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    氣提裝置在污水處理站中的應(yīng)用

    2015-07-02 20:29:34林進(jìn)躍
    山東工業(yè)技術(shù) 2015年12期
    關(guān)鍵詞:節(jié)能降耗污水處理應(yīng)用

    林進(jìn)躍

    摘 要:淺析氣提裝置的工作原理,其被廣泛應(yīng)用于污水處理行業(yè)中,裝置簡(jiǎn)單維護(hù)方便。通過實(shí)例分析,其在企業(yè)的污水處理站中不僅解決了一系列的堵塞問題,同時(shí)在節(jié)能降耗中發(fā)揮了較大的優(yōu)點(diǎn)。

    關(guān)鍵詞:氣提裝置;應(yīng)用;污水處理;節(jié)能降耗

    1 引言

    目前工業(yè)中,氣提裝置已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于有毒液體處理、生化反應(yīng)器設(shè)計(jì)、核化工和廢水處理行業(yè)中,特別是廢水處理較為普遍。它的特點(diǎn)是設(shè)備 管道結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無傳動(dòng)部件、無維修部件、可靠性好以及效率高[1]。

    2 氣提裝置的原理及特點(diǎn)

    氣提是一個(gè)物理過程,它的原理就是根據(jù)亨利定律,提高一相分壓來降低另一相分壓來實(shí)現(xiàn)。氣提裝置,應(yīng)用在污水行業(yè)中用來提升污水或污泥的,又稱氣提泵,它與日常使用的水泵不同之處是不用消耗電能,而是以高壓空氣為動(dòng)力來提升液體或污泥的一種氣提裝置。工業(yè)生產(chǎn)中常用的氣提裝置原理如下(如圖1氣提裝置圖所示):

    當(dāng)氣體被通往提升管底部后,氣泡由于浮力作用會(huì)上升,并充滿整個(gè)提升管,管內(nèi)便是氣和水的混合液,管外是污水,管外管內(nèi)相連通。提升管內(nèi)水之所以被提升,一般是按連通管原理來解釋的,因?yàn)樗畾馊芤旱拿芏刃∮谒ㄒ话闵仙乃畾馊芤合鄬?duì)密度為0.25-0.35左右),密度小的液體液面高,在高度為H的水柱壓力作用下,根據(jù)液體液體平衡的條件,水氣溶液便上升至L高度,其等式如下:

    ρ1H=ρ2L

    式中: ρ1-污水的密度(kg/m3);

    ρ2-提升管內(nèi)水氣溶液的密度;

    H-淹沒深度;

    L-提升高度+淹沒深度,H/L為淹沒率。

    從式中看出,只要ρ1H>ρ2L,水氣溶液就能沿提升管上升至管口而溢出,氣泵就能正常工作,將上式移項(xiàng)得:

    L-H=(ρ1/ρ2-L)H

    由上式可知,要使水氣溶液上升至某高度L-H時(shí),必須有一定的淹沒深度H,并需供應(yīng)一定量的壓縮空氣,以形成一定的ρ2值。水氣溶液的上升高度L-H越大,其密度ρ2就應(yīng)越小,需要消耗的氣量也越大,而淹沒深度也就越大。因此,壓縮氣量和淹沒深度是與提升高度L-H值直接有關(guān)的兩個(gè)因素。

    3 氣提裝置應(yīng)用在污水行業(yè)的設(shè)計(jì)

    氣提泵應(yīng)用于污水處理站中,其一般設(shè)澄清池、生化反應(yīng)池和污泥池的排泥,以及用于污泥回流及生化反硝回流。從以上的原理分析中可看出,淹沒深度H與壓縮氣量是氣提泵工作的前提。另外要使整個(gè)裝置正常運(yùn)行,達(dá)到最佳的回流效果,對(duì)氣管和回流管的構(gòu)造選型也是至關(guān)重要。

    從圖1可見,H為淹沒水深,L-H為提升高度。升液筒在回流池中最小的淹沒深度H(min)按正式計(jì)算:H(min)=(L-H)/(n-1),式中:n-密度系數(shù),一般取值2-2.5。在一般情況下:H/L≥0.5??諝庥昧縌u一般為最大提升污泥量的3~5倍,也可以按下式計(jì)算:

    式中:Qu-空氣用量,同m3/h;

    Ku-安全系數(shù),一般采用1.2;

    Qa-每臺(tái)空氣提升泵設(shè)計(jì)提升流量,m3/h;

    η-效率系數(shù),一般為0.35~0.45。

    空氣壓力應(yīng)大于淹沒濃度H×3kPa以上。例如:回流管的最小直徑為120mm,則壓縮空氣管的最小管徑應(yīng)為40mm。

    4 氣提裝置應(yīng)用實(shí)例

    某玻璃廠碎玻璃清洗污水處理站引入氣提技術(shù),應(yīng)用于污泥回流環(huán)節(jié)。氣提裝置可通過控制進(jìn)氣時(shí)間和強(qiáng)度來控制排泥流量及排泥時(shí)間,達(dá)到自動(dòng)排泥功能;裝置排泥通暢、無堵塞、且構(gòu)造簡(jiǎn)單、節(jié)能、排泥量任意調(diào)節(jié)、排泥點(diǎn)任意布置、容易操作。系統(tǒng)能保證長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行,其不但解決了以普通回流泵作回流泵經(jīng)常性堵塞問題,減少設(shè)備損壞故障的維修工作,同時(shí)也節(jié)約了不少的電耗,在企業(yè)的節(jié)能減排中取得了非常明顯的效果。

    在該污水處理站中,由于污水的COD較低,污泥的培養(yǎng)過程,生長(zhǎng)較慢,如果在運(yùn)行過程中,營(yíng)養(yǎng)藥劑投加不及時(shí)或者污泥流失太多,則很容易會(huì)導(dǎo)致由于污泥濃度過低而影響出水水質(zhì)變差。因此,在活性污泥池與中沉之間安裝了氣提污泥回流裝置,用于中沉池中的污泥回流至活性污泥池,以防止活性污泥池中的污泥大量流失,確保污泥濃度。污水站工藝流程以及氣提泵安裝位置如圖2所示:

    該氣提泵主要的氣源來源于站內(nèi)風(fēng)機(jī),氣壓約0.1MP。對(duì)其詳細(xì)設(shè)計(jì)如圖3所示:

    目前該氣提裝置運(yùn)行穩(wěn)定,效果好,為活性污泥池中的污泥濃度提供了有力保障,與以往用電動(dòng)污水泵作為污泥回流泵也節(jié)約了不少的電耗。其為企業(yè)節(jié)省的電耗如按以往所用的污水泵的功率為0.75KW計(jì)算,電價(jià)按0.8元/度,則一臺(tái)氣提泵一年可節(jié)省電耗為:0.75KW×24h×365d=6570kw.h,則電費(fèi)為:6570×0.8=5256元。

    5 結(jié)論

    應(yīng)用氣提原理改裝成為氣提裝置,用于流體輸送。在污水站的應(yīng)用中,氣提泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安裝方便,故障率低,操作維護(hù)方便。用它代替?zhèn)鹘y(tǒng)的污泥提升泵或排泥泵,不但可減少污水站的設(shè)備維修頻次,而且可節(jié)省這部分的電耗,在企業(yè)的節(jié)能減排中發(fā)揮著非常大的優(yōu)勢(shì)。對(duì)氣提裝置的開發(fā)應(yīng)用,在工業(yè)生產(chǎn)中已是非常普遍了。

    參考文獻(xiàn):

    [1]姜圣階,任風(fēng)儀.核燃料后處理工學(xué)[M].北京:原子能出版社,1995,3691.

    [1]陸大瑋,樓上游.一種新型氣提裝置的介紹[J].2007.1002-6673.endprint

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