下向流式曝氣裝置簡介
 

1　DFA的構(gòu)造、原理
1.1　DFA的構(gòu)造

DFA(Dyna Foil Aerator)是節(jié)能型、攪拌式下向流鼓風(fēng)曝氣裝置，如圖1所示。實(shí)用化成組裝置如圖2所示，曝氣裝置布置在園屋頂?shù)慕ㄖ飪?nèi)。

由圖1可知曝氣裝置由曝氣槽、電動機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)、傳動軸、園弧型葉輪、空氣擴(kuò)散管、套管導(dǎo)向葉及套管入口導(dǎo)向葉支柱等組成。電動機(jī)驅(qū)動裝置由電動機(jī)及減速機(jī)組成。

1.2 DFA原理

DFA的園弧型葉輪效率高，具有低轉(zhuǎn)速流量大的功能。園弧型葉輪旋轉(zhuǎn)致使混合液形成強(qiáng)力的下向流。當(dāng)下向流經(jīng)排液管達(dá)到曝氣槽底部后，變換方向形成輻射狀底層流，并到達(dá)曝氣槽的每個角落。該底層流又進(jìn)一步改變方向形成上向流，到達(dá)水表面層后，成為表層流再次流入DFA吸入口。同時來自曝氣槽底部的上向流形成副流引發(fā)下向流，均勻地攪拌著混合液。

鼓風(fēng)機(jī)送出0.25 kg/cm2的空氣，經(jīng)園弧型葉輪下部空氣擴(kuò)散管吹入下向流混合液中。噴出的空氣被下向流的動壓壓碎、剪斷，成為微細(xì)化氣泡，分散在混合液中。微細(xì)化氣泡隨混合液流動，通過下向流、底層流、上向流形成的攪拌流，混合液分散到曝氣槽中。于是，促進(jìn)氣液界面的更新，延長了氣液的接觸時間，提高了溶氧效率。

2　DFA的特征與評價

DFA適合各種污水處理，具有攪拌能力強(qiáng)，溶氧效率高等特征。

2.1　厭氧、好氧攪拌功能

通過開、停鼓風(fēng)機(jī)或開、關(guān)供氣閥實(shí)施厭氧、好氧處理。隨著供氣量增加，動力消耗約增加15%～30%，這是下向流方式的特征。

2.2　溶氧效率高

由于套管內(nèi)動壓(水流)作用，壓碎、剪斷空氣成微細(xì)化氣泡，均勻分散在曝氣槽中，強(qiáng)化了氣液界面的長時間接觸與更新，提高了溶氧效率。試驗(yàn)表明，氧傳遞速度11～16 kg/h時溶氧效率為30%～60%。隨著循環(huán)流量增加，將更加提高溶氧效率。

2.3　攪拌力與流動狀況

由于園弧型葉輪性能高，在低動力、低轉(zhuǎn)速的條件下，同樣得到大的循環(huán)流量，其攪拌力極強(qiáng)。在距曝氣槽底面100 mm以上，距出水口2300 mm以下的層間，測定了厭氧、好氧攪拌時的流量、流速，如圖３所示。試驗(yàn)表明當(dāng)流速10 cm/s以上時，可充分保證污泥不沉降。

2.4　負(fù)荷變動的控制對策

根據(jù)負(fù)荷變動情況，可任意設(shè)定氣液比(供氣量與循環(huán)攪拌流量之比)等條件，實(shí)現(xiàn)其最佳控制。

2.5　曝氣槽形狀

根據(jù)建設(shè)用地情況，可建成不同形狀，效果是相同的。本例的曝氣槽為7m×7m×6m，水深5.3 m。

2.6　節(jié)能性

由于充分發(fā)揮其溶氣作用，用少量的空氣便提供了足夠的氧，滿足了水處理的需要。供氣口位于水下2.38 m以下，低壓鼓風(fēng)機(jī)即可滿足需要，既節(jié)能又降低了噪聲、振動和溫升。當(dāng)DFA氧傳遞動力效率2.0～3.5 kg/kWh時。常規(guī)普通鼓曝氣以及機(jī)械攪拌曝氣的氧傳遞動力效率卻為 1.5～2.5 kg/kWh，即DFA氧傳遞動力效率為傳統(tǒng)方式的1.3～1.5倍，表明了DFA的優(yōu)越性。通常節(jié)省電費(fèi)25%～30%左右。

2.7　易維護(hù)性

電動機(jī)及傳動裝置在曝氣槽上部，便于日常巡檢與維護(hù)。采用負(fù)荷變化跟蹤控制平衡遠(yuǎn)行，非常有利于降低成本(主要是電纜)。

3　污水處理場應(yīng)用與操作實(shí)例

3.1　設(shè)計能力與配置實(shí)例

本裝置根據(jù)厭氧、好氧法的實(shí)績設(shè)計的組合全曝氣式空氣擴(kuò)散裝置(dome diffuser)，在最終好氧槽上且配置了拱屋頂大棚式建筑物(圖2)。裝置能力如表1所示。裝置全長110 m，寬7.6 m，分為5段，水深5m。1～4段各配置2臺DFA-98-5.5，口徑980 mm，循環(huán)量90m3/min，電動機(jī)5.5kW，減速機(jī)功率5.5kW，速比1∶5。該裝置已于1996年3月在日本福岡縣污水處理場投入運(yùn)行。

3.2　運(yùn)轉(zhuǎn)方式及狀況

本實(shí)例運(yùn)轉(zhuǎn)方式如表2所示。由于在1～4段配置DFA，在任何工況下運(yùn)行，均有效地改污泥的沉降性和除磷效果。在供空氣量2.8～3.0 Nm3/min時，MLSS達(dá)1500 mg/L，MLDO達(dá)2.2 mg/L，已安全運(yùn)行28000h以上。

4　結(jié)束語

高性能，壽命長的DFA厭氧、好氧兼?zhèn)涞臄嚢杵貧庋b置，是支持再資源化、能源回收的重要環(huán)保型技術(shù)設(shè)備，必將在污水處理及資源循環(huán)和零排放工藝中發(fā)揮更大的作用。

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