夏冬两季AAO工艺微孔曝气系统性能测定与评价

以上海某城镇污水处理厂为研究对象,在夏冬两季通过好氧池沿程实地测试,对污染物去除效果和曝气系统性能进行系统测定与评价。结果表明,冬季水量负荷较夏季低,好氧池反应时间延长且充分曝气,抵消了低温对硝化的负面影响,因此,夏冬两季出水水质均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A排放标准。与夏季相比,冬季生物处理工艺的需氧量更高,微孔曝气系统的氧传质效率更低,导致所需供气量更高,曝气效率更低。夏季和冬季供氧量比需氧量分别高38.99%和7.07%,夏季节能潜力较大。好氧池污染物浓度沿程下降,末端污染物浓度几乎不变,而末端溶解氧浓度远高于前端,说明末端的供氧并未用于COD_(Cr)氧化和氨氧化作用,存在过度曝气现象,因此,可适当降低好氧池末端供气量。

微孔曝气作用下过饱和溶解气体的释放特性研究

水温上升、光合作用、高坝泄流等过程均可能产生溶解气体过饱和问题,会影响河流和其他水体中鱼类的生物多样性。曝气技术已被证实能够显著促进过饱和TDG(total dissolved gas)、DO及DN等气体的释放,是一种减缓过饱水体影响的重要方法。使用针孔曝气盘和微孔曝气管进行了不同曝气量、曝气水深条件下的过饱和溶解气体释放试验,探究过饱和溶解气体释放规律。试验结果表明微孔曝气作用下过饱和TDG、DO及DN的释放过程符合一阶动力学方程,所有试验工况的过饱和DO能够释放到平衡状态,而过饱和DN的释放速率缓慢,且长时间无法达到平衡状态,呈现k_(DO)>k_(TDG)>k_(DN);过饱和TDG、DO及DN的释放系数随曝气量的增加而增加,随曝气水深的增加而减小,相同曝气量、曝气水深下使用微孔曝气管对过饱和TDG、DO及DN的释放效果是明显优于针孔曝气盘的。使用二元线性回归模型建立了微孔曝气作用下过饱和TDG、DO及DN的释放系数关系式,能较好地预测kTDG,相关系数R2达到0.958。研究揭示了微孔曝气作用下过饱和溶解气体的释放特性,为曝气技术减缓过饱和溶解气体影响提供一定的参考价值。

弹性填料微孔曝气生物膜法修复污染水源除NH_4^+ -N

采用弹性填料微孔曝气生物接触氧化法对受污染的水源进行修复除NH4+ N效果研究 .结果表明 ,在正常水温 2 0℃～ 2 7℃条件下 ,当污染水源CODMn7～ 1 4mg L ,NH4 + N 0 7～ 2 0mg L和生物修复工艺运行参数HRT为1 4h ,气∶水 =0 5∶1 ,DO为 7～ 9mg L时 ,生物修复工艺可去除水源中的NH4 + N为 64%～ 95% ;在较低水温 7℃～ 1 2℃条件下 ,当污染水源CODMn6～ 1 1mg L ,NH4 + N 1 2～ 8 0mg L和生物修复工艺运行参数HRT为 1 4h ,气∶水 =0 5∶1 ,DO为 8～ 1 0mg L时 ,生物修复工艺可去除水源中的NH4+ N为 4 0 %～ 63% .

池塘微孔曝气和叶轮式增氧机的增氧性能比较

为研究池塘养殖中微孔曝气与叶轮式增氧机的增氧性能,用2种增氧机在清水池和鱼类养殖池塘中进行了增氧性能和溶氧值变化的比较研究。结果表明,在清水池中,微孔曝气的增氧能力、动力效率分别高出叶轮式增氧机82%和84%;而在鱼塘中,叶轮式增氧机对整个池塘的平均溶解氧增加值比微孔曝气高94%,且叶轮式增氧机对池塘水体有比较好的混合能力,缩小水层氧差能力比微孔曝气高出45.7%。研究表明在本鱼塘试验中,目前叶轮式增氧机是比同等功率配置的微孔曝气更合适的增氧方式。

微孔曝气流量与曝气管长度对水体增氧性能的影响

为了探究曝气流量与曝气管长度对增氧性能的影响，在不同曝气流量、不同曝气管长度条件下进行了室内水体底部微孔曝气增氧试验。分析了曝气流量与曝气管长度对氧体积传质系数、增氧量和氧利用率的影响。研究结果表明，当曝气流量为0.27～0.55 m3/s、曝气管长为0.9～1.5 m时，所对应的氧体积传质系数在0.63～1.1 h-1变化，增氧量在6.8～12.9 g/h变化，氧利用率在6.87%～9.28%变化，且在一定的曝气管长度下，氧体积传质系数、增氧量均与曝气流量成正比，而氧利用率则与其成反比关系；在一定的曝气流量下，曝气管长度对氧体积传质系数产生的影响表现为先高后低再高的趋势；氧体积传质系数与修正的饱和溶解氧浓度是否作为增氧量的主要影响因子取决于曝气管长度；曝气流量对氧利用率较曝气管长度更为敏感。研究还发现，微孔曝气系统中存在着最优曝气管长度，使得增氧性能最佳，并建立了最优曝气管长度与曝气流量、水深、输入压力、最优初始气泡直径的相关关系式，为低碳经济下微孔曝气系统的设计和运行提供了理论依据。

微孔曝气增氧机的增氧能力试验

为探究微孔曝气增氧机对氧气的传递效果,从研究增氧能力出发,依据"SC/T6009-1999增氧机增氧能力试验方法"的标准检测程序,以直径为10m的标准室内水池作为试验平台,试验水温为20℃、气压为101.325kPa、初始溶氧浓度为0mg/L;试验用水为清水,将微孔曝气增氧机与射流式增氧机进行对比试验研究。研究结果表明,微孔曝气增氧机能有效增加水体底部溶解氧,与1.5kW射流式增氧机相比,射流式增氧机的增氧能力平均值为2.4kg/h,微孔曝气增氧机布管长度为20m时,增氧能力平均值为0.25kg/h,布管长度为42m时,增氧能力平均值为0.40kg/h,布管长度为98m时,增氧能力平均值为1.12kg/h,布管长度为200m时,增氧能力平均值为1.55kg/h,所以在目前试验布管密度条件下,增氧能力可以超过射流式增氧机。在进气口压力相同的情况下,微孔曝气增氧机增氧速度随着布管长度增加而增加。

微孔曝气器孔径与运行气量对微孔曝气氧传质的影响研究

曝气是污水生物处理最重要的单元之一,也是能耗最高的单元,微孔曝气氧传质影响因素的探究一直是污水处理领域的研究热点。微孔曝气器的孔径与其运行气量是影响微孔曝气氧传质的重要因素。在1.5m水深条件下对不同孔径的钟罩型刚玉微孔曝气器在不同运行气量条件下的充氧性能进行了评价。结果表明,随微孔曝气器孔径增大,标准氧总转移系数(KLas)、标准氧转移速率(SOTR)、阻力损失(RL)、标准氧转移效率(SOTE)及理论动力效率(SAE)减小;随运行气量增大,KLas、SOTR、RL显著增大,而SAE、SOTE减小。

微孔曝气氧化沟生物脱氮除磷影响因素的研究

七里店污水净化厂采用微孔曝气Carrousel氧化沟工艺,单座氧化沟日处理量达到改造工程设计规模的2倍,氧化沟水力停留时间约为5 h。进水BOD5/TP平均为19.86,碳源基本满足聚磷菌释磷的要求;氧化沟分为缺氧区和好氧区,没有严格的厌氧区,但TP去除率高;温度对生物除磷无明显影响。系统BOD5/TN偏低、氧化沟水力停留时间短是影响系统脱氮效果的重要因素;温度对生物脱氮有显著的影响,生物脱氮效率随着温度的下降而降低。二沉池出水氨氮、TP浓度比进水高,二沉池明显的磷释放现象和氨化现象对系统脱氮除磷的效果影响大。

微孔曝气式增氧机的性能及应用效果

为研究微孔曝气增氧机的增氧性能和池塘应用效果,按照标准规定的方法进行了增氧性能的试验和不同水深对增氧性能影响的试验,并在池塘中进行应用效果的试验。结果显示:微孔曝气式增氧机具有比叶轮式增氧机等增氧机更强的增氧能力,但不同配置的机型,增氧能力随配套功率和曝气管长度的增加而增强,动力效率则呈明显下降趋势;增加曝气管布置深度可以提高增氧性能,安装深度从2 m增加到4 m,增氧能力增加285%,动力效率增加207%,与其它养殖池塘机械增氧设备相比,池塘水体越深,微孔曝气式增气机的增氧优势越明显。目前,池塘采用微孔曝气式增氧机的配置方式不具优势,需要改进提升。

微孔曝气与覆盖对城市重污染河道底泥磷形态分布及释放过程的影响

采用自行研发的泥-水界面微孔曝气系统,开展了底泥表面曝气和覆盖对城市重污染河道底泥磷释放及形态分布规律的影响研究.结果表明,微孔曝气能够有效提高上覆水的溶解氧(DO)和沉积物的氧化还原电位(Eh),能够将泥-水界面Eh维持在-100 m V左右,DO提高到6 mg·L-1以上.与对照比较,原位覆盖处理的上覆水DO和Eh有一定提高,但仍明显低于微孔曝气处理.与对照相比较,微孔曝气处理均有效降低上覆水中总磷(TP)和溶解性正磷酸盐(PO3-4)的含量.试验结束时,微孔曝气(A)和微孔曝气+原位覆盖处理(A+C)上覆水中TP含量由初始的0.201 mg·L-1分别降至0.062 mg·L-1和0.050 mg·L-1;上覆水中PO3-4含量由0.086 mg·L-1和0.078 mg·L-1分别降至0.026 mg·L-1和0.023 mg·L-1.与对照相比,微孔曝气处理明显降低了底泥间隙水中TP的浓度,在整个培养期间,其TP含量平均下降38.8%(A)和47.9%(A+C).底泥原位覆盖处理对抑制泥-水界面磷释放能力要弱于微孔曝气处理,而且在试验后期(50 d),上覆水中TP和PO3-4的含量均有所反弹.不管有无覆盖,泥-水界面微孔曝气处理均显著改变了表层底泥磷形态分布特征,显著降低了底泥中铁铝结合态磷(Fe/Al-P)组分比例,而钙结合态磷(Ca-P)含量比例却出现明显增加.单一的表面覆盖处理对底泥磷形态分布特征没有显著影响(P>0.05).研究表明,与单一的处理效果相比较,泥-水界面纳米微孔曝气处理,并结合底泥原位覆盖,更有利于抑制城市重污染河道泥-水界面中磷的释放风险.

微孔曝气增氧技术应用现状

微孔增氧技术与传统增氧方式相比,不仅能增加水产养殖水体中的溶解氧量,尤其是中、下层水体均匀增氧,还能改善养殖池塘的生态环境。本文主要介绍微孔增氧机的工作原理及与其他增氧设备配套使用的优点。

泥-水界面微孔曝气对底泥重金属释放潜力的影响

采用自行研发的泥-水界面精准布氧系统研究了微孔曝气对安徽省合肥市南淝河城市重污染河段底泥重金属形态分布以及释放规律的影响.结果表明,微孔曝气明显改变了泥-水界面物理化学环境,增加了上覆水溶解氧(DO)质量分数和pH值,特别是显著提高了表层底泥氧化还原电位(ORP).泥-水界面微孔曝气处理显著改变了表层底泥重金属形态分布特征,显著降低了酸提取态重金属质量分数,而残渣态重金属的质量分数比例均出现不同程度增加.特别是镍(Ni)的形态变化对微孔曝气反应更为敏感,曝气前后残渣态质量分数比例由39.5%上升到55.0%.与对照组相比,在试验初期,泥-水界面微孔曝气处理下底泥间隙水重金属质量分数有所增加,但随着处理时间延长,这种增加效应逐渐减弱,至曝气处理10d以后,底泥间隙水重金属质量分数较对照组均有明显下降,尤其Ni下降更为明显.泥-水界面微孔曝气导致表层底泥中酸可挥发性硫(AVS)减少,但并没有促进底泥中重金属的释放.泥-水界面微孔曝气对底泥重金属生物有效性和释放风险的抑制效应主要归功于上覆水和表层底泥DO质量分数、pH和ORP等理化环境的改变.

生物悬浮填料对微孔曝气氧传质影响的中试研究

生物填料在污水处理中常用来增加生物量以提高污水的净化效率,同时生物填料的加入会影响曝气氧转移效率。考察了典型的SPR-1生物悬浮填料在清水中对微孔曝气氧传质过程的影响。结果表明,在水深为6.00m时,SPR-1生物悬浮填料有助于促进微孔曝气的氧传质,当填料填充率为40%,单位体积通气量为0.755m3/h时,氧总转移系数(KL a20)和标准氧转移效率(SOTE)提高程度最大,分别为19.32%和5.78%;当水深为2.33m时,SPR-1生物悬浮填料对微孔曝气氧传质有阻碍作用。在实际污水处理过程中,可以根据水深,调节填料填充率来使填料最大限度地促进氧传质。

基于气泡理论分析表面活性剂对微孔曝气增氧性能的影响

在污水处理厂、湖泊、水库、河口和养殖池塘等需要曝气增氧的水体中,通过增氧机来维持水体溶解氧的动态平衡是非常重要的。而生活污水、城市废水等水体中常常会存在有表面活性剂,当这些废水进入以上需要曝气增氧的水体时,势必影响微孔曝气系统的增氧性能和传质效果。因此,为了探究表面活性剂对微孔曝气系统增氧性能的影响,在长2 m、宽0.8 m、高0.8 m的试验水池中,以固定于水池中央的微孔曝气盘为增氧机,根据美国土木工程协会(ASCE)标准增氧试验方法,以阴离子表面活性剂,即十二烷基苯磺酸钠为影响因子,在5种曝气流量和阴离子表面活性剂浓度下进行了一系列的水体底部微孔曝气增氧试验。基于氧体积传质理论和气泡理论,计算分析了水体氧体积传质系数、气泡的Sauter平均直径和波形因子等参数,结果表明:在一定的曝气流量下,1 mg/L的阴离子表面活性剂提高了水体的氧体积传质系数,促进了氧传质;在阴离子表面活性剂浓度为1~5 mg/L时,随着浓度的增加,氧体积传质系数降低;而且阴离子表面活性剂使气泡的Sauter平均直径降低,降低率达到22.76%;在水体无表面活性剂的试验中,气泡的波形因子变化幅度较大,气泡的形状趋于扁平,而表面活性剂的存在阻碍了气泡发生变形,使气泡的波形因子变化幅度降低,气泡保持在近乎球体状态。

河蟹池塘养殖底层微孔曝气增氧技术的研究和应用

在2007年-2008年通过底层微孔曝气技术的开发应用,开展了河蟹池塘养殖增氧研究。结果表明养成河蟹规格和单产显著提高,池底增氧技术是河蟹池塘养殖中的关键控制技术,示范区、推广区河蟹的平均规格、单产、毛利比同期常规技术的一般平均水平分别提高了11.37%～36.26%、7.07%～28.49%;50.29%～71.67%、49.11%;177.51%～187.31%、122.2%;养蟹池塘水体DO、NH3-N、NO2-N、TN、TP、COD等主要水质指标明显优于对照池,总体达到地表水环境质量标准(GB3838-2002)Ⅲ类以上,并实现了养殖期内零排放,是一项节水、环保的新型水产养殖技术。

微孔曝气充氧性能的影响因素研究

曝气量、孔径和水深是影响微孔曝气充氧性能的3个重要因素。通过试验研究了曝气量、孔径和水深对氧总传质系数、氧利用率及理论动力效率的影响,并通过曲线分析优化出最佳参数组合。结果表明,安装水深为2.0 m时采用200μm孔径的曝气器和0.5 m3/h的曝气量具有最佳的充氧性能。

池塘水深与通气量对微孔曝气增氧性能的影响

为了解影响微孔曝气设备增氧效果的因素及实际使用效果,按照CJ/T 3015.2—1993《曝气器清水增氧性能测定》标准要求在1 m×1 m×6 m方形水池中对长度1m、内径57.4 mm的曝气管进行试验。设定3个不同池塘水深组(2 m、3 m和4 m),在每个水深工况下调节3组不同的通气量(1 m3/h、2 m3/h和3 m3/h),对微孔曝气增氧设备的增氧能力和动力效率进行试验、分析。结果显示,微孔曝气增氧时,增氧能力随曝气管浸没水深的增大而提高;动力效率随着浸没深度的增加而提高;增氧能力随通气量的增加呈线性提高;动力效率随着通气量的增加呈下降趋势。研究表明,曝气管浸没水深和通气量的大小是影响微孔曝气增氧性能的重要因素。试验结果对微孔曝气增氧机的实际应用具有一定的指导作用。

微孔曝气/斜板沉淀工艺处理含铬含砷废水

攀钢钛白粉厂一车间含铬含砷废水处理工程采用微孔曝气与高效絮凝斜板沉淀相结合为主体的处理工艺。整套处理装置运行稳定,出水TCr、Cr6+、As平均去除率分别达到72.22%、86.18%、47.46%,符合污水综合排放标准(GB 8978-1996)第一类污染物最高允许排放浓度标准。

微孔曝气增氧与叶轮增氧机增氧在南美白对虾池塘养殖的应用比较

试验比较了无油滑片式微孔曝气增氧机与传统的叶轮式增氧机对南美白对虾(Penaeus vannamei)养殖池塘的溶解氧、对虾生长及经济效益的影响。经过4个月养殖试验,结果发现,上午10:00时测得的池塘溶解氧都高于5.9 mg/L,但使用微孔曝气增氧的试验塘溶解氧在养殖过程中高于叶轮式增氧机增氧的对照塘;微孔曝气增氧的池塘,7月份和8月份养殖的南美白对虾的全长分别为6.68 cm和8.98cm,体质量分别为3.19 g和9.21 g,显著高于叶轮式增氧的池塘(P<0.05),但9月份收获时终末体长、体质量与对照塘相比无显著差异;试验塘的饲料系数(1.05)低于对照塘的饲料系数(1.16);微孔曝气增氧提高了亩产量,销售利润(3 454.1元/亩)是叶轮式增氧机增氧(2 308.1元/亩)的1.5倍。微孔曝气增氧是南美白对虾池塘养殖较好的增氧方式。

CFD-PBM模型下微孔曝气器布置方式的优化研究

基于活性污泥微孔曝气池内氧气供需平衡理念,将曝气盘分三段按59%、31%、10%比例递减式布置,基于CFD-PBM气液两相流模型,考察了氧化沟内流速、气含率、气泡大小分布等流体力学行为。结果显示,PBM模型得到的曝气区气含率、气泡分布沿水流方向递减,减小了曝气设备能耗,优化了微曝氧化沟的供氧效率。在高度为4m的上部区域,曝气区末端的流速要小于0.12m/s,考虑到末端旋流作用及曝气器垂直流的影响,流速可以满足污泥不沉积。