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焦化污水处理曝气系统——射流器运行报告
焦化污水处理曝气系统——射流器运行报告
迁安中化煤化工有限责任公司
迁安中化煤化工有限公司焦化厂焦化污水处理采用的是生化法处理。生化处理系统分两组并联运行，每组生化曝气系统分两级曝气，分为O1曝气池、O2曝气池。现曝气系统采用的是鼓风微孔曝气方式，并随着时间的运行，微孔曝气管堵塞、老化开裂，氧利用率下降，抗冲击负荷能力弱，导致曝气池内溶解氧、出水水质达不到设计目标，需定期停水放水检修。
迁安中化煤化工有限公司针对以上情况，与成都绿水科技有限公司签订技术协议，向成都绿水科技有限公司采购了1套3600射流器，带24个N40增效喷嘴在西O1曝气池第1廊道进行了改造。
1、未进行射流曝气改造前的水处理效果分析
（1）处理水量和水质
| 日期（月/日） | 总处理水量（m³/h） | 调节池出水COD（mg/L） | O1曝气池出水COD（mg/L） | O2曝气池出水COD（mg/L） |
|---|---|---|---|---|
| 4/14 | 110 | 4450 | 1040 | 405.4 |
| 4/15 | 110 | 4269 | 1033 | 405.4 |
| 4/16 | 110 | 3845 | 1278 | 490 |
| 4/17 | 110 | 5580 | 1910 | 725 |
| 4/18 | 110 | 4504 | 1049 | 433.3 |
| 4/19 | 110 | 5426 | 983 | 433.3 |
| 4/20 | 110 | 4803 | 971.7 | 400 |
| 4/21 | 110 | 4665 | 1046 | 565 |
| 4/22 | 110 | 4192 | 933 | 485.8 |
| 4/23 | 110 | 4775 | 985.9 | 599.5 |
| 4/24 | 110 | 4205 | 892 | 624.5 |
| 4/25 | 110 | 4971 | 949.5 | 656.1 |
| 4/26 | 110 | 4464 | 974.5 | 594.6 |
| 5/1 | 110 | 5689 | 907.2 | 589.7 |
| 5/2 | 110 | 4346 | 941.4 | 596.2 |
| 5/3 | 110 | 4914 | 933.4 | 561.1 |
| 5/4 | 110 | 5232 | 915 | 474.7 |
| 平均处理水量、水质 | 110 | 4725.3 | 1043.7 | 531.7 |
（2）水池有效容积
| 单元 | 单个廊道尺寸（m） | 单组总有效容积（m³） | 备注 |
|---|---|---|---|
| O1曝气池 | 35 × 4.5 × 5.5 | 2363 | 每组3个廊道，共6个廊道 |
| O2曝气池 | 35 × 4.5 × 5.5 | 788 | 每组1个廊道，共2个廊道 |
（3）工艺运行参数
MLVSS：3500 mg/L；溶解氧浓度：2 mg/L；设计水温：30 ℃。
（4）需氧量计算
| 单元 | 处理水量（m³/h） | 实际需氧量（kg(O₂)/h） |
|---|---|---|
| O1曝气池 | 110 | 282 |
| O2曝气池 | 110 | 41 |
总实际需氧量：282 + 41 = 323 kg(O₂)/h。
（5）现有鼓风机供氧量、氧利用率分析
现有风机风量：50 m³/min，风压63 kPa，装机功率75 kW，共4台，四台全开。
总鼓风量：50 × 60 × 4 = 12000 m³/h。
供氧量：12000 × 0.21 × 1.4 = 3528 kg(O₂)/h。
现有曝气系统的曝气设备氧利用率：323 ÷ 3528 ≈ 9.15%。
（6）现有功耗及铭牌动力效率分析
总处理水量110 m³/h时，风机开4台。
| 类别 | 装机功率（kW） | 数量 | 总装机功率（kW） | 实际铭牌动力效率（kg(O₂)/kWh） |
|---|---|---|---|---|
| 鼓风机 | 75 | 4 | 300 | 323 ÷ 300 = 1.08 |
2、仅西O1池第1廊道改为射流曝气后的水处理效果分析
（1）处理水量和水质
| 日期（月/日） | 总处理水量（m³/h） | 调节池出水COD（mg/L） | O1曝气池出水COD（mg/L） | O2曝气池出水COD（mg/L） |
|---|---|---|---|---|
| 5/5 | 110 | 5232 | 838.9 | 554.9 |
| 5/6 | 110 | 5014 | 816.4 | 499 |
| 5/7 | 110 | 3244 | 725.5 | 332.2 |
| 5/8 | 110 | 3277 | 679.9 | 304 |
| 5/9 | 110 | 3367 | 727.5 | 325.5 |
| 5/10 | 110 | 4517 | 617.9 | 399.2 |
| 平均处理水量、水质 | 110 | 4108.5 | 734.4 | 402.5 |
（2）需氧量计算
| 单元 | 处理水量（m³/h） | 实际需氧量（kg(O₂)/h） |
|---|---|---|
| O1曝气池 | 110 | 265 |
| O2曝气池 | 110 | 29 |
总实际需氧量：265 + 29 = 294 kg(O₂)/h。
（3）射流器充氧量、氧利用率分析
射流器采用鼓风加压运行模式，在现有鼓风机风压63 kPa设计的条件下，射流器吸气量为815 m³/h。根据现场运行测试，现有风机开3台，三开一备。
总鼓风量：50 × 60 × 3 = 9000 m³/h；其中射流器使用815 m³/h，现有曝气设备使用9000 − 815 = 8185 m³/h。
按现有鼓风曝气设备氧利用率9.15%计，其实际充氧量为8185 × 0.21 × 1.4 × 9.15% = 220.2 kg(O₂)/h。
射流曝气实际充氧量：294 − 220.2 = 73.8 kg(O₂)/h。
射流曝气设备氧利用率：73.8 ÷ (815 × 0.21 × 1.4) ≈ 30.8%。
（4）第1廊道改造前后溶解氧分析
| 序号 | 测溶解氧位置 | 改造前值 | 技术要求 | 实际运行值 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 西O1第1廊道进水端1/4处 | 0.15～0.5 | 1～1.5 | 1.3～2 |
| 2 | 西O1第1廊道1/2处 | 0.2～0.7 | — | 1.8～5 |
| 3 | 西O1第1廊道出水端1/2处 | 0.5～1.5 | — | 1.3～4.5 |
（5）整个曝气系统功耗及铭牌动力效率分析
仅西O1池第1廊道改为射流曝气后，总处理水量110 m³/h时，风机开3台。
| 类别 | 装机功率（kW） | 数量 | 总装机功率（kW） | 实际铭牌动力效率（kg(O₂)/kWh） |
|---|---|---|---|---|
| 鼓风机 | 75 | 3 | 75 × 3 − 20.4 = 204.6 | 220.2 ÷ 204.6 = 1.08 |
| 射流器（风机） | 815 ÷ 3000 × 75 = 20.4 | 1 | 50.4（风机与水泵合计） | 73.8 ÷ 50.4 = 1.46 |
| 射流器（水泵） | 30 | 1 | — | — |
系统合计装机功率：225 + 30 = 255 kW。
3、结论
从射流器改造前后的监测数据处理分析结果和能耗及实际铭牌动力效率分析看出，射流曝气具有以下优势：
- 整个曝气系统的动力效率增加，能耗降低，总使用装机功率由300 kW降低到255 kW。
- 射流曝气设备氧利用率为30.8%，现有鼓风曝气设备氧利用率为9.15%，前者是后者的3.4倍。
- 曝气池的溶解氧由改造前的0.15～1.5 mg/L提高到1.3～5 mg/L。
- 射流曝气综合实际铭牌动力效率为1.46 kg(O₂)/kWh，相对现有鼓风曝气系统的1.08 kg(O₂)/kWh提高了0.38 kg(O₂)/kWh，是现有鼓风曝气设备动力效率的1.35倍。采用射流曝气方式，可使总使用装机功率降低15%，由300 kW降低到255 kW。
