1 引言

隨著《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918—2002)的執(zhí)行．許多老污水廠都在進(jìn)行提高排放標(biāo)準(zhǔn)的改造中，對(duì)于老廠的改造技術(shù)方案已有很多的研究報(bào)告和成功實(shí)例，通常有減量降負(fù)法、增建設(shè)施法、續(xù)接深度處理法、投料法、加藥法、挖潛法以及分段(級(jí))處理混合達(dá)標(biāo)法等，但如果要在不減量的前提下提高處理深度一般都需要新增加占地。隨著城市的快速發(fā)展，許多原先設(shè)在偏僻郊區(qū)的污水處理廠已被密集的居民區(qū)包圍，在衛(wèi)生防護(hù)間距都無(wú)法滿足的條件下要征地進(jìn)行改造不具可操作性。因此需尋求高效集約的處理技術(shù)。

相對(duì)于傳統(tǒng)利用普通空氣的鼓風(fēng)曝氣，純氧曝氣顧名思義是利用預(yù)先制備好的純氧作為氣源。純氧曝氣用于廢水生化處理技術(shù)起源于二十世紀(jì)六十年代，當(dāng)時(shí)的技術(shù)類(lèi)似于臭氧處理工藝，為提高高成本制備的液氧氣源的有效利用率，需要在曝氣池上加蓋做成封閉的形式，土建和設(shè)備投資較高，即使如此氧轉(zhuǎn)移效率也僅相當(dāng)于高效的機(jī)械曝氣，運(yùn)行成本也遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的鼓風(fēng)曝氣，因此局限于某些特定的需要高氧環(huán)境的工況條件，沒(méi)有得到推廣應(yīng)用。二十世紀(jì)八十年代至九十年代，美國(guó)普萊克斯公司成功研發(fā)了現(xiàn)場(chǎng)增氧設(shè)備并利用其在氣液混合技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，將動(dòng)力效率提高到4 kg O2／kWh以上，純氧利用效率也超過(guò)了90％ ，使純氧曝氣具備了鼓風(fēng)曝氣的高效低耗以及機(jī)械曝氣維護(hù)管理簡(jiǎn)單的雙重優(yōu)勢(shì)，在歐美污水處理廠行業(yè)的迅速得到發(fā)展應(yīng)用。目前世界上已有約500座污水廠采用了純氧曝氣技術(shù)。

在國(guó)內(nèi)，純氧曝氣特有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在一些特殊行業(yè)已得到應(yīng)用，在低濃度城市污水處理廠的應(yīng)用還是空白，但如果應(yīng)用在老污水處理廠的改造中可對(duì)現(xiàn)有設(shè)施進(jìn)行充分挖潛，在不征地不減量的條件下實(shí)現(xiàn)提標(biāo)排放。

2純氧傳質(zhì)的原理及特點(diǎn)

2.1純氧傳質(zhì)的原理

曝氣是將氣態(tài)中的氧轉(zhuǎn)移到液相中的過(guò)程，氧的傳質(zhì)效率的高低取決于氧轉(zhuǎn)移速率、液相飽和溶解氧濃度、傳質(zhì)面積及氣液膜氧分壓，根據(jù)劉易斯(Iewis)；~懷特曼(Whitman)的雙膜理論，有如下關(guān)系式：

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