廢水氣液交換處理法

廢水氣液交換處理法是廢水物理處理法之一種。系採用向廢水中打入或溶入氧氣或其他能起氧化作用的氣體，以氧化水中的某些化學污染物，特別是有機物，或者使溶解於廢水中的揮發性污染物轉移到氣體中逸出，使廢水淨化的方法。影響氣液交換的因素有：氣液接觸面積和方式、氣液交換設備、廢水性質、水溫、pH值、氣液比等。

基本介紹

• 中文名：廢水氣液交換處理法
• 外文名：Gas-liquid exchange treatment of wastewater
• 學科：生態工程
• 領域：環境科學
• 釋義：廢水物理處理法之一種
• 目的：處理廢水

簡介

廢水氣液交換處理法是指向廢水中打入或溶入氧氣或其他能起氧化作用的氣體，以氧化水中的某些化學污染物，特別是有機物，或者使溶解於廢水中的揮發性污染物轉移到氣體中逸出，以淨化廢水的處理方法。

機理

水體自淨過程中空氣接觸水面向水體復氧，是天然條件下的氣體轉移。20世紀20年代活性污泥技術的出現，開始了利用在人工條件下發生的氣液交換來處理廢水。近年來，化學工業中的氣液交換設備也廣泛套用於廢水處理。

氣液交換實際上是氣體在氣液二相間的轉移，是氣體的傳質過程。氣液二相處於平衡狀態時，液相所溶解的氣體達到飽和，此時液相中某種氣體組分的濃度和它在氣相中的分壓有一個固定的關係。如果這個濃度和與之相對應的分壓處於平衡狀態，氣體即不在氣液間轉移。如果液相中某種氣體的濃度超過平衡狀態下的濃度，溶液中的氣體就要向氣相轉移；如果液相中此氣體的濃度低於平衡狀態下的濃度，氣相中的氣體分子就要向液相轉移。前一種轉移過程稱為解吸,後一種則稱為吸收。氣體解吸和吸收的機理可用雙膜理論或滲透理論來解釋。氣液交換的推動力是液相中氣體的實際濃度和平衡濃度之差。

曝氣

曝氣類型曝氣類型大體分為兩類，一類是鼓風曝氣，另一類為機械曝氣。氣液交換法套用於廢水處理，包括把氧氣溶入廢水中，以氧化廢水中的硫化氫、鐵、錳及其他還原性污染物；進行生物氧化處理以分解廢水中有機污染物；向廢水中充入臭氧、氯氣以氧化有機物或消毒；向廢水中鼓入空氣以除去二氧化碳、甲烷、硫化氫和各種產生臭味的揮發性有機化合物以及其他有害氣體等。所有這些解吸、吸收，或兩者兼有的過程，在廢水處理工程中統稱為曝氣，但以解吸為主的氣體轉移過程也稱為吹脫。

設備

廢水處理氣液交換設備型式基本上可分為三類：氣泡型、水滴型、填料塔型。

氣泡型

來自空氣壓縮機的空氣通過安裝在廢水池底部的氣體分散裝置分散成微小氣泡。氣泡在廢水中上升的過程中同廢水充分混合接觸，廢水吸收空氣中的氧氣或將廢水中的揮發性污染物轉移到空氣中去。氣體是分散相,廢水是連續相。氣泡越小,氣體與液體接觸的比表面積越大，廢水對空氣中的氧氣吸收效率也越高。常用的空氣分散裝置有多孔板、多孔管、射流曝氣器、透平曝氣裝置等。氣泡型氣液交換設備廣泛用於活性污泥法處理廢水的工藝流程中。

水滴型

廢水經噴嘴或淋噴頭噴灑成微小水滴自上而下降落，在降落過程中與空氣充分接觸。水為分散相，空氣為連續相。此種曝氣方式常用於去除易氧化的可溶性污染物和廢水中的有毒氣體。

填料塔型

塔內填充惰性材料，如陶瓷環、塑膠環、碎石，有時也用木格。廢水自上而下淋灑，氣體自下而上在填料的空隙間與廢水接觸。填料有很大的表面積，因而增進了氣液二相的接觸。廢水沿填料表面成膜狀下流，形成水膜曝氣。生物滴濾池，高負荷生物濾池都屬於這種類型。在工業廢水處理中，也常用這種設備吹脫廢水中揮發性氣體，典型的設備是填料式氣體吹脫塔。經氣液交換後的氣體從吹脫塔頂部到氣液分離器分離後，根據具體情況進行有用物質的回收或處理。集於塔底的廢水回用或排放。

穿流式篩板塔是填料吹脫塔的一種，塔內填充5～10塊篩板,篩板在塔內分層固定在平面上，層間有一定距離。板內有直徑為6～8毫米的篩孔，孔間距離為200～300毫米。廢水自上而下流過篩孔。自下而上鼓吹空氣，速度為2米/秒左右，空氣能把流經篩孔的部分廢水吹成泡沫狀，從而大大增加氣液二相接觸表面積，提高氣液交換效率。中國一些工廠已套用吹脫塔處理工業廢水，如用於吹脫含丙烯腈廢水，丙烯腈吹脫效率可達96%。

影響因素

影響氣液交換的因素很多。除了氣液接觸的面積和方式、 氣液交換設備外，還有廢水性質、 水溫、pH值、氣液比等等。

總結

氣液交換法是廢水處理的一項重要技術手段，有時能單獨完成廢水處理的任務，如吹脫；有時是和其他方法如生物化學處理法結合進行。