氧化溝潛水推進(jìn)器在污水處理中的關(guān)鍵作用

南京蘭江泵業(yè)

　　摘要

　　氧化溝工藝作為活性污泥法的重要變型，憑借其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、污泥齡長等優(yōu)勢(shì)，成為城市污水與工業(yè)廢水處理的主流工藝之一。氧化溝潛水推進(jìn)器作為氧化溝系統(tǒng)的核心動(dòng)力設(shè)備，通過調(diào)控水流流態(tài)、維持混合液懸浮狀態(tài)、促進(jìn)污染物降解與污泥回流，直接影響污水處理效率與運(yùn)行穩(wěn)定性。本文從氧化溝工藝原理出發(fā)，系統(tǒng)分析潛水推進(jìn)器的功能機(jī)制、技術(shù)特點(diǎn)及其對(duì)污水處理效果的影響，并探討其選型優(yōu)化與智能化升級(jí)方向，為污水處理廠的穩(wěn)定運(yùn)行提供理論支持。

　　引言

　　隨著城市化進(jìn)程加速與環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)提升，污水處理廠需在有限占地面積內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效、低耗的污染物去除。氧化溝工藝通過延時(shí)曝氣與循環(huán)流動(dòng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了同步硝化反硝化(SND)、污泥減量化等目標(biāo)，但其運(yùn)行效果高度依賴水流流態(tài)的穩(wěn)定性。潛水推進(jìn)器作為氧化溝內(nèi)動(dòng)力來源，其性能直接影響混合液溶解氧分布、污泥懸浮狀態(tài)及污染物傳質(zhì)效率。研究潛水推進(jìn)器的關(guān)鍵作用，對(duì)優(yōu)化氧化溝工藝運(yùn)行、降低能耗與提升出水水質(zhì)具有重要意義。

　　1. 氧化溝工藝原理與潛水推進(jìn)器的功能定位

　　1.1 氧化溝工藝特點(diǎn)

　　氧化溝是一種環(huán)形或橢圓形的閉合式曝氣池，污水與活性污泥在溝內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，通過曝氣設(shè)備供氧并降解有機(jī)物。其核心優(yōu)勢(shì)包括：

　　??長污泥齡（15 - 30d）??：支持硝化菌與反硝化菌共生，實(shí)現(xiàn)同步脫氮；

　　??低有機(jī)負(fù)荷（0.1 - 0.3kgBOD?/(kgMLSS·d)）??：抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，出水水質(zhì)穩(wěn)定；

　　??簡(jiǎn)化流程??：無需單獨(dú)設(shè)置二沉池與污泥回流泵(依賴混合液懸浮狀態(tài)實(shí)現(xiàn)內(nèi)回流)。

　　1.2 潛水推進(jìn)器的功能定位

　　潛水推進(jìn)器是氧化溝內(nèi)的“心臟”，其核心功能包括：

　　??維持混合液循環(huán)流動(dòng)??：驅(qū)動(dòng)污水與污泥形成連續(xù)環(huán)流，避免短流與死區(qū)；

　　??促進(jìn)溶解氧（DO）均勻分布??：通過調(diào)控水流速度與方向，優(yōu)化曝氣器周邊DO濃度；

　　??保持污泥懸浮狀態(tài)??：防止污泥沉降堆積，確保微生物與污染物充分接觸；

　　??強(qiáng)化傳質(zhì)效率??：推動(dòng)污水與活性污泥、溶解氧、營養(yǎng)物質(zhì)的混合，加速污染物降解。


　　2. 潛水推進(jìn)器的關(guān)鍵技術(shù)特點(diǎn)

　　2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)適配氧化溝流態(tài)

　　氧化溝內(nèi)水流需同時(shí)滿足“循環(huán)流動(dòng)”與“局部擾動(dòng)”的雙重需求，潛水推進(jìn)器通常采用以下設(shè)計(jì)：

　　??低轉(zhuǎn)速大直徑葉輪??：轉(zhuǎn)速通常為30 - 100r/min，葉輪直徑可達(dá)1 - 3m，通過低剪切力推動(dòng)混合液形成平緩環(huán)流，避免污泥破碎；

　　??可調(diào)角度葉輪??：葉輪傾角可調(diào)(通常0° - 30°)，通過改變推流方向調(diào)控溝內(nèi)流速分布(典型流速0.3 - 0.6m/s)，避免短流與死區(qū)；

　　??雙曲面或螺旋槳葉輪??：雙曲面葉輪適用于大流量低揚(yáng)程場(chǎng)景(如矩形氧化溝)，螺旋槳葉輪則更適合小空間高流速需求(如圓形氧化溝)。

　　2.2 動(dòng)力性能與能效優(yōu)化

　　潛水推進(jìn)器的功率通常為1.5 - 75kW，其能效比(單位能耗產(chǎn)生的流速)直接影響運(yùn)行成本。高效推進(jìn)器需滿足：

　　??高推力效率??：通過CFD(計(jì)算流體動(dòng)力學(xué))模擬優(yōu)化葉輪形狀，推力效率可達(dá)60% - 75%；

　　??變頻調(diào)速控制??：根據(jù)進(jìn)水負(fù)荷動(dòng)態(tài)調(diào)整轉(zhuǎn)速(如夜間低流量時(shí)降低轉(zhuǎn)速20% - 30%)，節(jié)能率可達(dá)20% - 40%；

　　??耐磨與防腐設(shè)計(jì)??：葉輪與殼體采用不銹鋼(如316L)或高分子復(fù)合材料(如聚氨酯涂層)，抵抗污水中的懸浮物磨損與化學(xué)腐蝕。

雪域幽靈

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