分體式射流曝氣器的研制及其在城市污水處理中的應(yīng)用.pdf

1、目前國(guó)內(nèi)小城鎮(zhèn)發(fā)展過(guò)程中水污染問(wèn)題日益突出，潛在危害很大，一旦成 為普遍性問(wèn)題，將很難控制，根治起來(lái)也非常困難，因此防治小城鎮(zhèn)的水污染 是我國(guó)今后發(fā)展中必須解決的問(wèn)題。本文結(jié)合“小城鎮(zhèn)環(huán)境保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)研究 及設(shè)備開(kāi)發(fā)”課題，針對(duì)目前國(guó)內(nèi)小城鎮(zhèn)污水處理的特點(diǎn)，提出一種合理的污 水處理技術(shù)——射流曝氣SBR脫氮除磷工藝。 根據(jù)課題研究需要，本文提出了一種新結(jié)構(gòu)的射流曝氣器 (屬自吸式)，本 文稱為分體式射流曝氣器，這種結(jié)構(gòu)的提出

2、源于筆者在進(jìn)行反應(yīng)器內(nèi)部流場(chǎng)數(shù) 值模擬時(shí)的發(fā)現(xiàn)：在反應(yīng)器內(nèi)部，曝氣器斜向噴射比直向噴射攪動(dòng)范圍更大， 能量利用更為合理，故設(shè)計(jì)了一個(gè)布水器，可以使氣水混合物斜向均勻出流， 減少反應(yīng)器內(nèi)部死區(qū)，并進(jìn)一步剪切氣泡，提高氧利用率。所謂分體，主要是 指射流器尾管的后部加裝一個(gè)布水器，形式上可以分離，檢修時(shí)方便拆分，這 不同于傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式。有了這個(gè)思路之后，本文采用商用 CFD 軟件 PHOENICS3.5.1數(shù)值仿真技術(shù)進(jìn)行射流曝

3、氣器設(shè)計(jì) (60噸/小時(shí))，并在上海同 壹水泵廠進(jìn)行了清水吸氣試驗(yàn)，研究三個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)長(zhǎng)徑比、喉嘴比和吸嘴比對(duì) 吸氣性能的影響規(guī)律，得到了本項(xiàng)研究的最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)，試驗(yàn)結(jié)果證明本射流 器吸氣量大，在噴射壓力為1.6kg，工作水深為 7m時(shí)，吸氣量達(dá)900～1100 L/min， 而且氣泡質(zhì)量高，攪拌范圍大，基于試驗(yàn)研究結(jié)果，進(jìn)行了三個(gè)參數(shù)的敏感性 分析，確定了它們對(duì)吸氣性能影響的主次關(guān)系。 為了進(jìn)一步研究射流曝氣技術(shù)處理污水的效

4、果，在上海東區(qū)水質(zhì)凈化廠搭 建了一套射流曝氣SBR污水處理中試裝置，反應(yīng)器高8米，直徑2.2米，污水 日處理量在20～80m3范圍內(nèi)可調(diào)，通過(guò)中試現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，來(lái)保證研究成果的實(shí)用 價(jià)值。在這套試驗(yàn)裝置上，進(jìn)行了反應(yīng)器內(nèi)部流動(dòng)特性的數(shù)值仿真、射流曝氣 器運(yùn)行參數(shù)(噴射壓力、工作水深及循環(huán)流量)的試驗(yàn)研究和運(yùn)行參數(shù)的敏感 性分析，為后續(xù)污水試驗(yàn)制定調(diào)節(jié)方案提供了依據(jù)，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行射流曝 氣好氧SBR 工藝處理城市污水的試驗(yàn)，主

5、要研究改變曝氣時(shí)間、氣水比對(duì)COD、 氨氮的處理效果，接下來(lái)進(jìn)行射流曝氣脫氮除磷 SBR 工藝處理城市污水的試驗(yàn) 研究，主要研究在不同的充水比和反應(yīng)時(shí)間條件下，該工藝對(duì)COD、氮(氨氮、 硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮)和磷(總磷和磷酸鹽)的處理效果，研究表明射流曝氣SBR 工藝具有水質(zhì)適應(yīng)性好，處理穩(wěn)定，出水水質(zhì)好，污泥負(fù)荷和容積負(fù)荷高，水 力停留時(shí)間短和污泥沉降性能好等特點(diǎn)，同時(shí)通過(guò)運(yùn)行費(fèi)用，出水水質(zhì)，管理 維修和污泥情況等方面的可行

6、性分析，表明本項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于小城鎮(zhèn)污水處理工 程是可行的。 整項(xiàng)課題研究產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，具有5項(xiàng)創(chuàng)新性研究， 分別是：1)分體式射流曝氣器的研制，2)新型的設(shè)計(jì)思路——CFD數(shù)值仿真 研究；3)吸嘴距的研究；4)大喉嘴距的研究：5)SBR射流曝氣脫氮除磷中試 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究，取得主要研究成果三項(xiàng)：1)一整套射流曝氣脫氮除磷SBR反應(yīng) 器和應(yīng)用推薦工藝參數(shù)，該成果在國(guó)內(nèi)小城鎮(zhèn)污水處理工程中應(yīng)用是可行的， 是有前途

7、的；2)研制成功分體式射流曝氣器，目前正在申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利，本 射流器吸氣量大，經(jīng)過(guò)同濟(jì)大學(xué)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心鑒定，本射流 器動(dòng)力效率達(dá)1.98kgO2/Kwh，成果現(xiàn)將應(yīng)用于上海達(dá)源環(huán)境科技工程有限公司 的工業(yè)廢水處理工程中；3)一套高效射流曝氣器的設(shè)計(jì)方法。同時(shí)還取得了16 個(gè)主要的研究結(jié)論，不僅對(duì)國(guó)內(nèi)該研究領(lǐng)域起到了資料補(bǔ)充的作用，還為國(guó)內(nèi) 小城鎮(zhèn)污水處理提供了一種可供選擇的實(shí)用的處理技術(shù)，并為污水處理工程，