確定微孔曝氣器傳質總系數KLa的探討

論文類型	技術與工程	發表日期	1999-08-01
來源	《中國給水排水》1999年第8期
作者	湯國楨
摘要	湯國楨 (浙江大學應用數學系) 　　曝氣是一種氣—液間質量傳遞過程，在廢水生物處理過程中用于傳氧，在傳氧達到平衡之前存在一個推動力，使氣—液之間發生分子擴散。對于曝氣塘，氣相中的推動力就是氧氣分壓的梯度；在液相中，它就是溶解氧濃度的梯度。但是在多數廢水處理系統中，特別是在采用微孔曝 ...

張朝升(華南建設學院環境工程系)
張永利(華南環境保護科學研究所)

　　屠宰加工廢水是一種高濃度有機廢水，主要含有血液、油脂、碎肉、毛屑以及胃腸沖洗出來的飼料和糞便。排水中約70%的BOD是由血液形成的，水質狀況見表1。

**表1 屠宰廢水水質狀況**
項目	BOD₅（mg/L)	COD(mg/L)	SS(mg/L)	pH	油脂（mg/l)
濃度	400～950	800～2000	600～950	5.39～9.43	200～415
平均值	675	1400	725	6.49	307

1 工藝流程的選擇

1.1 屠宰廢水處理現狀?
　　屠宰廢水因可生化性較好，目前國內、外主要采取生化處理，表2為部分肉聯廠的污水處理情況。

**表2 部分肉聯廠的污水處理情況**
單位	水量（m3/d）	處理方法	BOD5（mg/L）	處理效率（%）
連云港肉聯廠	1000	射流曝氣	500～8001
邯鄲肉聯廠	1000	生物轉筒	300～500	80～90
上海大場肉聯廠	1500	吸附再生	500～2000	90～95
鹽城肉聯廠	1000	射流曝氣	340～530	95～97
廣州神山肉聯廠		SBR法

1.2 工藝流程選擇的原則
　　由于本項試驗的工廠地處北方寒冷地區，在選擇設計方案時要遵循以下幾點原則：?
　　①處理工藝先進合理；?
　　②處理工藝必須效率高、占地小，以減少基建投資；?
　　③操作管理簡單，運行方便，運行費用低；?
　　④處理工藝受環境溫度的影響小，出水達到行業排放標準。
1.3 工藝流程的確定
　　根據廢水的水質情況和設計中要遵循的原則，選擇深井曝氣作為主體處理構筑物。
　　深井曝氣法有如下特點：?
　　①BOD₅負荷和MLSS在一定范圍內變動時，仍能取得穩定的出水水質；
　　②在高負荷下處理效果良好，生物凝聚性、污泥沉淀性能好；
　　③剩余污泥產率低，適宜于高濃度污水；
　　④可以省去初次沉淀池；
　　⑤電費比常規曝氣法省；
　　⑥處理廠占地面積可大大縮小；
　　⑦深井曝氣裝置受地質條件及施工能力的限制。
　　工藝流程見圖1。

2 試驗結果及討論

2.1 試驗結果
　　試驗結果見表3。從表3可以看出，處理效果良好，COD、BOD₅、SS、油脂的出水濃度都達到了國家行業排放標準。

**表3 試驗數據匯總**
項目	COD（mg/L）	BOD5（mg/L)	懸浮物（mg/L）	油脂（mg/L）	pH
進水	600～1600	300～750	600～950	200～415	6.0～8.0
平均值	1100	525	775	307.5	7.0
出水	76～98	30～46	＜20	＜20	7.0～7.5
平均值	87	38
去除率	87%～93%	90～94%	97%	90%

2.2 設計參數
　　深井直徑D＝0.8 m，井深H＝62 m，停留時間4 h，容積負荷＝3.85～10.16 kgBOD₅/(m³·d)，經濟循環流速為1.0 m/s。
2.3 溫度對處理效果的影響　
　　溫度對微生物的生長有重要的作用，中溫菌在15～30 ℃時生長最為適宜，但由于北方特殊的環境氣候，有時水溫達到10 ℃左右，而在這種情況下深井的處理效果仍然很好的一個主要原因是微生物經過了一段時間的馴化和適應，另一個原因是由于深井深達62 m，在地下起到了保溫作用，而更重要的原因是深井曝氣本身的特點：?
　　①深井內氣、液處于1 m/s流速以下即可產生激烈的紊流，雷諾數可達到10⁵～10⁶；
　　②氣泡與水的接觸時間長，傳統曝氣法只有15 s左右，而深井曝氣可長達3～5 min，使氧傳遞速率增大；?
　　③具有其他生物法難于達到的高充氧性能。?
　　深井曝氣的這些特點保證了處理效果的穩定性，體現了深井曝氣法在北方運行的優點。
2.4 有機負荷的影響
　　由于進水濃度呈不穩定狀態，剛開始調試時進水BOD濃度較低，污泥增長緩慢，在增加了進水濃度后，污泥迅速增長。運轉正常以后，BOD₅容積負荷為3.85～10.16 kg/(m³·d)，運行效果十分穩定。
2.5 溶解氧濃度
　　充足的溶解氧可提高微生物的活性，在脫氣池中溶解氧濃度可達到6～7 mg/L，這在普通活性污泥工藝中是達不到的。