一、工藝介紹

VertiCel高效組合曝氣工藝是我公司引進(jìn)的國外先進(jìn)技術(shù)。此系統(tǒng)可用于新廠的設(shè)計(jì)，以及現(xiàn)有采用微孔曝氣工藝的處理廠的升級改造。

在大多數(shù)的污水處理廠中，活性污泥曝氣系統(tǒng)消耗的電能占處理廠總能耗的大部分。這樣，為了降低處理廠的運(yùn)行費(fèi)用，提高曝氣系統(tǒng)的效率是一個(gè)主要手段。通常只考慮曝氣設(shè)備的效率，而忽視了系統(tǒng)的整個(gè)設(shè)計(jì)對曝氣效率的影響。

VertiCel高效組合曝氣工藝已被證實(shí)能夠節(jié)省大量電能。這種系統(tǒng)的特點(diǎn)是反應(yīng)池分階段串聯(lián)在一起，第一階段反應(yīng)池采用機(jī)械曝氣，第二階段反應(yīng)池采用微孔曝氣。與傳統(tǒng)的微孔曝氣相比，組合曝氣能夠大量節(jié)省能耗。

傳統(tǒng)活性污泥設(shè)計(jì)只有一種曝氣設(shè)備，通常對于設(shè)備和工藝均要確保單一氣源的可靠性。在組合曝氣設(shè)計(jì)中，需要有豐富的工藝工程經(jīng)驗(yàn)將表曝和底曝這兩種差異較大的曝氣設(shè)備整合成一個(gè)兼容的系統(tǒng)。

二、工藝特點(diǎn)

1、曝氣效率

根據(jù)不同情況的大量研究， 微孔曝氣設(shè)備在清水中的氧傳輸效率最高，對此幾乎沒有爭議。在滿負(fù)荷運(yùn)行的曝氣池中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測試膜片和陶瓷材質(zhì)的微孔曝氣系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)條件下的清水曝氣效率是7.2 lbs/HP?hr(4.44kg/kWh)，機(jī)械曝氣在清水中的效率通常只有它的一半，一般是3.2 lbs/HP?hr(1.97kg/kWh)。雖然兩種設(shè)備在清水中的曝氣效率差別很大，但當(dāng)在混合液中考慮了α系數(shù)后，這兩個(gè)效率將基本相當(dāng)。對于微孔曝氣，廢水中影響α系數(shù)的主要組分是表面活性劑。表面活性劑對氣液兩相界面的影響相當(dāng)大，降低了兩相界面的表面張力，使傳氧更困難。氣泡越小，傳氧越困難。對于大部分底曝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，氣泡越小，α系數(shù)越低。許多微孔曝氣系統(tǒng)的α系數(shù)只有0.5或更低，這導(dǎo)致氧轉(zhuǎn)移效率減小到不到清水的一半。

機(jī)械曝氣對表面活性劑的反應(yīng)是不同的。表面活性劑幫助產(chǎn)生更小的水滴，提高氧傳輸?shù)目衫帽砻娣e。這樣，在活性污泥系統(tǒng)中采用機(jī)械曝氣α系數(shù)實(shí)際上能高于1.0。在機(jī)械曝氣的長推流池中進(jìn)行的研究中發(fā)現(xiàn)，前端測得的α系數(shù)是1.2，出口處是≤1.0。與微孔曝氣相反，機(jī)械曝氣最好的氧轉(zhuǎn)移效率是在工藝系統(tǒng)的前端。

2、溶解氧DO

另一個(gè)影響曝氣設(shè)備氧轉(zhuǎn)移效率的是設(shè)計(jì)中采用的DO值。最新的研究表明，將長推流池分隔成幾段處理工序，當(dāng)初始階段的DO為0時(shí)，能夠得到較好的工藝性能。這些研究指出，當(dāng)曝氣池從較低的DO轉(zhuǎn)成較高的DO時(shí)，能夠產(chǎn)生沉降性能較好的活性污泥。

分離的反應(yīng)池（前一半的DO為0，后一半的DO較高）提高系統(tǒng)的氧轉(zhuǎn)移效率。缺氧池中曝氣設(shè)備的氧轉(zhuǎn)移效率能提高20%或者更高。另外，建立了同步硝化反硝化的環(huán)境。DO為0的曝氣池的反硝化率在沒有內(nèi)循環(huán)的條件下能達(dá)到80%。

3、曝氣缺氧

定義：0 DO的曝氣池或者在缺氧條件下運(yùn)行的曝氣池是曝氣缺氧池。通常的非曝氣缺氧池僅利用了總生物量的一小部分，通常是20%或者更低，而曝氣缺氧池則至少利用總生物量的一半，并且有更多的工藝優(yōu)勢以及節(jié)省能量。

VLR是一種理想的曝氣缺氧立式循環(huán)反應(yīng)池。轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)提供氧傳輸以及混合攪拌。

4、組合曝氣

在較大規(guī)模的污水廠，為進(jìn)一步提高系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用，將VLR和微孔曝氣合并在一起作為一種新工藝形式。將機(jī)械曝氣放在處理系統(tǒng)前端的依據(jù)是因?yàn)樗鼈儗⒂凶罡叩摩林怠Ｔ?span>0 DO條件下傳遞一半的總需氧量，這將進(jìn)一步提高傳氧效率，同時(shí)也通過反硝化獲取氧氣。在第二階段采用微孔曝氣是因?yàn)棣林堤岣撸诙A段微孔曝氣的曝氣效率是它放在第一階段（系統(tǒng)前半部分）時(shí)的兩倍。

這種微孔曝氣之前設(shè)置VLR立環(huán)生物反應(yīng)器的高效組合曝氣被稱為VertiCel，該名稱來源于作為前置曝氣缺氧環(huán)狀池的VLR(vertical)以及后接部分的微孔曝氣單元（Cells）的組合。

VertiCel的節(jié)能特征總結(jié)如下：

l? 微孔曝氣用于系統(tǒng)的后半部分，優(yōu)化了微孔曝氣的α系數(shù)；

l? 機(jī)械曝氣用于系統(tǒng)的前半部分，優(yōu)化了機(jī)械曝氣的α系數(shù)；

l? 系統(tǒng)的前半部分保持曝氣缺氧條件，通過反硝化作用釋放了相當(dāng)多的氧氣；

l? 系統(tǒng)的前半部分在0 DO下進(jìn)行氧氣傳輸，有利于提高曝氣設(shè)備的曝氣效率。