試析城市污水處理廠曝氣節(jié)能方法及技術(shù)

薛敏

（蘇州市相城水務(wù)發(fā)展有限公司江蘇蘇州215131）

試析城市污水處理廠曝氣節(jié)能方法及技術(shù)

薛敏

（蘇州市相城水務(wù)發(fā)展有限公司江蘇蘇州215131）

我國(guó)社會(huì)目前的發(fā)展越來(lái)越趨近于現(xiàn)代化，此過(guò)程中，現(xiàn)有能源已經(jīng)無(wú)法滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的需求，可持續(xù)與綠色發(fā)展已經(jīng)變成社會(huì)發(fā)展中的重點(diǎn)方向。污水處理廠屬于城市建設(shè)中的主要設(shè)施，其正常運(yùn)行會(huì)消耗掉大量的能源，所以，眾多行業(yè)都開(kāi)始對(duì)城市污水處理這項(xiàng)工作加強(qiáng)了重視。文章簡(jiǎn)單介紹了城市污水處理廠應(yīng)用的曝氣節(jié)能技術(shù)以及方法，希望城市污水處理廠能夠?qū)⒋水?dāng)作參考。

城市污水處理廠；曝氣節(jié)能方法；技術(shù)

雖然具有遼闊的土地以及大量的水資源，可因?yàn)槲覈?guó)人口數(shù)非常的多，因此，平均每人能夠劃分到的水量只有2350m3左右，同時(shí)還存在著地區(qū)以及時(shí)空水資源不能均勻分配的問(wèn)題，進(jìn)而致使我國(guó)出現(xiàn)嚴(yán)重的水資源短缺現(xiàn)象。現(xiàn)在我國(guó)在關(guān)注工業(yè)發(fā)展的過(guò)程中加快了城建的腳步，致使水體被嚴(yán)重污染。再加上社會(huì)發(fā)展對(duì)水資源的過(guò)度開(kāi)采，水資源危機(jī)已經(jīng)向我們敲響了警鐘。所以，當(dāng)務(wù)之急我們必須加強(qiáng)城市污水處理廠的建設(shè)力度，并合理的對(duì)曝氣技能技術(shù)加以應(yīng)用。對(duì)此，筆者在下文進(jìn)行了相應(yīng)探究。

1　曝氣節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用原理

曝氣充氧是傳質(zhì)過(guò)程，氧氣屬于難溶于水的一種氣體，因?yàn)闅庀嘞蛞合噢D(zhuǎn)化時(shí)，會(huì)受到液膜的阻力。液膜內(nèi)傳遞氧氣的方程式是通過(guò)整理為此式中t代表曝氣時(shí)間，KLa代表測(cè)試條件下曝氣器中氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)，c代表相對(duì)于時(shí)間t的溶氧濃度，cs代表飽和溶解度度。實(shí)際試驗(yàn)中，為了使曝氣試驗(yàn)?zāi)軌蝽樌M(jìn)行，應(yīng)該在其中適當(dāng)加入相應(yīng)的化學(xué)藥劑，一般會(huì)加入Na2SO4，Na2SO4能夠與水中的氧發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)而消除掉水中含有的氧氣，此過(guò)程的化學(xué)表達(dá)式是：SNa2SO3+O2=2NaSO4。

2　城市污水處理廠所應(yīng)用曝氣技術(shù)

目前污水處理廠中一般都應(yīng)用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)來(lái)實(shí)施曝氣，而鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)是由鼓風(fēng)機(jī)、曝氣器、曝氣管線組成。鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)主要的工作原理就是應(yīng)用曝氣管道把空氣運(yùn)送到曝氣器中，這樣空氣在曝氣器中就會(huì)形成不同尺寸的氣泡。通常氣泡大小取決于空氣擴(kuò)散這種裝置，氣泡上升時(shí)會(huì)混合到水中，最后在液面上破裂，進(jìn)而順利完成氧氣轉(zhuǎn)移到污水這個(gè)過(guò)程[1]。鼓風(fēng)曝氣這種系統(tǒng)根據(jù)氣泡大小具體會(huì)分成微氣泡、中氣泡、大氣泡三種曝氣器。大氣泡曝氣系統(tǒng)就是應(yīng)用大孔或是夏峰來(lái)釋放大量氣泡；微氣泡曝氣器主要通過(guò)膜片釋放壓縮以及多孔材料形成一些微氣泡，它具有的特點(diǎn)就是影響微生物生長(zhǎng)、不需要過(guò)多空氣量、效率非常高，可是一定要定期更換與清洗。大氣泡曝氣器相比于微氣泡曝氣器，清水氧以及工藝用水的轉(zhuǎn)移系數(shù)具有更高的比率，其具體應(yīng)該安裝在曝氣區(qū)的底部位置，不容易發(fā)生堵塞以及結(jié)垢現(xiàn)象，大氣泡會(huì)在水中快速上升，氣體與水間的接觸面非常小，所以實(shí)際氧轉(zhuǎn)移系數(shù)非常低。

3　影響曝氣器充氧的因素

3.1曝氣量會(huì)影響曝氣器充氧

通常情況下，氧氣會(huì)按照“氣液界面間存在氣膜與液膜，以及其外側(cè)存在氣相和液相兩種主題”這種雙膜理論在水中進(jìn)行傳遞。液相主體一般是氣體分子在分子擴(kuò)散的作用下，通過(guò)氣膜與液膜進(jìn)行傳遞。為了能夠使此推動(dòng)力大大增加可以應(yīng)用增加通氣量的方法實(shí)現(xiàn)，主要原理就是增加液相主體的實(shí)際紊流狀態(tài)，快速更新氣液界面，與此同時(shí)，縮短氣液的實(shí)際接觸時(shí)間，使氣泡直徑變大，進(jìn)而有效的減小氣液接觸面[2]。

3.2溫度會(huì)影響曝氣器充氧

隨著水溫的改變，水的物理性質(zhì)也會(huì)發(fā)生變化，從而影響氧氣在水中的溶解值與氧傳質(zhì)速率。當(dāng)水溫上升時(shí)，由于水的粘度非常小，會(huì)使分子會(huì)快速擴(kuò)散，液膜厚度會(huì)變小，氧傳質(zhì)速率會(huì)增大；當(dāng)水溫降低時(shí)，氧傳質(zhì)的速率也會(huì)隨之降低。由此可知，飽和溶解氧以及氧傳質(zhì)速率與溫度間具有負(fù)相關(guān)的關(guān)系，可水溫不論高低，都會(huì)影響氧傳質(zhì)速率，這兩者都具有一個(gè)較為合適的溫度區(qū)，可以使氧傳質(zhì)速率達(dá)到最佳狀態(tài)。

3.3使用年限以及材質(zhì)會(huì)影響曝氣充氧

微孔曝氣屬于效率非常高的曝氣方式，可是因?yàn)樵诓馁|(zhì)方面存在容易堵塞、破裂和破碎的特點(diǎn)，因此，必須制定一定保護(hù)方案，確保微孔曝氣器能夠高效充氧，并且正常運(yùn)行。在曝氣器使用時(shí)間逐漸增加的過(guò)程中，曝氣器便會(huì)發(fā)生破碎、堵塞以及破裂等眾多問(wèn)題，致使實(shí)際氧轉(zhuǎn)移系數(shù)逐漸變小。所以怎樣在保證曝氣器正常運(yùn)行過(guò)程，活動(dòng)最佳的經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)該是我們需要重點(diǎn)討論的一個(gè)課題[3]。通常情況下，曝氣孔的實(shí)際堵塞以及結(jié)垢程度與工藝條件、水質(zhì)密度以及曝氣器的型號(hào)有關(guān)，所以，我們必須嚴(yán)格控制水質(zhì)密度、曝氣器型號(hào)以及工藝條件，一保證曝氣器可以正常充氧。

4　結(jié)語(yǔ)

總而言之，污水處理廠在城市建設(shè)過(guò)程中屬于必不可少的一個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施，其在運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)消耗掉大量的能源，怎樣才能夠?qū)⑵淠茉聪目刂圃谧钚》秶畠?nèi)，是現(xiàn)在以及未來(lái)都應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注與探究的一個(gè)課題。而合理的、科學(xué)的應(yīng)用爆破技術(shù)就能夠有效將此問(wèn)題解決，所以，各相關(guān)部門一定要在這方面多投入精力，認(rèn)真、細(xì)心、深入的對(duì)其進(jìn)行研究，以使污水處理廠可以在低能耗的狀態(tài)下運(yùn)行。

[1]曹仲宏,王秀朵.某城市污水處理廠污泥處理處置方案的選擇[J].中國(guó)給水排水,2013,29(2):13-15.

[2]歐陽(yáng)云,席勁瑛,王智超,等.城市污水處理廠污泥對(duì)水中硫化物的吸附特性[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué),2014(4):930-934.

[3]張麗麗,李花粉,蘇德純,等.我國(guó)城市污水處理廠污泥中重金屬分布特征及變化規(guī)律[J].環(huán)境科學(xué)研究,2013,26(3):313-319.