深井曝气

一、深井曝气简介
　　深井曝气也称“超深水曝气”、“超深层曝气”，是以地下40-150米深，直径0.5-6米的坚井构筑物作为曝气装置的高效活性污泥工艺，适用于城市污水处理和工业废水处理。英国在20世纪70年代依托钻井技术的发展，率先开发了这项新技术。
　　井式生化反应器从上而下分为一级处理区和二级处理区二个部分。在生物一级处理区内设有一个同轴回流管，用来保持混合液处于循环状态，在一级处理区内包含有氧化区和混合区，占整个井式反应器长度的3/4。空气由混合区注入，一方面为一级处理区提供生物氧化所需氧气，另一方面为反应器内液体的循环提供动力。反应器的底部为二级处理区（又称深度氧化区），二级处理区溶解氧含量极高，停留时间较长，BOD得到深度去除，其出水方式采用从反应器的底部出水，出水进入气浮澄清池实现泥水分离，气浮分离过程无须加入任何药剂。
　　深井曝气工艺可广泛应用于食品、酿造、糖类、印染、纺织、制药、造纸、皮革、化工和鱼肉类加工等行业的废水处理。对城市污水处理因可生化性强，故更具良好的工艺适宜性。
二、净化机理
　　深井曝气法是以深度较大的地下筒体构筑物为曝气装置的高效活性污泥工艺。深井竖向分割为同心圆状的上升管和下降管两个部分（见左图）。进入深井的废水与回流污泥的混合液，在下降管和上升管之间以设定速度循环流动的过程中得到净化。深井曝气法具有其他生物法难以达到的高充氧性能及生化处理效果。
三、基本工艺方式
　　污水经由格栅和沉砂池将粗大悬浮物和砂粒除去后进入深井，污水与回流污泥在深井中混合，在动力空气作用下，污水产生循环流动，在此过程中，污水中的有机物被微生物氧化分解。经深井处理后的混合液进入脱气池进行脱气处理，将活性污泥中的微气泡分离出来，然后进入沉淀池澄清排放或作回水利用。沉淀池中的部分活性污泥回流到深井，余下的污泥进入脱水处理系统。
　　对于难生化的工业废水或氨氮含量高的城市污水，进入深井前宜进行酸化水解处理，以利提高深井处理效果。
四、特点
污水处理工艺具有以下特点：
1）.较低的运行费用
　　深井曝气工艺的运行费用低，去除每公斤BOD耗电小于0.8度，较低的运行费用主要是有以下方面原因：
——高的氧转移率和低曝气量
　　传统工艺的转移率一般为15%左右，而深井曝气工艺由于反应器深度达到100米左右，大大提高氧的溶解度，同时通过技术革新，污水同空气的接触时间大为延长，所以转移率大为提高，最高可达到86%，而且高压空气的利用也是十分巧妙，压缩气体在充氧的同时，完成了溶气功能，为活性污泥气浮分离、浓缩二步一次完成；压缩空气在充氧的同时，还完成了混合液的搅拌功能，保证了混合液与原污水的充分混合，最后压缩空气在充氧的同时，还完成了混合液的推流功能，保证混合液按工艺设计要求进行环流和潜流，确保污水在反应器中的反应时间及去除效率。因此本工艺实际上是一气多用：即充氧、混合液的推流、搅拌、泥水分离、污泥浓缩及污泥回流。其节能效果是目前任何工艺无法相比的。
——重力污泥回流系统
　　深井曝气工艺污泥回流量同常规污水处理工艺相当，但深井曝气工艺由于其自身的特殊结构和特征，充分利用水力学条件，深井曝气工艺的出水重力流到气浮分离池实现泥水分离（不需填加任何药剂），分离出来的污泥回流也可以实现重力回流，从而有效降低运行费用。——较低的人工管理费用和维修费用
　　整个深井曝气处理系统采用先进的自动控制技术，可以实现无人控制，日常操作人员通常仅为3人，夜班无人值班；同时整个深井曝气系统中无活动部件和易损耗件，所需要维护的仅仅是空压机，所以大大降低日常维护和维修工作量，核心设施的使用寿命可达到20年以上或更多，从而大大降低折旧费用。
——低污泥处理费用
　　深井曝气工艺采用气浮分离池实现泥水分离，剩余污泥的含固率可达到4%，可直接进入污泥脱水机进行脱水；而传统工艺的剩余污泥含固率为 0.8%，需要配套污泥浓缩池或预浓缩机进行浓缩后才能进行污泥脱水。
2).较强的耐冲击负荷能力
　　深井曝气反应器分为循环氧化处理区和深度氧化区，进水在循环区与原污水充分混合，对进水的污染因子在反应器内迅速被稀释，具有极强的耐冲击负荷能力。由于反应器混合液具有很高的CO2浓度，对进水的pH值具有很强的缓冲作用。适合高浓度、高VOC的有机可生化废水。
3). 结构紧凑，埋于地下，所需空间和占地面积都很小，抗震性能好
　　占地面积为传统工艺的1/5。便于加盖，视觉和气味影响降至最小。适合寒冷地区和环境要求高的地区。
4).深井场地的地质和水文地质资料是深井设计的控制因素。
五、深井曝气工艺技术的优点
1)氧的利用率高，约为常规活性污泥法的10倍；
2)承受负荷冲击能能力强，出水水质稳定；
3)高负荷运行情况下的生物凝聚和污泥沉降性能好；
4)不会产生丝状菌造成的污泥膨胀；
5)剩余污泥产出率低，比常规活性污泥法少30%左右；
6)无需设置初沉池；
7)适宜于处理高浓度污水；
8)BOD去除和污泥好氧消化可在深曝井内同时进行；
9)深井开口截面小，排气量少，厂区异味得到控制；
10)不受季节性气温的干扰，冬夏均能保持稳定的处理效率。
六、相同进水指标与规模条件下深井曝气法的经济优势
1)建造投资省，约为常规曝气法投资总额的60%～70%；
2)占地面积小，深井处理工段所占用地面积不足常规法所需面积的1/20，尤其适合已建污水处理厂可用地面积十分有限条件下的改扩建，全流程构筑物占地面积约为常规法的60%；
3)运行费用低，运行总耗能低，维修间隔周期长、维修费用低，运行费用为常规法的70%左右，城镇污水的运行费用则更低；
4)使用寿命长，井筒安全使用寿命一般不少于50年。