射流曝气技术如何在工程化工行业使用

发布时间：2012/10/17 发布人：管理员

　　曝气技能广泛使用在生计污水和工业废水的好
氧生物处置中[1],首要有机械曝气、鼓风曝气、射流曝气。其间射流曝气是使用射流曝气器将气流或气-液混合流导入曝气池,以添加液体中氧含量的体系,因为其一系列长处而得到较为广泛的使用。射流曝气作为一种曝气充氧办法,从20世纪40时代开端
使用到废水处置中,至今已有60多年的前史。
1射流曝气技能简介
1.1射流器的布局
射流曝气体系的中间设备是射流器。射流器是使用射流紊动分散作用来传递能量和质量的流体机械和混合反响设备,它由喷嘴、吸气室、喉管及分散管等部件构成[2]。图1是一个典型的单喷嘴射流器布局,也是废水生化处置中常用的曝气用射流器。1.喷嘴;2.吸气室;3.喉管;4.分散管;5.尾管
1.2射流曝气的基本原理
射流器选用文丘里喷嘴,作业水泵出水经过射流器的喷嘴,跟着喷嘴直径变小,液体以极高的速度从喷嘴喷宣布来,高速活动的液体穿过吸气室进入喉管,在喉管构成有些真空,经过导气管吸入(或压入)的很多空气进入喉管后,在喷水压力的作用下被切开成很多纤细的气泡,与水构成混合体。气液混合体经过分散管向外排出,其速度减慢,压力增强,构成强力喷发流,对废水拌和充氧。气泡经屡次切开,喷发扰动后,变成很多的纤细气泡,其外表积很大,使空气中的氧更易疾速溶解于水中。因为气泡直径小,上升速度缓慢,然后延长了大气中氧气溶解于水的时刻,促进废水和氧气充沛混合触摸,氧化废水中的复原性物质,杀灭大多数复原菌和其它一些厌氧菌,进而到达处置废水的意图[3]。
1.3废水生物处置中射流曝气的共同作用
射流曝气作为一种曝气充氧办法,它的作用不只是是作为一种气泡分散充氧设备(如鼓风曝气中的各种空气分散设备),也不能单纯看作是一种机械曝气设备,而是介于两者之间,使用气泡分散和水力剪切两个作用到达曝气和混合的意图[4]。实践上,在活性污泥法废水处置体系中,因为一般选用废水与活性污泥的混合物作为作业介质,当吸入(或压入)空气后在射流器的喉管内发作适当剧烈的混合作用。这一混合作用一方面进行着气-液-固(活性污泥)之间的紊动分散与能量交流及气-液-固三相间的搬运进程,还有愈加杰出的是发作在被高速剧烈紊动“切开”得十分纤细的气泡、活性污泥的纤细颗粒以及废水(液相)中有机物这三者之间的生物学上的作用。因而,要评估射流曝气用于活性污泥法的作用,若是只是作为曝气充氧设备来了解就没有充沛反映这一归纳进程的悉数机理。
这一归纳进程的机理应当了解为在活性污泥微生物存在的条件下,发作在射流器喉管有些的高速紊动进程中的生物学特性与三相间物理力学特性的归纳进程。气体经高速水流吸入后经喉管紧缩,气、液相剧烈混合,此刻气泡刚构成,吸氧率高;气泡进一步在管道中受剧烈揽动,粉碎成纤细气泡,使气、液触摸面积增大,也进步吸氧率。尤其是当作业介质为废水与活性污泥混合物时,喉管的紊动拌和作用不只限于纤细气泡对废水的充氧作用,一起还发作气-固、液-固间等多方面的作用,特别是当活性污泥被“切开”成十分纤细的颗粒,无疑将大大添加活性污泥的外表更新率与吸附外表积,然后使活性污泥的纤细絮状体能与气泡中的氧及废水中的有机物有充沛的触摸吸附作用,使吸附才能大大进步。这是其它类型曝气设备所不能到达的[4]。
1.4射流曝气技能的首要功能特色
射流曝气法与其它曝气办法的差异在于其间间设备射流曝气器。射流曝气法的长处:(1)射流曝气器混合拌和作用强,具有较高的的充氧才能、氧使用率和氧动力搬运功率。(2)结构简略、作业牢靠、作业灵敏、便于调理、不易阻塞、易修理办理。(3)当选用自吸式射流曝气器时,可取消鼓风机,消除噪音污染。(4)在射流曝气器喉管内,因为射流的紊动及能量交流作用,构成了剧烈的混掺表象,不只在霎时(10-2s)完结氧从气相向液相中的搬运,并且射流曝气的作业水流是进水和回流污泥的混合液或曝气池混合液,因而在混合液内迅速地进行着泥(微生物)-水(有机物)-气(溶解氧)三者间的传质与生化反响,这是一个在特定条件下发作的疾速生物反响与三相间传质的归纳进程[1]。(5)进步了污泥的活性,基质降解常数较其它活性污泥法高。(6)所需曝气时刻短,土建出资省,作业费用低,占地面积小。
2射流曝气技能在工业废水处置中的使用开展
2.1国外射流曝气技能的开展
国外用射流曝气技能作为废水生化处置可以追溯到20世纪40时代。1947年美国的DOW化学公司将射流曝气法用于规划为1.85×105m3/d的含酚废水处置厂,安置了724只射流器,选用压力供气,作业介质为二沉池出水或曝气池混合液[5]。20世纪五六十时代,射流曝气法在国外使用得更多,并逐步成为继鼓风曝气和机械曝气后的第3类曝气法[5]。
1968年德国的拜耳化学公司选用取得专利的被称为8/14型射流器(即喷嘴直径为8mm,混合管直径14mm)以压力供气方法处置化工废水[6,7],射流器设在曝气池底部,池深4.8m,吞没深度4.2mm。其运转参数为:废水量720m3/h,空气量3320m3/h,水深4.2m,氧使用率7.7%,充氧才能340kg/h,耗能115kW·h,充氧动力功率2.95kg/(kW·h)。但这种设备的缺陷是结构比拟复杂,制作、设备、检修比拟艰难。
20世纪80时代以来,德国拜耳和赫司特两大
化工公司先后完结了选用高塔—射流曝气活性污泥法处置化工废水的扩建进程,日处置废水量别离为1.6×105m3(工业废水90000m3,市政污水70000m3)和1.0×105m3。它们别离选用取得专利的狭缝射流器和径向射流喷嘴进行曝气。这两种压力供气射流器联系高塔型(水深25～30m)的反响器,强化了氧的散布、溶解和使用,有用地避免了气泡并聚,进步了氧的使用率,在水深17m的条件下充氧动力功率到达3.8kg/(kW·h),体系BOD5的去除率均在90%以上[7]。日本在北九洲市日明废水处置厂中使用了射流曝气体系,废水处置量为75000m3/d,进水BOD5为136mg/L,处置后出水BOD5为4.7mg/L。
2.2国内射流曝气技能的开展
国内对射流曝气技能的研讨和使用始于20世纪70时代,首要用在中小型废水处置设备中[8]。1978年以来,同济大学等单位对城市及工业废水的处置工艺、活性污泥生物学特性进行了较为体系的绸印染废水。北京市政设计院研讨了“II型射流器”的充氧功能,并在生物触摸法中使用了射流器,处置感光胶片出产中的涂布废水和地毯染纱废水[6]。20世纪90时代末,清华大学的孟立新开宣布集曝气与拌和为一体的新式射流器,其清水充氧才能到达日本同类产品的水平,并实践使用到SBR工艺中。同一时期,北京工业大学和中国环境科学院协作研制开发的氧化沟用供气式射流曝气器,也到达了国外同类产品的水平[8]。然后,西安交通大学环境科学与工程中间、陕西科技大学造纸环保研讨所和陕西清源环保工程有限公司,在吸收国内外技能的基础上,自主研制开发了新一代节能型生物曝气体系———FAS-Jet系列供气式低压射流曝气好氧生物处置体系,并将其成功使用于宁夏沙湖纸业有限公司2000m3/d归纳废水生物处置工程、日本独资洛川伊天果汁有限公司20000m3/a浓缩果汁项目废水处置工程等多项工程。
3射流曝气技能在我国工业废水处置中的使用实例
3.1在酱油加工废水处置中的使用牡丹江市调味厂日排放出产废水60m3,废水中首要成分为粮食残留物、各种微生物排泄的酶和代谢产品,还有微量洗涤剂、消毒剂。废水首要来自包装车间、出产车间的制曲、发酵回淋等出产工段[9]。
该厂选用水解酸化—射流曝气—煤渣吸附工艺处置废水,其工艺流程见图2。
其间曝气池尺度:3.0m×3.0m×3.5m,有用容积45m3,池中设备一个射流曝气器,喷嘴直径20mm,充氧才能30m3/h。
?表1废水处置作用
项目COD/(mg·L-1)ρ(SS)/(mg·L-1)ρ(NH3-N)/(mg·L-1)色度(稀释倍数)
处置前700～1300150～28035～5580～350
处置后70～10010～306～1130～46
均匀去除率,%92908587
3.2在饮料加工废水处置中的使用
武汉江申(百事可乐)饮料有限公司废水处置工程处置废水水量为550m3/d,废水COD为800～1500mg/L,处置体系包罗水解酸化池—触摸氧化池—序批式氧化沟。其间氧化沟有2座,按序批式运转,总有用容积为457m3,选用的曝气设备是作业液总流量为320m3/h的16支自吸式射流曝气器。运转成果表明,自吸式射流曝气器不只满意了曝气充氧的需求,并且满意了拌和推流的需求,曝气拌和期间沟内混合液均匀水平流速大于0.25m/s,活性污泥呈彻底悬浮状况,没有沉积表象发作[8]。该工程已于1997年11月正式竣工检验。检验前,武汉市东西湖区环境监测站取样检测COD,检测成果:处置设备进出口COD均匀值别离为869.18,46.28mg/L。
该成果表明,COD总去除率在95%左右,其间氧化沟的去除率在90%左右,到达了预期的作用。检验后,当进水COD到达1500mg/L时,出水COD仍小于100mg/L。

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