豆制品加工厂污水处理设备

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曝气器在污水处理中的应用
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，如乙烯厂污水;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的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。溶解氧的供给量要根据好氧微生物的数量、生li特性、基质性质及浓度来综合考虑。这样，活性污泥才能处在*的降解有机物的状态。根据试验表明，曝气池中溶解氧维持在3～4mg/L为宜，若供氧不足，活性污泥性能差，导致废水处理效果下降。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。
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。换言之，它是促进气体与液体之间物质交换的一种手段。它还有其他一些重要作用，如混合和搅拌。空气中的氧通过曝气传递到水中，氧由气相向液相进行传质转移，这种传质扩散的理论，目前应用较多的是刘易斯和惠特曼提出的双膜理论。
双膜理论认为，在“气水”界面上存在着气膜和液膜，气膜外和液膜外有空气和液体流动，属紊流状态;气膜和液膜间属层流状态，不存在对流，在一定条件下会出现气压梯度和浓度梯度。如果液膜中氧的浓度低于水中氧的饱和浓度，空气中的氧继续向内扩散透过液膜进入水体，因而液膜和气膜将成为氧传递的障°，这就是双膜理论。显然，克服液膜障°有效的方法是快速变换“气液”界面。曝气搅拌正是如此，具体的做法就是：减少气泡的大小，增加气泡的数量，提高液体的紊流程度，加大曝气器的安装深度，延长气泡与液体的接触时间。曝气设备正是基于这种做法而在污水处理中被广泛采用的。

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。一般乙烯厂的污水处理多采用这种方式。机械曝气是指利用叶轮等器械引入气泡的曝气方式。
所有的曝气设备，都应该满足下列3种功能：
①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;
②在曝气区内产生足够的混合作用和水的?环流动;
③维持液体的足够速度，以使水中的生物固体处于悬浮状态。
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，尺寸则取决于空气扩散装置的形式，气泡经过上升和随水?环流动，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。
鼓风曝气设备的主要技术性能指标有：动力效率(Ep)，即每消耗1kW电能转移到混合液中的氧量;氧的利用效率(EA)，即通过鼓风曝气转移到混合液的氧量，占总供氧量的百分比(%)。
微气泡曝气器
微气泡曝气器也称微孔曝气器，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。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3部分组成：①微孔曝气管即由微孔管、前盖、后盖及连接螺栓组成;②活动摇臂是可提升的配管，微孔曝气管安装于支气管上，成栅条状，底座固定在池壁上，活动立管伸入池中，支管落在池底部，并支架支撑在池底部;③曝气器提升机，为活动式电动卷扬机，起吊小车可随意移动，将摇臂提起。
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：一种是由粗瓷或刚玉等烧结而成的普通曝气管，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。

豆制品加工厂污水处理设备曝气生物滤池的主要构造包括池体、滤料、承托层、布气系统、布水装置、反冲洗装置、排水系统。
①池体：
其作用是容纳被处理水和围挡滤料，并承托滤料和曝气装置的重量。其形状有圆形、正方形和矩形(长宽比为1.2~1.5)三种，结构形式有钢制设备（处理水量小）和钢筋混凝土结构（处理水量大）等。为保证反冲洗效果，单池面积不宜太大（≤100m2）。+
②滤料：
是生物滤池的主体，对生物滤池的净化功能有直接影响。因此滤料需具备质坚、高强、耐腐蚀、抗冰冻，较高的比表面积，较大孔隙率，且能就地取材，便于加工、运输等条件。材质可用轻质陶粒、炉渣、石英砂、焦炭、沸石等，以圆形陶粒为佳。粒径为3-6mm，滤层厚度约2.5-4.5m。
③承托层：
作用是支撑滤料，防止滤料流失和堵塞滤头，同时还要保持反冲洗稳定进行。为保证承托层的稳定和配水的均匀性，要求材质具有良好的机械强度和化学稳定性，其形状尽量接近圆形，常用材质为卵石。
④布水系统：包括滤池下部的配水室和滤板上的配水滤头。
对于上流式滤池，配水室的作用是使某一短时段内进入滤池的污水均匀混合，依靠承托滤板和滤头的阻力作用是污水在滤板下均匀、均质分布，并通过滤板上的滤头均匀流入滤料层；除了滤池正常运行布水外，也可作为定期对滤池进行反冲洗时布水用。对于下流式滤池，该布水系统主要用作滤池反冲洗布水和收集净化水用。
配水室组成：缓冲配水区和承托滤板。缓冲配水区初步混匀污水，然后依靠承托板的阻力作用使污水在滤板下均匀、均质分布，并通过滤板上滤头将污水均匀送入滤料层。缓冲配水区在水气联合反冲洗时起到均匀配气作用。
配水滤头：其作用是向滤池均匀配水。
⑤布气系统：工艺布气系统（充氧曝气）和进行气-水联合反冲洗时的供气系统（反冲洗曝气）。

工艺布气系统：保持曝气生物滤池中充足的溶解氧并维持滤池内生物膜高活性。曝气生物滤池一般采用鼓风曝气形式，空气扩散系统一般有穿孔管空气管空气扩散系统和空气扩散系统两种，该装置（EPT）按一定间隔安装在空气管道上，距承托板约0.1~0.15m，空气通过扩散器并流过滤料层是可达30%以上的氧利用率，且不易堵塞。
⑥反冲洗系统：由反冲洗供水系统和反冲洗供气系统组成。
采用气-水联合反冲洗，目的是去除滤池运行过程中界留下的各种颗粒、胶体污染物及老化脱落的微生物膜。联合反冲洗系统的配水配气是通过滤板及固定其上的长柄滤头实现。反冲洗时，反冲洗进气与滤板下形成气垫层，随后空气便从长柄滤头上端的进气孔进入，反冲洗水则由长柄滤头下端进水孔进入。
反冲洗过程一般分为三步：气洗、气水同时反洗、水漂洗。气洗目的是松动滤料层，使滤料层膨胀。气洗强度一般为10~15L/(m2*S)，时间为5min。气水同时反洗目的是将滤料上截留的悬浮物和老化的生物膜冲洗出去，水洗强度为5.0~8.5L/(m2*S)，时间为5~8min。
⑦出水系统：
周边堰出水或单侧堰出水两种。在大中型污水处理厂一般采用单侧堰出水，并将出水堰口出设计成60°斜坡，以降低出水流速。在出水堰口设置栅形稳流板以拦截反冲洗时被出水带出的滤料。
影响曝气生物滤池处理效果的因素
水温：水温是影响微生物生长和生命代谢活性的主要原因，大多数微生物的新陈代谢活动随着温度升高而增强，随温度降低而减弱，水温越低，活性越小。随着温度非下降10℃，生化反应速率将下降一倍。细菌适宜生长繁殖的温度在25~35℃之间，因此在温度较高的夏季，曝气生物滤池的处理效果*，而在冬季水温低，生物膜活性受抑制，处理效果受到影响，出水水质较差。
pH和碱度：微生物的生长和繁殖与污水的pH值有密切关系，pH值的改变可能会引起细胞膜电荷的变化，进而影响微生物对有机物的吸收和微生物代谢过程中酶的活性。对于好氧微生物来说，进水的pH值在6.5~8.5之间较为适宜。硝化反应是一个耗碱过程，其适宜pH值范围7.0~8.5，超出其适宜范围，硝化细菌的活性急剧下降，氨氮的去除率也随之降低。
水力负荷：水力负荷的大小直接影响污水在滤池中的停留时间，水力负荷越小，水力停留时间越长，处理效果越好，反之亦然。