分體式射流曝氣器的研制及其在城市污水處理中的應用.pdf

1、目前國內小城鎮(zhèn)發(fā)展過程中水污染問題日益突出，潛在危害很大，一旦成 為普遍性問題，將很難控制，根治起來也非常困難，因此防治小城鎮(zhèn)的水污染 是我國今后發(fā)展中必須解決的問題。本文結合“小城鎮(zhèn)環(huán)境保護關鍵技術研究 及設備開發(fā)”課題，針對目前國內小城鎮(zhèn)污水處理的特點，提出一種合理的污 水處理技術——射流曝氣SBR脫氮除磷工藝。 根據課題研究需要，本文提出了一種新結構的射流曝氣器 (屬自吸式)，本 文稱為分體式射流曝氣器，這種結構的提出

2、源于筆者在進行反應器內部流場數 值模擬時的發(fā)現(xiàn)：在反應器內部，曝氣器斜向噴射比直向噴射攪動范圍更大， 能量利用更為合理，故設計了一個布水器，可以使氣水混合物斜向均勻出流， 減少反應器內部死區(qū)，并進一步剪切氣泡，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布水器，形式上可以分離，檢修時方便拆分，這 不同于傳統(tǒng)的結構形式。有了這個思路之后，本文采用商用 CFD 軟件 PHOENICS3.5.1數值仿真技術進行射流曝

3、氣器設計 (60噸/小時)，并在上海同 壹水泵廠進行了清水吸氣試驗，研究三個結構參數長徑比、喉嘴比和吸嘴比對 吸氣性能的影響規(guī)律，得到了本項研究的最佳結構參數，試驗結果證明本射流 器吸氣量大，在噴射壓力為1.6kg，工作水深為 7m時，吸氣量達900～1100 L/min， 而且氣泡質量高，攪拌范圍大，基于試驗研究結果，進行了三個參數的敏感性 分析，確定了它們對吸氣性能影響的主次關系。 為了進一步研究射流曝氣技術處理污水的效

4、果，在上海東區(qū)水質凈化廠搭 建了一套射流曝氣SBR污水處理中試裝置，反應器高8米，直徑2.2米，污水 日處理量在20～80m3范圍內可調，通過中試現(xiàn)場試驗，來保證研究成果的實用 價值。在這套試驗裝置上，進行了反應器內部流動特性的數值仿真、射流曝氣 器運行參數(噴射壓力、工作水深及循環(huán)流量)的試驗研究和運行參數的敏感 性分析，為后續(xù)污水試驗制定調節(jié)方案提供了依據，在此基礎上，進行射流曝 氣好氧SBR 工藝處理城市污水的試驗，主

5、要研究改變曝氣時間、氣水比對COD、 氨氮的處理效果，接下來進行射流曝氣脫氮除磷 SBR 工藝處理城市污水的試驗 研究，主要研究在不同的充水比和反應時間條件下，該工藝對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 工藝具有水質適應性好，處理穩(wěn)定，出水水質好，污泥負荷和容積負荷高，水 力停留時間短和污泥沉降性能好等特點，同時通過運行費用，出水水質，管理 維修和污泥情況等方面的可行

6、性分析，表明本項技術應用于小城鎮(zhèn)污水處理工 程是可行的。 整項課題研究產生了一定的經濟效益和環(huán)境效益，具有5項創(chuàng)新性研究， 分別是：1)分體式射流曝氣器的研制，2)新型的設計思路——CFD數值仿真 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)場試驗研究，取得主要研究成果三項：1)一整套射流曝氣脫氮除磷SBR反應 器和應用推薦工藝參數，該成果在國內小城鎮(zhèn)污水處理工程中應用是可行的， 是有前途

7、的；2)研制成功分體式射流曝氣器，目前正在申請國家發(fā)明專利，本 射流器吸氣量大，經過同濟大學環(huán)境保護產品質量監(jiān)督檢驗中心鑒定，本射流 器動力效率達1.98kgO2/Kwh，成果現(xiàn)將應用于上海達源環(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計方法。同時還取得了16 個主要的研究結論，不僅對國內該研究領域起到了資料補充的作用，還為國內 小城鎮(zhèn)污水處理提供了一種可供選擇的實用的處理技術，并為污水處理工程，