射流曝气技术在工业废水处理中的应用

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1、射流曝气技术在工业废水处理中的应用ENVIRONMENTALPROTECTIONOFCHEMICALINDUSTRY2005年第25卷第6期化工环保451郝建张安龙(陕西科技大学造纸工程学院，陕西咸阳712081)［摘要】介绍了射流曝气的基本原理及在废水好氧生物处理屮的独特作用,阐述了射流曝气技术的性［中图分类号】X703［文献标识码］A［文章编号］1006-1878(2005)06-0451-04曝气技术广泛应用在生活污水和工业废水的好氧生物处理中［1］很大，使空气中的氧更易快速溶解于水中。由于气泡直径小，上升速度缓慢，从而延

2、长了大气中氧气溶解于水的时间，促使废水和氧气充分混合接触，氧化废水中的还原性物质，杀灭大部分还原菌和其它一［3］些厌氧菌,进而达到处理废水的目的。1.3废水生物处理中射流曝气的独特作用射流曝气作为一种曝气充氧方法,它的作用不仅仅是作为一种气泡扩散充氧装置（如鼓风曝气屮的各种空气扩散装置），也不能单纯看作是一种机械曝气设备，而是介于两者之间，利用气泡扩散和水力剪切两个作用达到曝气和混合的目的。实际上，在活性污泥法废水处理系统中，由于通常采用废水与活性污泥的混合物作为工作介质,当吸入（或压入）空气后在射流器的喉管内发生相当剧烈的混合

3、作用。这一混合作用一方面进行着气-液-固（活性污泥）之间的紊动扩散与能量交换及气-液-固三相间的转移过程，还有更加突出的是发生在被高速剧烈紊动“切割”得非常细微的气泡、活性污泥的微小颗粒以及废水（液相）中有机物这三者[4]，主要有机械曝气、鼓风曝气、射流曝气。其中射流曝气是利用射流曝气器将气流或气-液混合流导入曝气池，以增加液体中氧含量的系统,由于其一系列优点而得到较为广泛的应用。射流曝气作为一种曝气充氧方法，从20世纪40年代开始渔用到废水处理中，至今已宥60多年的历1射流曝气技术简介1.1射流器的结构射流曝气系统的核心设备是

4、射流器。射流器是利用射流紊动扩散作用来传递能量和质量的流体机械和混合反应设备，它由喷嘴、吸气室、喉管及扩散管等部件构成。图1是一个典型的单喷嘴射流器结构，也是废水生化处理屮常用的曝气用射流器。1射流器结构1.喷嘴;2.吸气室;3.喉管;4.扩散管;5.尾管之间的生物学上的作用。因此,要评价射流曝气用于活性污泥法的作用,如果仅仅作为曝气充氧装置来理解就没有充分反映这一综合过程的全部机理。这一综合过程的机理应当理解为在活性污泥微生物存在的条件下，发生在射流器喉管部分的高速紊动过程中的生物学特性与三相间物理力学特性的综合过程。气体经高

5、速水流吸入后经喉管压缩，气、液相剧烈混合，此时气泡刚形成，吸氧率高;气泡进一步在管道中受剧烈揽动,粉碎成细微气泡,使气、液接［收稿曰期］2005-04-27;［修订日期］2005-05-24。［作者简介］郝建昌（1979一），男，陕西省渭南市人,硕士研1.2射流曝气的基本原理射流器采用文丘里喷嘴，工作水泵出水通过射流器的喷嘴，随着喷嘴直径变小，液体以极高的速度从喷嘴喷射出来，高速流动的液体穿过吸气坌进入喉管，在喉管形成局部真空，通过导气管吸入（或压入）的大量空气进入喉管后，在喷水压力的作用下被分割成大量微小的气泡，与水形成混合体

6、。气液混合体通过扩散管向外排出，其速度减慢，压力増强，形成强力喷射流，对废水搅拌充氧。气泡经多次,，化工环保ENVIRONMENTALPROTECTIONOFCHEMICALINDUSTRY2005年第25卷触面积增大，也提高吸氧率。尤其是当工作介质为废水与活性污泥混合物时，喉管的紊动搅拌作用不只限于微小气泡对废水的充氧作用,同时还发生气-同、液-固间等多方妞的作用，特别是当活性污泥被“切割”成非常细小的颗粒，无疑将大大增加活性污泥的表面更新率与吸附表面积，从而使活性污泥的细小絮状体能与气泡屮的氧及废水屮的有机物有充分的接触吸附

7、作用，使吸附能力大大提高。这是其它类型曝气设备所不能达到的[4]但这种装置的缺点是构造比较复杂，制造、安装、检修比较W难。20世纪80年代以来,德国拜耳和赫司特两大化工公司先后完成了采用高塔一射流曝气活性污泥法处理化工废水的扩建过程，日处理废水量分别为5331.6X10m（工业废水90000m,市政污水70000m）和1.0X10m。它们分别采用获得专利的狭缝射流器和径向射流喷嘴进行曝气。这两种压力供气射流器结合高塔型（水深25〜30m）的反应器，强化了氧的分布、溶解和利用，有效地防止了气泡并聚，提高了氧的利用率，在水深17m的

8、条件下充氧动力效率达到3.8kg/（kWh）,系统B0D5的去除率均在90%以上3[7]3531.4射流曝气技术的主要性能特点射流曝气法与其它曝气力法的区别在于其核心设备射流曝气器。射流曝气法的优点:（1）射流曝气器混合搅拌作用强，具有较高的的充氧能力、氧利用率