微孔弹性膜片软管曝气器的结构与特点

好氧生物法是污水处理的方法之一,曝气装置是该工艺的主要设备之一,有多种形式。弹性膜片软管曝气器克服了一般曝气器的弱点,采用一种软管作为弹性膜片的支撑管、刚性连接接头、刚性密封头等新结构,其目的是提供了一种曝气均匀、充氧效率高、安装使用时可任意调节曝气器有效曝气长度、避免振动、布置灵活多样、结构简单、使用方便、成本低的曝气器。     

气力输送系统中管道材料及管路布置对能耗的影响

从输送管道的材料、补气方式和供气管路布置3方面对橡胶加工中气力输送系统的耗能进行了分析,提出了超高分子聚乙烯管的节能效果较好;讨论了非可控旁通管、可控旁通管和双辅管3种补气方式的耗能机理以及供气管道的布置对能耗的影响。     

气力输送系统输送管道对能耗的影响

从输送管道的材料、补气方式和供气管路布置三个方面对气力输送中的耗能进行分析,提出了超高分子量聚乙烯管的节能效果较好,并分析了非可控旁通管、可控旁通管和双辅管三种补气方式的耗能机理,以及供气管道的布置对能耗的影响。     

旋转曝气器的曝气充氧性能研究

针对曝气池中的实际充氧情况,提出新的曝气性能指标—充氧均匀性指数,并提出一种新型曝气器旋转曝气器。在长宽高尺寸为600 mm×800 mm×910 mm的有机玻璃曝气池内,以空气-清水为体系,对旋转曝气器的曝气充氧性能进行了研究。主要考察了充氧均匀性指数、氧总传质系数和曝气效率等曝气充氧性能,并与微孔曝气器进行对比。实验结果表明,当曝气流量为1.0~2.5 m~3/h,旋转曝气器和微孔曝气器的氧总传质系数、氧传质速率、氧传质效率和曝气效率很相近;旋转曝气器的充氧均匀性指数介于0.040 4~0.049 4,而微孔曝气器的充氧均匀性指数介于0.054 7~0.127 5。旋转曝气器产生的旋转流场能使气泡在水平面分布更均匀,提高了氧传质效果。     

一体化空气提升SBR处理低C/N农村生活污水研究

实验设计了省却复杂出水装置的一体化空气提升序批式活性污泥反应器(SBR),用于处理低C/N农村生活污水的中试,考察了不同曝气强度、曝气时间以及沉淀时间对反应器净化效果的影响,并考察了反应器的抗冲击负荷。结果表明,综合脱氮除磷以及能耗方面考虑,SBR运行的优化工况为:调控曝气量使DO的质量浓度稳定在3mg/L左右,曝气3 h,沉淀1.5 h,可保证去除效果,且能耗较低,经反应器处理后出水COD、NH4+-N、TN、TP水质指标均可满足GB 18918-2002的二级要求,装置运行半年剩余污泥产量少,储泥池设计可满足1 a排1次泥的要求,维护管理方便且具有较强的抗冲击负荷,为农村分散式生活污水处理提供一种适用技术。     

青岛某污水处理厂微孔曝气系统更新应用实例

青岛市某污水处理厂因生物反应池曝气系统的微孔曝气器老化,导致曝气系统整体氧转移效率下降,造成污水处理厂运行单耗升高。针对该问题,开展了曝气池微孔曝气系统更新改造工程,阐述了曝气系统更新改造过程,总结了工程经验,对比了曝气系统更新改造前后的氧转移效率和系统运行能耗变化。结果表明:更换新曝气器后,试验廊道微孔曝气系统的平均氧转移率从18.41%提高到49.84%;在出水水质均达标的前提下,相比旧曝气系统,新曝气系统的气水比、单耗分别降低32.5%、31.6%,整个污水处理厂的能耗降低8.9%以上。实践表明,当曝气设备达到运行年限时,及时更换微孔曝气器,对污水处理厂的稳定运行和节能降耗有重要意义。     

长期运行期间微孔曝气系统氧传质效率的影响因素及污染控制

微孔曝气因其较高的氧传质效率成为城镇污水处理厂好氧生物处理系统中最常用的曝气技术之一.文中综述了影响微孔曝气氧传质效率的因素,包括工艺条件、污水水质条件、环境因素等.但是,在长期运行过程中,微孔曝气器的污染成为对氧传质效率影响最大的因素.文中对累积于微孔曝气器表面及气孔内的生物污染、有机污染和无机结垢的形成原因进行了总结,探讨其污染机理,以期为微孔曝气系统在污水处理厂的优化运行提供指导.     

不同曝气方式下亚硝化反应器的启动及N2O释放

在常温下〔(20±1)℃〕利用SBR反应器处理低碳氮比实际生活污水,考察连续曝气和间歇曝气方式下亚硝化过程的启动及N_2O的释放。控制SBR反应器DO处于较低水平,并在pH"氨谷"点出现时停止曝气。结果表明,连续曝气和间歇曝气方式分别运行100、75 d后均实现了亚硝化过程。间歇曝气方式下更易实现亚硝化过程。连续曝气和间歇曝气模式下的N_2O转化率分别为12.2%、8.10%。AOB的好氧反硝化过程是N_2O释放的主要途径。间歇曝气模式下的缺氧阶段能够减少好氧段NO_2~-积累,降低好氧反硝化过程底物浓度,减少N_2O释放。     

介绍几种新的曝气装置

<正> 污水处理厂耗电最多的是曝气设备,约占污水处理总耗电量的40％左右。污水厂的节能很重要的一个方面是有效的减少动力。对此,国内外都在探讨耗能低而效率高的曝气设备。下面简单的介绍日本近来研制和使用的新式曝气装置。一、搅拌扩散装置搅拌扩散装置如图1所示。由于机械曝气,池内混合液的搅拌使空气变成微气泡,提高了氧传递效率和动力效率。为节省曝气能量,把搅拌与扩散机能组装在同一轴上,     

带气体分布器表面曝气反应器的气液传质特性

在高径比较大的表面曝气反应器中,由表面吸入的气体较难分散到反应器的底部,为增强反应器的气液传质性能,需要将反应器底部供气和表面曝气的配置优化。在直径380 mm、液位为530 mm的表面曝气反应器中,表观气速为2.45,4.90,7.35 mm/s的条件下,实验测定了3种不同构型的双层桨组合的气液传质系数和搅拌功率。结果表明,表面曝气结合气体分布器供气能有效改善气液反应器内气体的整体混合状况,以较低的功耗达到气体分布均匀、增强气液传质性能的目的。     

污水生物处理基于氧调控的节能策略

在系统回顾污水生物处理活性污泥法的基础上,以生物氧化沟、生物好氧流化床、生物转盘、接触氧化法作为典型工艺案例,论述了通过氧传质来调控工艺过程节能效率的途径,包括气源风机、供风管线与输配、气液传质、液固传质等多步骤。讨论了水质成分/水质结构、表面活性剂、反应器特征、环境因素、工艺变化等因素对氧利用效能的影响,从风机性能与气体输送、工艺创新与反应器结构优化、微生物污泥与运行管理的结合提出基于氧调控的总体节能策略。建议加强科学基础、技术范围、规模放大的理论与实践探索,从污染物削减、碳减排、生态风险等方面提出更加全面的能量约束评价系统技术。     

城市污水处理厂AmOn工艺曝气系统改造

对采用AmOn工艺的贵州省桐梓县污水处理厂曝气系统进行改造,将原有效率较低、能耗较高的射流式曝气器,改用为中高压型三叶罗茨鼓风机及池底微孔曝气盘。改善了出水水质、提高了出水达标排放率保障,大大降低了运行电耗,且减轻了曝气设备的维护、维修工作量。     

污水处理厂鼓风机选型成本因素分析

鼓风机是活性污泥工艺曝气的关键设备。针对污水处理厂建设方和运营方在选择鼓风机时不同的关注点,分析了鼓风机在建设期和运营期内的各项成本因素,提出了全寿命周期成本分析可用于指导鼓风机的选择,并通过工程实例进行了验证。     

Biologische Abwasserreinigungsanlagen

Biological sewage purification plants . In biological sewage purification plants the organic pollutants dissolved in the wastewater are decomposed by bacteria. For the aerobic bacterial metabolism, oxygen and, if necessary, nutrients are fed into the wastewater. For the bio-aeration step in biological sewage purification plants there has been a departure from shallow tanks (water depth 3 to 4 m) with surface aeration and a tendency to deeper tanks requiring installation of underwater pressure-aerating systems, particularly in the industrial sector. The most recent developments are characterized by above ground plant construction (tank construction) with water-depths between 15 and 30 m or by subterranean installations (pipes going down to 100 m). Decisive attempts are made to reduce the amounts of spent air, to save space, to minimize the problems of objectionable odours and sound, and to cut down investment and power costs as far as possible. In order to increase the capacity-time efficiency, to improve accomodation of sudden loading, and to increase the degree of decomposition, more attention is devoted to process control engineering aspects regarding completely mixed reaction space, cascade mode of operation, or tube characteristics. Besides air, pure oxygen is also used for aeration. For particularly critical wastewaters, activated carbon, either in powder or granular form, can be employed. For nitrogen-containing wastewaters a denitrification step is incorporated. The relevant processes and plants currently in use are discussed.     

气升式陶瓷膜过滤过程的气液两相流模拟

采用VOF双流体模型对19通道气升式陶瓷膜过滤装置进行气液两相流的流体动力学模拟,研究了曝气孔直径和曝气量对气升式陶瓷膜过滤装置的气含率、环流液速、膜面剪切力及膜管内湍流强度的影响,模拟结果与实验结果的误差在5%~10%之间。结果表明,气升管与降液管的气含率都随曝气量增大而增大,随曝气孔直径减小而增大;环流液速、膜面剪切力及膜管内的湍流强度都随曝气量增大先增大,当曝气量达到400L·h^-1时其增大趋势变缓。通过实验和模拟比较了3种不同孔径的曝气头,环流液速与曝气孔的直径关系不大,仅与曝气量相关,但曝气孔直径越小,其膜面剪切力越大,越有利于过滤过程的进行。     

高浓度有机废水生物蒸发处理技术及展望

生物蒸发技术主要是利用高浓度有机废水自身所包含的有机物微生物好氧降解产生的热量为驱动力,使废水中的水分汽化,并配合适宜的通风,使蒸汽进入气相主体而散发,从而实现有机物和水分的同步去除。该过程主要受曝气量、堆体初始含水率及有机负荷影响。该技术在不需要外加热源的条件下,既可以实现水分有效蒸发去除,又对废水中的污染物质进行了有效降解,是一项经济、节能、环保的新技术。     

A~2O法处理焦化废水的运行和优化改进实践

以太原煤气化公司焦化废水的处理为实例,详细介绍了A2O法处理系统的运行及改进措施:预处理工序采取相关措施以控制生化进水水量、减少进水水质波动;缺氧池加装压缩空气吹扫装置;好氧池进行鼓风机换型;回流系统改造;增设生物滤池等后续处理措施。通过上述措施,可使焦化废水处理水质达国家一级标准,同时保证生产稳定运行,处理后的废水全部回用于熄焦等过程,实现了焦化废水的零排放。     

MODELING DISSOLVED OXYGEN CONCENTRATION FOR OPTIMIZING AERATION SYSTEMS AND REDUCING OXYGEN CONSUMPTION IN ACTIVATED SLUDGE PROCESSES: A REVIEW

Aeration accounts for 30% to 75% of the total energy consumption in activated sludge processes (ASPs). This percentage can be significantly reduced since most aeration systems are not optimized for unsteady influent flow rates and oxygen requirements. Reconfiguration, replacement, and the application of optimal dissolved oxygen (DO) control strategies for current aeration systems within the facility and model-based optimization of DO in wastewater treatment plants can lead to impressive increased energy efficiency and savings and improved stability of the system. These measures increase the operational lifetime of the aeration equipment and improve effluent and activated sludge quality. This article provides a review of two critical nonlinear time-varying parameters that characterize the DO concentration dynamics in an ASP: the oxygen uptake rate (OUR), related to microorganism activity, and the volumetric oxygen mass transfer function, represented by the oxygen transfer rate (OTR). Second, the physico-chemical, geometric, and dynamic factors and aerator type affecting the oxygen mass transfer coefficient (K _L a) are thoroughly discussed. The article concludes with model-based optimization, explaining the usefulness of accurate DO models in wastewater treatment, and provides examples for plant-wide or water chain cycle–focused optimizations.     

基于旋转浮阀的复合曝气器在曝气池中的应用及CFD模拟

基于气体通过阀片后能在阀盖四周形成旋转流场的特点，本文将旋转浮阀应用于曝气池中，以提高其充氧性能。在旋转浮阀四周均匀排布6个气泡石，即旋转浮阀-气泡石复合曝气器；在长宽高为800mm×600mm×910mm的透明有机玻璃池内，以空气-清水为体系，进行曝气实验。为了考察旋转浮阀形成的旋转流场对曝气的影响，以塔内件领域常见的F1浮阀以及气泡石为基准进行实验比较。结果表明，与F1浮阀-气泡石复合曝气器相比，旋转浮阀-气泡石复合曝气器的中心测量点与边界测量点的溶解氧浓度更接近，充氧均匀性指数也更小，说明了旋转浮阀能促进气泡分布均匀，减少传质死区。相比于F1浮阀-气泡石复合曝气器，旋转浮阀气泡石复合曝气器提高了氧总传质系数、氧传质速率、氧传质效率和曝气效率；相比于气泡石曝气器，旋转浮阀-气泡石复合曝气器提高了氧总传质系数、氧传质速率，但降低了氧传质效率和曝气效率。本文还利用CFD模拟流场分布，解释了旋转流场的产生及其提高曝气充氧能力的原因。     

Optimal model-based aeration control policies in a sequencing batch reactor

We present a non-linear programming formulation for the computation of optimal aeration policies in a sequencing batch reactor for wastewater streams treatment. We assume that organic matter and nitrogen are the main pollutants to be removed to meet water quality targets. The novelty of the work lies in the fact that no binary variables are required to compute the switching time between the aerobic and anoxic stages of the water treatment process leading to a simpler, robust and easier to compute optimization formulation. Moreover, because the control valve, through which air is fed to the reactor, can take either its minimum or maximum bounds as well as any fractional values between such bounds, improved optimal aeration profiles are reported. Such improved profiles mean that shorter processing times are required, compared to previous solutions, leading also to a reduction in the operation cost of the wastewater treatment process. Although the optimal operation policies were computed for a typical home wastewater stream, the optimization formulation can also be extended for the treatment of other polluted streams.