面積,美國的氣水比約為2:1,德國的約為4:1,但美國射流泵比德國射流泵揚程小一半,所以總的軸功率相差不多。
正環(huán)能源馮祥軍:我建設(shè)和運行了幾個市政污水廠,用過橡膠膜片和剛玉微孔曝氣器。膜片從第三年開始有破的,一般5年全部更換一次。剛玉曝氣器從第三年開始阻力增加,但用酸清洗后解決阻力問題。有的剛玉曝氣器可以用到8年,酸洗后能繼續(xù)使用。微孔曝氣器的缺點是正常運行時如果破裂,維護難度大,浪費空氣量。微孔曝氣器的冷凝水管容易斷裂,造成漏氣。
膜片曝氣阻力損失:
剛玉曝氣阻力損失:
偉明環(huán)保馮柳松:國內(nèi)的氣水比大多較國外大一倍多。
國環(huán)清華程林波:氣水比主要還是看水質(zhì)和運行水平,運行管理好氣水比普遍較低。
中德清潔水創(chuàng)新中心陳陽:射流效率在什么范圍?
上海歌頓環(huán)保曹振國:傳統(tǒng)射流噴嘴6m水深時效率2.4左右,德國拜耳9m水深時效率能保持在2.75左右。
南京瑞潔特膜科技周保昌:設(shè)計安裝維護有什么特別需要注意的地方?
綠水廖文:射流曝氣對曝氣池的設(shè)計有什么要求?
上海歌頓環(huán)保曹振國:射流曝氣池深在6m以上比較合適,個人建議池深控制在7m-9m。
正環(huán)能源馮祥軍:微孔膜片曝氣空氣管中始終有冷凝水,無法從曝氣頭擠出,需專設(shè)冷凝水管,而冷凝水管也容易斷,管式朝下安裝和射流曝氣則不存在這個問題。此外,底部安裝的微孔曝氣器存在著需清空曝氣池水才能檢修的問題,這對于連續(xù)運行的市政污水處理廠是極其不便的,如做可提升微孔曝氣則造價太高,現(xiàn)在是調(diào)用潛水員更換,費用也挺高。
上海歌頓環(huán)保曹振國:可采用提升微孔曝氣或者懸掛式曝氣鏈,但是前者需要吊車,后者需要劃船,還是不太方便的。
美尚生化陳國樑:射流的噴嘴如若堵塞,是否可以沖洗?
上海歌頓環(huán)保曹振國:如果是異物堵塞,如木塊或塑料碎片,可以通過射流配套的反沖洗系統(tǒng)沖洗清除堵塞物,發(fā)沖洗系統(tǒng)在水管中添加反沖洗管支路,并配以閥門即可。
地衛(wèi)環(huán)保劉龍:反沖洗還是容易堵塞,建議射流曝氣器進水管之前加設(shè)過濾器,預(yù)處理也可設(shè)格柵篩網(wǎng)。
謝海松:精確曝氣在調(diào)整系統(tǒng)時,考慮阻力(壓力表現(xiàn))來控制曝氣組件,避免曝氣釋放不均勻。
上海美尚生化衛(wèi)錚:精確曝氣的前提是一定要保證出水穩(wěn)定達標。簡單的說就是當進水負荷變高時,能夠自動提高曝氣量,保證出水水質(zhì)達標;當進水負荷變低時,能夠自動降低曝氣量,產(chǎn)生節(jié)能效果。精確曝氣只是我們實現(xiàn)工藝控制的手段,但不是目的,最終要保證工藝穩(wěn)定和出水達標,在以上條件都達到的情況下,再來尋找節(jié)能空間。
正環(huán)能源馮祥軍:微孔曝氣器在池底壞掉了確實很討厭,做可提升的造價又高,現(xiàn)在都是潛水員更換,也挺貴的。
上海歌頓環(huán)保曹振國:射流的汽水比的概念:引射氣量與射流工作液流量的比值。
上海昊滄謝磊:在精確曝氣系統(tǒng)中,很關(guān)鍵的對鼓風(fēng)機的控制。閥門的選擇需要根據(jù)具體工藝形式。我們針對SBR做的精確曝氣,通過對閥門的控制,解決了邊進水邊曝氣的精確控制。
上海美尚生化衛(wèi)錚:對風(fēng)機控制是控制總量,還要對閥門控制進行呢氣量分配。
上海歌頓環(huán)保曹振國:經(jīng)典型射流的射流孔徑比較大,不易堵塞,缺點是效率比德國的稍低。德系的射流孔徑小,一寸以下有堵塞結(jié)構(gòu)風(fēng)險。拜耳扁口說是提高了氣液更新面積。
正環(huán)能源馮祥軍:精確曝氣的前提應(yīng)該是先有效利用這個系統(tǒng),風(fēng)機和曝氣器處于最佳狀態(tài),然后再調(diào)節(jié)風(fēng)量。
智慧水務(wù)韓少唐:生物處理工藝是目前廣為采用的污水處理技術(shù),其過程是一個復(fù)雜的生化過程,曝氣控制(溶解氧控制)是其中一個非常重要的環(huán)節(jié)。不同的工藝,對曝氣控制方式也有所不同,但是在幾乎所有的采用生物處理工藝的污水廠中,曝氣始終是最重要的能耗環(huán)節(jié)。從一些國內(nèi)的污水處理廠耗電量來,曝氣占據(jù)了總耗電量的50-70%,所以曝氣系統(tǒng)是整個污水廠節(jié)能降耗運行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
AVS(Aeration Volume control System)精確曝氣系統(tǒng)是一個智能控制系統(tǒng),旨在為生物處理工藝提供精確曝氣,即實現(xiàn)精確溶解氧(DO)控制。AVS的核心是生物處理過程建模(ASM模型)和鼓風(fēng)曝氣精確配氣調(diào)節(jié),在控制過程中其模型會根據(jù)系統(tǒng)的在線數(shù)據(jù)進行自動的優(yōu)化調(diào)整。
北京金控智慧水務(wù)楊斌:我們有一個觀點:無論什么樣的曝氣控制技術(shù),都離不開穩(wěn)定的自控系統(tǒng)。
上海美尚生化衛(wèi)錚:美尚生化環(huán)境技術(shù)的生物池優(yōu)化系統(tǒng),內(nèi)建有國際水協(xié)ASM2D模型,通過對污水廠進水負荷(水質(zhì)+水量)以及進水各組分之間的關(guān)系,實時在線計算整個生物池優(yōu)化運行參數(shù),其中包括各個控制區(qū)域的溶解氧設(shè)定值,內(nèi)回流量設(shè)定值,外回流量設(shè)定值,加藥除磷設(shè)定值,外加碳源設(shè)定值等。
上海歌頓環(huán)保曹振國:雙模理論,氣液界面更新利于傳質(zhì),更新速率對傳氧的效率重要。普通水面與大氣接觸面積固定,所以傳質(zhì)差。要么曝氣,要么把液體拋灑空氣中,總之增加氣體和液體的接觸面積。微孔氣泡小,就是接觸面積大。
山東地衛(wèi)環(huán)保劉龍:射流曝氣對工業(yè)廢水確實不錯,尤其是硬度高的區(qū)域優(yōu)勢明顯。
南京瑞潔特膜科技 周保昌:德國這種曝氣系統(tǒng)個人覺得較為先進,更換方便。
上海歌頓環(huán)保曹振國:自吸式的射流曝氣效率太低。射流必須做到6米以上才好。
上海碧州環(huán)保倪巍:自吸式應(yīng)用范圍非常窄。
謝海松:我見過的如煤化工廢水、造紙中的的白板紙射流應(yīng)用不錯,硬度高同時結(jié)垢比較厲害的地方有優(yōu)勢。
正環(huán)能源馮祥軍:垃圾滲濾液也用射流。底部安裝微孔曝氣器存在清空池子檢修的問題,比較討厭,特別是市政污水廠,要求365天連續(xù)運行。
濱海新區(qū)垃圾發(fā)電廠王勇:我這邊垃圾滲濾液用的射流曝氣,就是能耗太高。
謝海松:8米甚至10米的曝氣用射流都好。
上海歌頓環(huán)保曹振國:鼓風(fēng)式射流曝氣系統(tǒng),風(fēng)機是必須的
山東地衛(wèi)環(huán)保劉龍:射流曝氣進水管前必須加過濾器。
正環(huán)能源馮祥軍:微孔曝氣器的進氣也要加過濾器。感覺污水處理廠對曝氣器不是很重視,重視水泵、風(fēng)機、脫水機那些大設(shè)備了。確實曝氣器又脆弱,又關(guān)鍵。10萬噸污水廠投資1.3億,曝氣器才100萬。
山東地衛(wèi)環(huán)保劉龍:其實曝氣器是污水處理穩(wěn)定運行的最關(guān)鍵因素,要不然甲乙雙方都等著頭疼。一是用提升裝置,二是選擇合適的曝氣器。
正環(huán)能源馮祥軍:同樣的氣量,管式的與水接觸面積大,盤式和球形的,空氣都集中在一起。
本次交流的總結(jié)以圖文并茂的形式向大家展示目前在水處理應(yīng)用中的幾個主要曝氣設(shè)備以及部分介紹了智慧曝氣的相關(guān)知識,對于智慧曝氣的認識還需要更深入理解,期待下次的進一步交流。
珂沅環(huán)保KY-MBR系列一體化膜生物反應(yīng)器 出水水質(zhì)好,優(yōu)于中水水質(zhì)標準。適合用于1-500m3/d中小型規(guī)模的污廢水處理和回用。
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