不停產(chǎn)檢修曝氣系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用
摘 要:本文介紹了在污水處理中好氧階段的可不停產(chǎn)檢修的曝氣系統(tǒng)，重點(diǎn)闡述了實(shí)現(xiàn)不停產(chǎn)檢修的曝氣系統(tǒng)的曝氣器選用及下垂式曝氣系統(tǒng)、上浮式曝氣平臺(tái)、漂浮式曝氣懸鏈三種布?xì)庋b置。該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)污水處理廠的不停產(chǎn)檢修，保證污水處理設(shè)施的連續(xù)運(yùn)行，具有很高的推廣價(jià)值。
關(guān)鍵詞:污水處理;曝氣系統(tǒng);不停產(chǎn)檢修
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目前在污水處理中應(yīng)用最廣泛的是生化處理技術(shù)。生化處理過(guò)程主要分為厭氧（缺氧）消化反應(yīng)和好氧消化反應(yīng)兩個(gè)階段。其中，好氧處理階段可消解污水中40%～60%的污染物。而無(wú)論采用哪一種好氧技術(shù)，都需要曝氣器。曝氣器在生物池中的作用是提供微生物生長(zhǎng)、繁殖所需的氧氣，并最大限度地與污水中的好氧物質(zhì)和微生物混合接觸以達(dá)到最佳的生化反應(yīng)效果。
以往無(wú)論采用何種曝氣器，在進(jìn)行檢修、更換時(shí)，都必須把曝氣池中的水排空才能進(jìn)行，所以企業(yè)在檢修污水處理系統(tǒng)時(shí)，必須停止生產(chǎn)，因而會(huì)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，而且當(dāng)曝氣器出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，如不能及時(shí)維修、更換，就會(huì)影響好氧處理過(guò)程，增加系統(tǒng)負(fù)荷和運(yùn)營(yíng)成本，甚至還可能造成處理后出水不能達(dá)標(biāo)。
經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐摸索，我們成功研制出不需排空池水即能進(jìn)行曝氣器的檢修、更換的技術(shù)，為企業(yè)解決了檢修污水處理系統(tǒng)時(shí)需停產(chǎn)的難題。本技術(shù)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)數(shù)百個(gè)工程實(shí)踐中得到成功應(yīng)用，效果良好。
1 不停產(chǎn)檢修的曝氣系統(tǒng)簡(jiǎn)介
曝氣系統(tǒng)由鼓風(fēng)設(shè)備（鼓風(fēng)機(jī)）、曝氣器、布?xì)庋b置和連通管路組成。除去鼓風(fēng)設(shè)備的影響，曝氣系統(tǒng)處理效果的好壞，關(guān)鍵取決于曝氣器和布?xì)庋b置。
2 曝氣器的選用
20世紀(jì)70年代后期，國(guó)外各種曝氣器開始進(jìn)入我國(guó)，經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，國(guó)產(chǎn)曝氣器有了很大進(jìn)步，不僅種類繁多，功能和壽命也有了很大的提高和延長(zhǎng)，而且價(jià)格便宜。幾種目前常用的曝氣器的功能和特點(diǎn)比較見下表。
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在諸多的工程實(shí)踐中，我們選用了膜片管式曝氣器—管狀可變微孔曝氣器（可變微孔曝氣管）。
該曝氣器按負(fù)壓設(shè)計(jì)，是一種具有微孔曝氣、防堵塞、有效服務(wù)面積大、氣泡直徑小和氧氣利用率高等特點(diǎn)的高效曝氣設(shè)備。其氧氣利用率達(dá)20%以上（經(jīng)同濟(jì)大學(xué)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢驗(yàn)，在4m水深中，用清水淹沒測(cè)試，氧氣利用率為29%）？勺兾⒖灼貧夤艿哪げ捎酶哔|(zhì)量的進(jìn)口原材料，可確保其使用壽命。該曝氣器已在工程中長(zhǎng)期運(yùn)行使用，取得了良好的曝氣效果。
3 布?xì)庋b置的設(shè)計(jì)
在工程實(shí)踐中，我們主要采用了三種布?xì)庋b置來(lái)實(shí)現(xiàn)不停產(chǎn)檢修，即下垂式曝氣系統(tǒng)、上浮式曝氣平臺(tái)和漂浮式曝氣懸鏈。
（1）下垂式曝氣系統(tǒng)（見圖1及題圖1）
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可變微孔下垂式曝氣系統(tǒng)是根據(jù)水中氧氣的轉(zhuǎn)移原理及目前各種充氧布?xì)庋b置的特點(diǎn)而研究開發(fā)出來(lái)的，它是一種更為理想的溶氧效率高、檢修方便、操作可靠的布?xì)庋b置。該裝置的空氣支管裝在池體水面以上以避免與污水接觸，不易被腐蝕。曝氣器通過(guò)連接管與空氣支管相連接，懸掛在水中。
檢修時(shí)，先關(guān)閉閥門，打開活接頭，將要檢修的曝氣器同連接管從空氣支管上取下，把曝氣器同連接管從水中提上來(lái)即可進(jìn)行檢修、更換。每個(gè)曝氣單元只需2名工人用半小時(shí)即可完成，無(wú)需排掉池中的污水。
應(yīng)用該布?xì)庋b置的示范工程有廣州勝興隆服裝有限公司污水站（12000噸/日）、江陰花園污水處理廠（10000噸/日）等。
（2）上浮式曝氣平臺(tái)（見圖2及題圖2）
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可變微孔上浮式曝氣平臺(tái)是根據(jù)工程實(shí)踐及客戶需求，在下垂式曝氣系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來(lái)的另一種布?xì)庋b置。它的曝氣單元是采用一條空氣支管伸入池底，在池底部通過(guò)“豐”字型空氣支管分別與管式曝氣器相連組成。在“豐”字型平臺(tái)的另一端設(shè)一條支管作為輔助支撐，支撐水管上端鉸接于池頂面的池體上？諝庵Ч堋⒅喂艿牡锥嗽诔氐撞坑卸ㄎ坏慕Y(jié)構(gòu)，以保證每個(gè)單元的確定位置。
在檢修時(shí)，關(guān)閉通往檢修單元的氣閥，打開連接法蘭和鉸接銷，將空氣支管、“豐”字型平臺(tái)、支撐管等組成的單元部件提出水面進(jìn)行檢修、更換。由于可變微孔曝氣管內(nèi)部留存有一定量的空氣，曝氣平臺(tái)有一定的浮力，所以更換一個(gè)單元曝氣平臺(tái)，一般只需2～3名工人用半小時(shí)的時(shí)間即可完成，且不用排空池水。“上浮式曝氣平臺(tái)”也因此得名。
應(yīng)用該布?xì)庋b置的示范工程有廣州新洲環(huán)保工業(yè)園水質(zhì)凈化廠（50000噸/日）、東莞市建暉紙業(yè)有限公司污水站（40000噸/日）、中山市國(guó)泰染整有限公司污水站（30000噸/日）等。
（3）漂浮式曝氣懸鏈（見圖3及題圖3）
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漂浮式曝氣懸鏈技術(shù)是對(duì)引進(jìn)的德國(guó)百樂克懸鏈曝氣技術(shù)加以改進(jìn)而成。其是將可變微孔曝氣管通過(guò)空氣支管連接在水面的漂浮鏈（水平漂浮的空氣管）上。漂浮鏈用球接頭鉸接在鼓風(fēng)機(jī)送空氣的主管路上，每條漂浮鏈可在池中的一定區(qū)域內(nèi)作蛇形擺動(dòng)。另外，由于氣泡從曝氣管表面逸出并在向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，會(huì)不斷受到水流流動(dòng)、漂浮鏈擺動(dòng)等的擾動(dòng)，因此氣泡不是垂直向上運(yùn)動(dòng)，而是斜向運(yùn)動(dòng)，這樣就延長(zhǎng)了氣泡在水中的停留時(shí)間，同時(shí)也提高了氧氣傳遞的效率。由于該曝氣系統(tǒng)沒有水下固定部件，所以維修時(shí)不用排干池中的水，只需將漂浮鏈下的曝氣器提起即可。
該布?xì)庋b置尤其適用于好氧池面積較大的污水處理系統(tǒng)，現(xiàn)已在數(shù)十個(gè)工程實(shí)踐中取得了良好的效果。應(yīng)用該布?xì)庋b置的示范工程有中山市錦興制衣實(shí)業(yè)有限公司污水站（6000噸/日）、廣州市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)永和小區(qū)污水處理廠（6000噸/日）等。
4 曝氣系統(tǒng)的特點(diǎn)
上述曝氣系統(tǒng)的可變微孔曝氣管，停留在水深4～5m處，氣泡從其表面逸出時(shí)，直徑約為50μm。如此微小的氣泡有助于污水和氧氣接觸面積的增大以及氧氣傳送效率的提高。與其他曝氣裝置相比，該曝氣裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）曝氣均勻，節(jié)省動(dòng)力，效果好；（2）維護(hù)簡(jiǎn)單，檢修方便，實(shí)現(xiàn)了不停產(chǎn)檢修；（3）不易被腐蝕，使用壽命長(zhǎng)等。
該系統(tǒng)空氣連接管水下安裝材料均采用防腐耐用管材，可延長(zhǎng)曝氣設(shè)備的使用壽命；同時(shí)由于可變曝氣管布置于池底部，對(duì)池體的泥水會(huì)起到很好的攪動(dòng)作用，可使污水和氧氣混合更均勻，反應(yīng)更徹底，從而使好氧系統(tǒng)曝氣均勻、效率高，提高了好氧系統(tǒng)的去污功效。
5 結(jié)語(yǔ)
（1）不停產(chǎn)檢修的曝氣系統(tǒng)普遍適用于各種市政生活污水處理廠和工業(yè)污水處理工程（非地埋式處理工程）。該項(xiàng)技術(shù)已在100多項(xiàng)工程中得到成功應(yīng)用并不斷完善；污水類別涉及到紡織印染廢水、造紙廢水、化工廢水和市政生活污水等。該項(xiàng)技術(shù)對(duì)保證污水處理設(shè)施的連續(xù)運(yùn)行具有十分重要的意義，在水處理領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景，能夠產(chǎn)生極大的經(jīng)濟(jì)效益。
（2）本文主要是根據(jù)部分工程實(shí)踐選用的管式曝氣器來(lái)進(jìn)行論述。選用其它種類曝氣器時(shí)，采用本文論述的布?xì)庋b置，也可實(shí)現(xiàn)好氧系統(tǒng)的不停產(chǎn)檢修，但應(yīng)先做些相關(guān)試驗(yàn)。
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