國美(天津)水技術工程有限公司

一、工藝介紹

VertiCel高效組合曝氣工藝是我公司引進的國外先進技術。此系統可用于新廠的設計，以及現有采用微孔曝氣工藝的處理廠的升級改造。

在大多數的污水處理廠中，活性污泥曝氣系統消耗的電能占處理廠總能耗的大部分。這樣，為了降低處理廠的運行費用，提高曝氣系統的效率是一個主要手段。通常只考慮曝氣設備的效率，而忽視了系統的整個設計對曝氣效率的影響。

VertiCel高效組合曝氣工藝已被證實能夠節省大量電能。這種系統的特點是反應池分階段串聯在一起，第一階段反應池采用機械曝氣，第二階段反應池采用微孔曝氣。與傳統的微孔曝氣相比，組合曝氣能夠大量節省能耗。

傳統活性污泥設計只有一種曝氣設備，通常對于設備和工藝均要確保單一氣源的可靠性。在組合曝氣設計中，需要有豐富的工藝工程經驗將表曝和底曝這兩種差異較大的曝氣設備整合成一個兼容的系統。

二、工藝特點

1、曝氣效率

根據不同情況的大量研究， 微孔曝氣設備在清水中的氧傳輸效率最高，對此幾乎沒有爭議。在滿負荷運行的曝氣池中進行實驗，測試膜片和陶瓷材質的微孔曝氣系統，標準條件下的清水曝氣效率是7.2 lbs/HP?hr(4.44kg/kWh)，機械曝氣在清水中的效率通常只有它的一半，一般是3.2 lbs/HP?hr(1.97kg/kWh)。雖然兩種設備在清水中的曝氣效率差別很大，但當在混合液中考慮了α系數后，這兩個效率將基本相當。對于微孔曝氣，廢水中影響α系數的主要組分是表面活性劑。表面活性劑對氣液兩相界面的影響相當大，降低了兩相界面的表面張力，使傳氧更困難。氣泡越小，傳氧越困難。對于大部分底曝系統的設計，氣泡越小，α系數越低。許多微孔曝氣系統的α系數只有0.5或更低，這導致氧轉移效率減小到不到清水的一半。

機械曝氣對表面活性劑的反應是不同的。表面活性劑幫助產生更小的水滴，提高氧傳輸的可利用表面積。這樣，在活性污泥系統中采用機械曝氣α系數實際上能高于1.0。在機械曝氣的長推流池中進行的研究中發現，前端測得的α系數是1.2，出口處是≤1.0。與微孔曝氣相反，機械曝氣最好的氧轉移效率是在工藝系統的前端。

2、溶解氧DO

另一個影響曝氣設備氧轉移效率的是設計中采用的DO值。最新的研究表明，將長推流池分隔成幾段處理工序，當初始階段的DO為0時，能夠得到較好的工藝性能。這些研究指出，當曝氣池從較低的DO轉成較高的DO時，能夠產生沉降性能較好的活性污泥。

分離的反應池（前一半的DO為0，后一半的DO較高）提高系統的氧轉移效率。缺氧池中曝氣設備的氧轉移效率能提高20%或者更高。另外，建立了同步硝化反硝化的環境。DO為0的曝氣池的反硝化率在沒有內循環的條件下能達到80%。

3、曝氣缺氧

定義：0 DO的曝氣池或者在缺氧條件下運行的曝氣池是曝氣缺氧池。通常的非曝氣缺氧池僅利用了總生物量的一小部分，通常是20%或者更低，而曝氣缺氧池則至少利用總生物量的一半，并且有更多的工藝優勢以及節省能量。

VLR是一種理想的曝氣缺氧立式循環反應池。轉碟曝氣機提供氧傳輸以及混合攪拌。

4、組合曝氣

在較大規模的污水廠，為進一步提高系統運行費用，將VLR和微孔曝氣合并在一起作為一種新工藝形式。將機械曝氣放在處理系統前端的依據是因為它們將有最高的α值。在0 DO條件下傳遞一半的總需氧量，這將進一步提高傳氧效率，同時也通過反硝化獲取氧氣。在第二階段采用微孔曝氣是因為α值提高，第二階段微孔曝氣的曝氣效率是它放在第一階段（系統前半部分）時的兩倍。

這種微孔曝氣之前設置VLR立環生物反應器的高效組合曝氣被稱為VertiCel，該名稱來源于作為前置曝氣缺氧環狀池的VLR(vertical)以及后接部分的微孔曝氣單元（Cells）的組合。

VertiCel的節能特征總結如下：

l  微孔曝氣用于系統的后半部分，優化了微孔曝氣的α系數；

l  機械曝氣用于系統的前半部分，優化了機械曝氣的α系數；

l  系統的前半部分保持曝氣缺氧條件，通過反硝化作用釋放了相當多的氧氣；

l  系統的前半部分在0 DO下進行氧氣傳輸，有利于提高曝氣設備的曝氣效率。