小型分散式生活污水处理设备

小型分散式生活污水处理设备

一、小型分散式生活污水处理设备---概述

目前，小水量的污水采用连续运行的污水处理方式，其存在以下问题1、选泵问题由于小水量污水的平均流量较小(每小时流量在7立方以下)，常规的潜污泵不能满足要求。如选用非标的污水泵，导致运行维护困难，泵的匹配较难。2占地问题连续流污水处理工艺，需要设置独立的初沉池、曝气池和二沉池，造成占地面积较大，且需要污泥回流，基建费用高；而序列间歇式生化污水处理工艺需要集反应和沉淀于一体的污水处理设备，其占地面积小，不需污泥回流，基建费用低。3、运行问题连续流污水处理工艺，运行方式相对固定，难于适应污水的变化。而序列间歇式生化污水处理工艺自动化程度高，运行方式灵活，可根据污水和处理出水情况及时调整运行方式，运行方便可靠。因此现实中，存在对这种小型高效节能序列间歇式生化污水处理设备的需求。该种设备造价低廉，运行，其非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的生活污水。关于进水系统，传统序列间歇式生化污水处理设备进水多为一点进水，进水时间段内，新鲜污水与反应器内的混合液需要设置搅拌机混合，此种方式运行能耗高，如不设搅拌机则新鲜污水与反应器内的混合液混合程度低，则序列间歇式生化污水处理设备运行周期的进水段时间利用率低，不利于污染物的降解，序列间歇式生化污水处理设备基本没发挥作用；关于出水系统，传统的序列间歇式生化污水处理设备的滗水器主要两种类型无动力式和动力式。无动力式虽然能耗少，但现有的滗水装置主要有以下不足1)人工固定式是采用多点式排水，其缺点是操作复杂，需要工作人员多。2)虹吸式滗水器主要不足是:滗水深度较低且不易调整，设计精度高，虹吸要求条件高等缺点；幻浮筒式滗水器，其执行机构仍需气源和电力驱动，且柔性接头、软管、气动控制拍门等易出故障。动力式滗水器从运行方式上可分成套筒式、旋转式等形式。此类滗水器都存在机械结构复杂，造**，可靠性差，设备投资比较大，故障率和维修量比较大的问题；另设备运行方面，因滗水器工作时上下移动或滗水器安装维护需要，序列间歇式生化污水处理设备多为敞口设备，容易造成臭气外溢，影响了序列间歇式生化污水处理设备的推广。

二、小型分散式生活污水处理设备---微纳米曝气机特性

1.比表面积大

气泡的体积和表面积的关系可以通过公式表示。气泡的体积公式为V=4π/3r3，气泡的表面积公式为A=4πr2，两公式合并可得A=3V/r，即V总=n·A=3V总/r。也就是说，在总体积不变（V不变）的情况下，气泡总的表面积与单个气泡的直径成反比。根据公式，10微米的气泡与1毫米的气泡相比较，在一定体积下前者的比表面积理论上是后者的100倍。空气和水的接触面积就增加了100倍，各种反应速度也增加了100倍。 

2.上升速度慢

根据斯托克斯定律，气泡在水中的上升速度与气泡直径的平方成正比。气泡直径越小则气泡的上升速度越慢。从气泡上升速度与气泡直径的关系图可知，气泡直径1mm的气泡在水中上升的速度为6m/min，而直径10μm的气泡在水中的上升速度为3mm/min，后者是前者的1/2000。如果考虑到比表面积的增加，微纳米气泡的溶解能力比一般空气增加20万倍。

3.自身增压溶解

水中的气泡四周存有气液界面，而气液界面的存在使得气泡会受到水的表面张力的作用。对于具有球形界面的气泡，表面张力能压缩气泡内的气体，从而使更多的气泡内的气体溶解到水中。根据杨-拉普拉斯方程，∆P=2σ/r,∆P 代表压力上升的数值，，σ代表表面张力，r代表气泡半径。直径在0.1mm以上的气泡所受压力很小可以忽略，而直径10μm的微小气泡 会受到0.3个大气压的压力，而直径1μm的气泡会受高达3个大气压的压力。微纳米气泡在水中的溶解是一个气泡逐渐缩小的过程，压力的上升会增加气体的溶解速度，伴随着比表面积的增加，气泡缩小的速度会变的越来越快，从而溶解到水中，理论上气泡即将消失时的所受压力为无限大。 

4.表面带电

纯水溶液是由水分子以及少量电离生成的H+和OH-组成，气泡在水中形成的气液界面具有容易接受H+和OH-的特点，而且通常阳离子比阴离子更容易离开气液界面，而使界面常带有负电荷。已经带上电荷的表面倾向于吸附介质中的反离子，特别是高价的反离子，从而形成稳定的双电层。微气泡的表面电荷产生的电势差常利用ζ电位来表征，ζ电位是决定气泡界面吸附性能的重要因素。当微纳米气泡在水中收缩时，电荷离子在非常狭小的气泡界面上得到了快速浓缩富集，表现为ζ电位增加，到气泡破裂前在界面处可形成非常高的ζ电位值。