某新型溶氧曝气装置的研制及其在污水处理中的应用研究

唐 慧，袁世杰

（中电环保股份有限公司，江苏南京 211100)

某新型溶氧曝气装置的研制及其在污水处理中的应用研究

唐 慧，袁世杰

（中电环保股份有限公司，江苏南京 211100)

论述了一种新型溶氧曝气装置的作用机理，并分别通过对废水CODcr和DO指标的测定，研究对比了该装置与微孔曝气装置在污水处理中的效果。通过对比发现，该新型溶氧曝气装置对废水的处理效率高于微孔曝气装置。

溶氧曝气；装置；应用

溶解氧是好氧微生物降解有机物环节中不可或缺的。传统的好氧生化处理工艺中，通常采用曝气的方式确保充足的溶解氧。同时，曝气还起传质的作用，可使污水中有机污染物与好氧微生物、氧气充分接触，更有利于污染物的降解。

当前，我国污水处理厂中，最常用的曝气方式是鼓风曝气。鼓风曝气通常分为微孔爆气和中孔曝气[1]。其中，当前较为常用的是微孔曝气装置。此外，还有机械曝气和射流曝气等曝气方式。

1 新型溶氧曝气装置的作用机理

采用好氧生物处理工艺的污水处理厂，其曝气系统的能耗可占其总能耗的60%以上。因此，要有效地降低能耗，必须提升曝气装置的效率。可通过提高空气向水体转移的能力，进而实现传质效率的提升来实现。为此，设计了一种新型曝气溶氧装置来提升空气的转移能力。该装置主要由壳体、变螺距螺旋叶片和导流锥等组成，主要是利用机械和水力切割的原理对气泡进行破碎。相比传统曝气装置，该新型溶氧曝气装置可提供更小的气泡，可有效提高曝气效率。

2 新型溶氧曝气装置在污水处理中的应用

为研究新型溶氧曝气装置在污水处理中的应用效果，并与微孔曝气装置的处理效果进行对比。选择华东某果冻生产企业的污水处理站作为实验研究的场所。该污水处理站的设计处理能力是120t/d，其工艺如下如图1所示：

图1 污水处理工艺图

该污水处理站原有构筑物接触氧化池采用的是微孔曝气装置（φ216mm 葫芦岛天惠）。接触氧化池的平面尺寸为：4 000mm×5 000mm×3 000mm，采用钢筋砼结构。接触氧化池的设计停留时间为12h。由于接触氧化池原有两套构筑物，因检修停用一套。故对停用的接触氧化池进行改造，将原有微孔爆气器改造成采用研制的新型溶氧曝气装置，管道系统采用原有工艺。

该企业废水设计进水水质如下：COD为2 000mg·L-1、BOD51200 mg/L、pH为5～8。本实验将该废水经水解酸化后，分别通入微孔曝气接触氧化池（简称池1）和新型溶氧装置接触氧化池（简称池2）。通过监测废水COD和溶解氧等指标随时间变化，来对比两种曝气装置处理污水的效果。

本实验中，首先停止接触氧化池的曝气，待接触氧化池2进满水后开启曝气，并在曝气开启后的每1h分别取水解酸化池出水、接触氧化池1和池2出水测定废水中COD和溶解氧（DO）的数值。COD采用重铬酸钾测定法测定，DO则采用便携式溶解氧测定仪测定。

由图2可知，在进水水质相差不大的情况下（水解酸化池出水稳定在1 200～1 300mg/L），初时池1和池2出水COD浓度相差不大。曝气2.5h后，池2出水CODcr降解速度超过池1，且随曝气时间推移，越来越显著。曝气7h后，池2废水CODcr降解率高达80%以上，而池1降解率约为70%。由此，可以认为采用新型溶氧曝气装置对该废水处理的效果要比微孔曝气装置的处理效果更好。这可能与该新型溶氧曝气装置特殊的结构，具有较强的水力剪切作用有关。该装置可产生更加细小气泡，同时对水体的搅拌和混合作用更明显，传质效率更高。

图2 废水CODcr浓度随曝气时间变化

由图3可知，在开始曝气1～2h期间，池1和池2废水中DO浓度均出现了减少，由2.6mg/L降至2mg/L左右。这可能与初始曝气时，废水中溶解氧不足，好氧细菌降解有机物过度氧气消耗所致。而随着曝气时间的增加，废水中DO浓度逐渐增加。曝气3h后，池2废水中DO浓度超过池1，随时间推移，越来越显著。

图3 废水DO浓度随曝气时间变化

3 结论

以华东某果冻生产企业的污水处理站作为实验研究的场所，对新型溶氧曝气装置和微孔曝气装置对废水的处理效率进行比较。结果如下：新型溶氧曝气装置对废水CODcr的降解能力要显著强于微孔曝气装置。且曝气3h后，新型溶氧曝气池中DO浓度显著高于微孔曝气池。

[1] 李小冬，齐鲁，刘国华，等.通气量对微孔曝气器充氧性能影响的中试研究[J].中国给水排水，2014，（5）：81-84.

Development of a New Type Of Dissolved Oxygen Aeration Device And Its Application in Sewage Treatment

Tang Hui，Yuan Shi-jie

This paper discusses the mechanism of a new type of dissolved oxygen aeration device.And the CODcr and DO indexes of wastewater were measured and compared with the effect of the device and the microporous aeration device in the sewage treatment.It is found that the treatment efficiency of the new dissolved oxygen aeration device is higher than that of the microporous aeration device.

dissolved oxygen aeration；device；application

X52；X703

B

1003–6490（2017）11–0252–01

2017–09–11

唐慧（1988—），女，江苏句容人，工程师，主要从事水处理方面的工作。