污水处理工艺优缺点分析及应用研究

王玲

摘要：由于工业废水成分的多样性，往往需要通过几种方法组成的处理系统才能达到所需的排放标准。污水处理按采用的方法手段分类，可分为物理法、化学法、物理化学法和生物法四种。生物法是利用废水中的微生物的代谢作用分解水中可降解的有机物的一种方法，是当今世界最普遍的一种水处理方法。

关键词：污水处理；曝气器；生物法；优缺点；应用

污水处理 （sewage treatment，wastewater treatment）：為使污水达到排水某一水体或再次使用的水质要求，并对其进行净化的过程。现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理。曝气器的型式多样，种类繁多。生物法是指微生物在污水中对有机物进行氧化，分解的新陈代谢过程。活性污泥，生物滤池，生物转盘，氧化塘，厌气消化等。本文针对石化厂污水的特点，介绍常见曝气器在石化厂污水处理中的应用，分析优缺点和应用范围。

1污水处理工艺应用

1.1 概述

生物处理法根据参与作用的微生物的需氧情况，可分为好氧法和厌氧法两大类。一般情况，好氧法比较适用于较低浓度污水，如石化厂污水，而厌氧法较适用于处理污泥和较高浓度的污水。好氧生物处理法可分为活性污泥法和生物膜法两大类。活性污泥法是水体自净的人工强化方法，是一种依靠活性污泥工作主体来去除污水中有机物的方法。存在于活性污泥中的好氧微生物必须在有氧气存在的条件下才能起作用。在污水处理生化系统的曝气池中，充氧效率与好氧微生物生长量成正相关性。为保证有充足的供氧，必须依靠一种设备来完成，例如曝气器。

1.2 曝气原理。曝气是使空气与水强烈接触的一种手段，其目的在于将空气中的氧溶解于水中，或者将水中不需要的气体和挥发性物质放逐到空气中。 曝气设备正是基于这种目的而在污水处理中被广泛采用的。

1.3 曝气类型与曝气器的功能。曝气类型大体分为两类，一类是鼓风曝气，一类是机械曝气。鼓风曝气是采用曝气器（扩散板或扩散管）在水中引入气泡的曝气方式。一般石化厂的污水处理多采用这种方式。所有的曝气设备，都应该满足下列三种功能：第一产生并维持有效的气水接触，并且在生物氧化作用不断消耗氧气的情况下保持水中一定的溶解氧浓度；第二在曝气区内产生足够的混合作用和水的循环流动；第三维持液体的足够速度，以使水中的生物固体处于悬浮状态。

2 鼓风曝气设备

鼓风曝气系统由鼓风机、曝气器和一系列连通的管线组成。鼓风机将空气通过一系列管道输送到安装在池底部的曝气器，通过曝气器，使空气形成不同尺寸的气泡。气泡在曝气器出口形成，尺寸则取决于曝气器的形式，气泡经过上升和随水循环流动，最后在液面处破裂，这一过程产生氧向污水中转移的作用。鼓风系统的曝气器主要分为微气泡、中气泡、大气泡、水力剪切、水力冲击及空气升液等类型。

2.1 微气泡曝气器

微气泡曝气器也称微孔曝气器，按照安装的型式，可分为提升式微孔曝气器及固定式微孔曝气器。提升式微孔曝气器主要由微孔曝气管、活动摇臂、提升机等三部分组成。其工作原理是：空气从微气泡曝气管后盖的通气孔进入曝气管，曝气管的管壁上密布者许多细小的孔隙，管内空气在压力差的作用下，从管壁的孔隙中扩散出来，在污水形成许许多多微小的气泡，并造成水的紊流，从而达到了将空气中的氧溶入水中的目的。微孔曝气管的形式有很多，目前较为常用的有两种：一种是普通曝气管，采用多孔性材料如陶粒、粗瓷等掺以适当的如酚醛树脂一类的粘剂，在高温下烧结成为扩散板、扩散管和扩散罩的形式。这种管壁在烧结过程中产生许多极微小的孔隙，它的主要特点是能产生微小的气泡，气泡直径约 0.1 ～0.2mm 气、液接触面积大，氧利用率高，一般可达到20～25%；其缺点是气压损失较大，易堵塞，送入的空气需经过滤处理，易损坏，一旦损坏，氧利用率就开始快速下降。另一种是管式膜片微孔曝气管。这种曝气管的安装方式与前一种基本一样，但其自身的结构却有很大的区别，它是由一个用 ABS 或 UPVC 制成的管子作为布气管，管壁上开有通风孔，布气管外周覆盖着合成橡胶制成的膜片，膜片被金属卡子固定在管子上。在合成橡胶膜片上用激光等方法打出均匀分布的孔眼。曝气时，空气通过管壁上的通气孔进入膜片与管壁之间，在压缩空气的作用下，使膜片微微鼓起，孔眼张开，达到布气扩散的目的。停止供气，气压消失后，膜片本身在弹性作用下使孔眼自动闭合，由于水压的作用，膜片压实在管壁上。因此，污水不会倒流而堵塞孔眼。

2.2 动态曝气器

动态曝气器是一种新型的曝气器，属固定安装式的微气泡曝气器，它由圆罩、旋混筒、旋混圈、套接头抱箍和配气管组成。动态曝气器采用了“大孔排气泡布气”技术，将引入曝气器内的空气分别进行正旋和反旋导流， 由两个不同方向旋流作用下，在套筒旋混筒内形成一个瞬间连续局部反应的气液强化旋混区。由旋混旋流作用所产生的大量气泡，再经圆罩阻挡扩散作用之后，均匀密布的向上产生气泡。总的来说，动态曝气器是由大孔双向旋混，套筒强化旋混和圆罩阻挡扩散等各种结构作用，使气相在液相中碰撞、剪切和分割，从而形成混合性扩散。由于动态曝气器采用了大孔排气，即使停风停压后，污水倒流进曝气器和配气管中，也不会造成排气孔堵塞，从而从根本上解决了曝气器堵塞的问题，可长期保持氧利用率不发生变化。但由于产生气泡的直径较大，氧利用率相微孔曝气器要低，一般在15～19%之间。与动态曝气器的结构和性能类似的还有旋混曝气器。

2.3 摇臂微孔曝气器与动态曝气器的对比

除上面所讲的气泡直径、氧利用率、是否易堵塞等不同之处外，两者在安装方式上也不同：摇臂微孔曝气器为可活动式安装，当曝气器需要更换或检修时，可用提升机将曝气器从水中拉出来，在池面进行施工检修，不影响同池其他曝气器的工作，不需要停池净水，检修成本低，工作量少。动态曝气器为固定式安装，一经安装完成后，便不可以移动，如果某间曝气池需要检修，就必须停止该池的运行，并且将池内的污水和淤泥等杂物清除后，方可施工。检修成本较高。

3 结束语

曝气器的种类非常多，经过不断的更新和发展，其结构和性能更是有着日新月异的变化。本文介绍的只是其中极少的几种，所作的论述也只是根据本地区的有限几家污水处理场的情况而作。

参考文献

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