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射流曝气技术在废水处理中的应用

发表时间: 2020-11-16 13:51:51

作者: 宜兴市轩航环保科技有限公司

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射流曝气器是向生化废水中提供足够溶解氧的关键设备,它的充氧性能不仅影响生化效果,而且直接影响运行费用。射流曝气技术的应用与完善,关键在于射流曝气器的研究与发展。常规射流器由于充氧能力和动力效率较低,限制了该技术的推广应用。因此,针对现有射流器的不足之处研制开发新型射流器,使射流曝气技术得到进一步推广应用。

   曝气技术广泛应用在工业废水的好氧生物处理中 ,主要有机械曝气、鼓风曝气、射流曝气。其中射流曝气是利用射流曝气器将气流或气-液混合流导入曝气池,以增加液体中氧含量的系统,由于其一系列优点而得到较为广泛的应用。射流曝气作为一种曝气充氧方法,从20世纪40年代开始应用到废水处理中,至今已有60多年的历史。

射流曝气技术简介

1、射流器的结构射流曝气系统的核心设备是射流曝气器。射流曝气器是利用射流紊动扩散作用来递能量和质量的流体机械和混合反应设备,它由空气吸气管、空气分配腔、混合液分配腔、射流器、混合液进入管部件构成。

  图中是一个典型的单喷嘴射流器结构,也是废水生化处理中常用的射流曝气器的一部分。 射流器结构: 1.动力流体入口;2.导流环;3.动力喷嘴;4.空气吸入口;5. 混合腔;6.扩散腔;7.混合液出口。

2、射流曝气的基本原理

        射流器采用文丘里原理,工作水泵出水通过射流器的导流环进入动力喷嘴, 由于口径变小,液体以高的速度从动力喷嘴喷射出来,高速流动的液体在空气吸入口形成局部真空,通过空气吸入口吸入(或压入)的大量空气,在压力的作用下被分割成大量微小的气泡,与水形成混合体。气液混合体在混合腔充分混合,通过扩散腔向外排出,其速度减慢,压力增强,形成喷射流,对废水进行搅拌充氧。

        气泡经多次切割,喷射扰动后,变成无数的细小气泡,其表面积很大,使空气中的氧更易快速溶解于水中。由于气泡直径小,上升速度缓慢,从而延长了大气中氧气溶解于水的时间,促使废水和氧气充分混合接触,氧化废水中的还原性物质,杀灭大部分还原菌和其它一些厌氧菌,进而达到处理废水的目的。

3、 废水生物处理中射流曝气的独特作用

        射流曝气作为一种曝气充氧方法,它的作用不仅仅是作为一种气泡扩散充氧装置(如鼓风曝气中的各种空气扩散装置),也不能单纯看作是一种机械曝气设备,而是介于两者之间,利用气泡扩散和水力剪切两个作用达到曝气和混合的目的。

        实际上,在活性污泥法废水处理系统中,由于通常采用废水与活性污泥的混合物作为工作介质,当吸入(或压入)空气后在射流器的动力喷嘴处发生相当剧烈的混合作用。这一混合作用一方面进行着气-液-固(活性污泥)之间的紊动扩散与能量交换及气-液-固三相间的转移过程,还有更加突出的是发生在被高速剧烈紊动“切割”得非常细微的气泡、活性污泥的微小颗粒以及废水(液相)中有机物这三者之间的生物学上的作用。

       因此,要评价射流曝气用于活性污泥法的作用,如果仅仅作为曝气充氧装置来理解就没有充分反映这一综合过程的全部机理。这一综合过程的机理应当理解为在活性污泥微生物存在的条件下,发生在射流器动力喷嘴部分的高速紊动过程中的生物学特性与三相间物理力学特性的综合过程。

        气体经高速水流吸入后经动力喷嘴压缩,气、液相剧烈混合,此时气泡刚形成,吸氧率高;气泡进一步在管道中受剧烈揽动,粉碎成细微气泡,使气、液接触面积大,也提高吸氧率。尤其是当工作介质为废水与活性污泥混合物时, 动力喷嘴的紊动搅拌作用不只限于微小气泡对废水的充氧作用,同时还发生气-固、液-固间等多方面的作用,特别是当活性污泥被“切割”成非常细小的颗粒,无疑将大大增加活性污泥的表面更新率与吸附表面积,从而使活性污泥的细小絮状体能与气泡中的氧及废水中的有机物有充分的接触吸附作用,使吸附能力大大提高。这是其它类型曝气设备所不能达到的。

 

4、射流曝气技术的主要性能特点

射流曝气法与其它曝气方法的区别在于其核心设备射流曝气器。射流曝气法的优点:

(1)射流曝气器混合搅拌作用强,具有较高的的充氧能力、氧利用率和氧动力转移效率。

(2)构造简单、、无备品备件、使用寿命长、工作可靠、运转灵活、便于调节、不易堵塞、易维修管理。

(3)当采用自吸式射流曝气器时,可取消鼓风机,消除噪音污染。

(4) 在射流曝气器动力喷嘴内,由于射流的紊动及能量交换作用,形成了剧烈的混掺现象,不仅在瞬间(10-2s)完成氧从气相向液相中的转移,而且射流曝气的工作水流是进水和回流污泥的混合液或曝气池混合液,因此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应,这是一个在特定条件下发生的快速生物反应与三相间传质的综合过程。

(5)提高了污泥的活性,基质降解常数较其它活性污泥法高。

(6)所需曝气时间短,土建投资省,运转费用低,占地面积小。

射流曝气器是向生化废水中提供足够溶解氧的关键设备,它的充氧性能不仅影响生化效果,而且直接影响运行费用。射流曝气技术的应用与完善,关键在于射流曝气器的研究与发展。常规射流器由于充氧能力和动力效率较低,限制了该技术的推广应用。因此,针对现有射流器的不足之处研制开发新型射流器,使射流曝气技术得到进一步推广应用。


射流曝气技术在废水处理中的应用
射流曝气器是向生化废水中提供足够溶解氧的关键设备,它的充氧性能不仅影响生化效果,而且直接影响运行费用。射流曝气技术的应用与完善,关键在于射流曝气器的研究与发展。常规射流器由于充氧能力和动力效率较低,限制了该技术的推广应用。因此,针对现有射流器的不足之处研制开发新型射流器,使射流曝气技术得到进一步推广应用。
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