深井|废水处理-浙江金佰利环境科技有限公司|深曝井工艺曝气

工程案例
－ENGINEERING CASE－

深井曝气的结构及运行原理

1、深井的结构
深井曝气是以一口垂直于地下的井作为曝气池的高效活性污泥工艺，深井纵向被分隔为下降管和上升管两部分，在混合液沿下降管和上升管反复循环的过程中废水得到处理。其结构主要有同心圆、 U 形管和隔板三种结构形式。由于 U 形管结构的深井施工难度大，应用较少。不管深井采用何种形式结构，它均由上升管、下降管、顶槽三部分组成。以同心圆结构的深井为例，一般以中心管为下降管，以两管的环形部分为上升管，上部扩大部分为顶槽三部分组成。

2、深井曝气处理废水的工艺流程
深井曝气法的工艺流程一般包括前处理、深井曝气和固液分离三部分。
预处理主要包括格栅和沉砂，以防止废水中的污物和大颗粒的泥砂进井。由于深井曝气法氧化能力强，处理城市污水可省掉一沉池。
深井是深井曝气工艺的核心构筑物，一般直径为 0.5-6.0m ，深度为 50-150m ，井的上部设一断面扩大的顶槽。废水与回流污泥引入下降管，在井内循环，空气注入下降管或同时注入下降管与上升管，混合液由上升管中排出至固液分离装置。

3、气提循环式深井运转原理
深井曝气运转方式为气提循环，气提循环式深井就是用压缩空气的气体扬升作用，使井内液体循环的方式。注入井内的空气既是循环的动力，又是生化的氧源。由于气提作用，液体在井内产生循环，液气的循环流速一般为0.9-1.5m/s，要大于气泡在水中的上浮速度，气泡上浮速度按0.3m/s考虑。故注入下降管内的空气气泡会随循环液流下降，并随静水压力的增加被溶解。循环液在井底翻转，沿上升管上升的过程中逐渐释放。液位的循环就是靠上升管与下降管的空隙率（气体体积百分数）总和，亦即静水压力的差值得以维持的。由于循环的深井中供给的压缩空气即作为深井的转换动力，又作为提供足够的溶解氧。具有能耗低、设备简单、运行管理方便的特点。因此世界上绝大多数深井均采用气提循环式的运行方式。气提循环式深井在上升管和下降管的适当部位都装有一个曝气喷射的装置。
为了排除井内的气体（N2和CO2），以利于液体循环与生化反应的进行，深井的上部设置一定体积的脱气池。

4、深井曝气充氧原理
      （1）由于深井的深度大，井内的静水压力高，固而大大提高了氧传质的推动力。对于50～150m的深井，氧传质的推动力是常规法的6-16倍，因而深井法的充氧能力大、氧的利用率高。
      （2）井内循环所产生的紊流度高，雷诺数Re在10⁴数量级以上，促使井内气液膜的更新，提高了氧传质的总转移系数。
      （3）和常规活性污泥法气泡和液体接触时间15s左右相比，深井中的气液接触时间可达200s左右，因而提高了氧的利用率。
      因此，深井曝气法具有其他生物法难于达到的高充氧性能。同其它工艺的充氧性能比较

各种生物法充氧性能比较
处理方法	充氧能力（ kgO₂ /m³ h ）	充氧动力效率（ kgO₂ /kWh ）	氧利用率（ % ）
深井曝气法	0.25 ～ 3.0	3 ～ 6	70 ～ 90
普通曝气法	0.05 ～ 0.1	0.5 ～ 1.0	5 ～ 15
纯氧曝气法	0.25	1.0 ～ 1.5	90

5、深井曝气工艺性能
废水的生化处理效果主要受有机物浓度（BOD₅）、废水的可生化性和活性生物固体浓度（MLVSS）等因素的影响。生化反应的最终产物主要是剩余污泥、水和CO₂，因此在生物处理系统中，目的就是为了完成有机污染物向最终产物的转化。当液相中可利用的溶解氧没有限制时，生物过程的效率主要取决于微生物降解和同化有机物的能力，而降解和同化有机物的速率随MLVSS浓度和混合搅拌强度的增加而提高。
在常规活性污泥系统中，由于供氧能力的限制，对于不同的浓度的混合液都有一个极限的负荷率F/M。如当MLVSS=3g/L时，在不超过常规装置的曝气能力（按上表中所示的0.08 kgO₂ /m³ h 计）的条件下，系统的运行负荷率F/M＞0.55。显然好氧生物处理工艺的主要制约因素之一是曝气装置保持好氧环境的能力。深井工艺由于传氧效率高，可以在井内维持浓度高达10mg/L的MLVSS，同时由于井内的液体循环速度高、紊流度高、能使生物固体和有机质间有效地混合传质，因此有机负荷F/M能够超过上述极限，高达2.0，从而使曝气时间大为缩短，例如处理生活污水的时间可缩短到30分钟。

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