7.4.1 有氧源可利用的條件下，可采用純氧曝氣活性污泥法處理可生物降解污水。
7.4.2 純氧曝氣宜采用密閉式表面曝氣工藝，主要設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)或相似污水的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)確定，當(dāng)無數(shù)據(jù)時(shí)可按下列數(shù)據(jù)取值：
    1 BOD₅污泥負(fù)荷宜取0.3kg[BOD₅]/(kg[MLSS]·d)～0.5kg[BOD₅]/(kg[MLSS]·d)；
    2 混合液懸浮固體平均濃度宜取4[MLSS]/L～8g[MLSS]/L；
    3 回流污泥濃度不宜低于12g/L；
    4 污泥回流比宜取30％～60％；
    5 污泥產(chǎn)率宜取0.3kg[VSS]/kg[BOD₅]～0.45kg[VSS]/kg[BOD₅]；
    6 反應(yīng)池混合液溶解氧濃度宜為4mg/L～10mg/L；
    7 尾氣中溶解氧濃度宜為40％～50％，尾氣排放流量宜為進(jìn)氧量的10％～20％，氧氣的利用率不宜小于90％。
7.4.3 密閉式表面曝氣反應(yīng)池的設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定：
    1 池體應(yīng)加蓋密閉，池內(nèi)氣相壓力宜為300Pa～500Pa；
    2 反應(yīng)池宜采用多段串聯(lián)池型，分段數(shù)宜為3段～4段，每段平面尺寸宜為正方形；
    3 反應(yīng)池水深與池寬之比應(yīng)根據(jù)曝氣機(jī)技術(shù)性能確定，水深宜為3m～5m，氣相部分高度宜為1m～1.4m；
    4 反應(yīng)池每段應(yīng)裝設(shè)一臺(tái)表面曝氣機(jī)，第一、第二段宜采用變速或雙速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，表曝機(jī)宜具有調(diào)節(jié)葉輪浸沒深度的功能；
    5 各段池內(nèi)應(yīng)裝設(shè)防旋流的垂直擋板，池中央表曝機(jī)下應(yīng)設(shè)導(dǎo)流錐；
    6 各段隔墻上部應(yīng)設(shè)通氣孔，墻角處應(yīng)設(shè)浮渣、泡沫通道，下部應(yīng)設(shè)水流通道，水流通道流速宜為0.1m/s～0.3m/s；
    7 反應(yīng)池出水口應(yīng)設(shè)置帶水封的出水堰，并宜采用內(nèi)堰；
    8 尾氣排氣立管應(yīng)伸出池頂，且超出池頂距離不宜小于2m；
    9 宜設(shè)消泡水設(shè)施；
    10 反應(yīng)池首末兩段應(yīng)設(shè)雙向安全閥，首段安全閥的正壓值宜為1500Pa～2000Pa，負(fù)壓值宜為500Pa～1000Pa；末段安全閥的正壓值宜為1000Pa～1500Pa，負(fù)壓值宜為500Pa～1000Pa；
    11 反應(yīng)池應(yīng)設(shè)清掃風(fēng)機(jī)，風(fēng)量宜按換氣率2次/h～3次/h計(jì)算；
    12 池體內(nèi)表面應(yīng)采取防腐措施；
    13 切斷閥后的氧氣管道、尾氣排氣管道、閥門后的消泡水管、吹掃用的空氣管道等各種管道及閥門，宜采用不銹鋼材質(zhì)；
    14 曝氣機(jī)豎軸、葉輪應(yīng)采用耐腐蝕材質(zhì)。
7.4.4 密閉式表面曝氣池應(yīng)按下列規(guī)定設(shè)置生產(chǎn)控制及安全監(jiān)控設(shè)施：
    1 反應(yīng)池的第一段應(yīng)設(shè)氣相壓力傳感儀表；
    2 反應(yīng)池的第一段氣相中應(yīng)設(shè)可燃?xì)怏w濃度監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置，并應(yīng)根據(jù)可燃?xì)怏w濃度的設(shè)定值控制供氧管道切斷閥和清掃風(fēng)機(jī)；
    3 反應(yīng)池的末段應(yīng)設(shè)氣相氧濃度檢測(cè)儀，并應(yīng)根據(jù)氧濃度設(shè)定值控制尾氣排氣管的切斷閥。

條文說明

7.4 純氧曝氣工藝

7.4.1 純氧曝氣活性污泥法由于具有負(fù)荷高、反應(yīng)池容積小、占地少、耐沖擊負(fù)荷、運(yùn)行穩(wěn)定、污泥產(chǎn)率低、污泥濃縮脫水性能好、溶解氧動(dòng)力消耗低、對(duì)周圍環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)，我國(guó)20世紀(jì)80年代從國(guó)外引進(jìn)了密閉多段表面曝氣形式的純氧曝氣池(UNOX)系統(tǒng)。
    目前，我國(guó)揚(yáng)子等石化企業(yè)有引進(jìn)或國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)的密閉式表面曝氣純氧活性污泥裝置在運(yùn)行，用于處理不同性質(zhì)的石化污水，由于大型化工企業(yè)一般都生產(chǎn)氧氣，因此有氧源可利用的條件下可采用本工藝。
7.4.2 純氧曝氣工藝有密閉式和敞開式兩種，由于密閉式表面曝氣的純氧曝氣工藝具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、運(yùn)行控制可靠的特點(diǎn)，是國(guó)內(nèi)外工程上常用的工藝，故本條推薦密閉式表面曝氣工藝。
    由于化工污水與石化污水性質(zhì)相似，故本條提出的主要設(shè)計(jì)參數(shù)是參照國(guó)內(nèi)外石化污水設(shè)計(jì)運(yùn)行裝置的數(shù)據(jù)，結(jié)合中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《氧氣曝氣設(shè)計(jì)規(guī)程》CECS 114：2000確定的。無試驗(yàn)或相似污水運(yùn)行數(shù)據(jù)時(shí)，可供選用。表3是國(guó)內(nèi)部分石化企業(yè)采用密閉式表面曝氣工藝的純氧曝氣裝置的主要設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。表4是日本部分密閉式表面曝氣純氧曝氣裝置的設(shè)計(jì)運(yùn)行資料。

表3 國(guó)內(nèi)部分純氧曝氣裝置主要設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)

注：①為石化污水設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。
       ②為處理環(huán)氧氯丙烷裝置污水設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，含CaCl₂為2.03％。
       ③為COD_Mn。

表4 日本部分純氧曝氣裝置主要設(shè)計(jì)運(yùn)行數(shù)據(jù)

注：①為石化污水運(yùn)行數(shù)據(jù)。
       ②為皮革污水運(yùn)行數(shù)據(jù)。
       ③為城市污水設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。
       ④為COD_Mn。

7.4.3 本條提出了密閉式表面曝氣反應(yīng)池設(shè)計(jì)的基本規(guī)定：
    1 加蓋的純氧曝氣生物反應(yīng)池內(nèi)氣壓一般在300Pa～500Pa，基本接近大氣壓力，在這個(gè)壓力范圍內(nèi)，一方面有效密封池內(nèi)氣體，使漏損最小，同時(shí)也能滿足氣流通過各段隔墻孔口的壓力的損失和氣體強(qiáng)制流向出口的需要。
    2 本款規(guī)定了反應(yīng)池的基本池型。反應(yīng)池采用多段串聯(lián)形式，每段為完全混合式，總體上為推流式，有利于提高系統(tǒng)總的反應(yīng)速率和BOD₅的去除率。系統(tǒng)中進(jìn)水、污泥回流和氧氣進(jìn)口設(shè)在前端的第一段，氣液采用順流接觸，可使混合液的需氧量遞降與氧氣濃度的降低相協(xié)調(diào)，溶氧功率和氧的總利用率都可達(dá)到最佳狀態(tài)，分段數(shù)為3段～4段時(shí)，氧的利用率達(dá)到90％左右，分段數(shù)的增加雖可以降低溶氧功率和提高氧的總利用率，但根據(jù)資料，再增加分段數(shù)得到的改善有限。
    3 反應(yīng)池水深、水深與池寬比與選用的曝氣機(jī)的性能和曝氣機(jī)尺寸有關(guān)，只有兩者密切配合才能發(fā)揮最佳混合和充氧效果，故作此規(guī)定。反應(yīng)池水深宜為3m～5m，反應(yīng)池氣相部分高度應(yīng)滿足氣體流通和曝氣機(jī)充氧時(shí)水躍空間的要求，一般取1m～1.4m。
    4 曝氣機(jī)是混合液混合和充氧的設(shè)備，為了適應(yīng)負(fù)荷和需氧量的變化，達(dá)到節(jié)能效果，一般第一、第二段宜采用變速或雙速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，表面曝氣機(jī)葉輪浸沒深度也影響充氧和混合液的攪拌，為了達(dá)到動(dòng)力消耗最省，一般表面曝氣機(jī)葉輪浸沒深度也應(yīng)有一定的調(diào)節(jié)范圍。
    5 池內(nèi)設(shè)垂直擋板和導(dǎo)流錐是為了保持最佳水流循環(huán)狀態(tài)。
    6 各段隔墻通氣孔用于氧氣和清掃時(shí)空氣的流通。曝氣池運(yùn)行過程中可能產(chǎn)生泡沫，曝氣機(jī)運(yùn)行中將泡沫甩向外緣，故浮渣、泡沫通道應(yīng)設(shè)在各段隔墻墻角處，各段之間的水流通道應(yīng)設(shè)在隔墻下部，為防止短流，各段之間應(yīng)錯(cuò)開，采用對(duì)角布置。
    7 反應(yīng)池出水應(yīng)設(shè)出水堰，使出水均勻。出水堰宜采用內(nèi)堰，可以控制池內(nèi)液位，不致因曝氣池內(nèi)氣相壓力變化影響堰上水頭，避免因水位變化影響表面曝氣機(jī)的充氧量和動(dòng)力消耗。
    8 為使反應(yīng)池排氣完全消散，減少對(duì)環(huán)境的影響，故作此規(guī)定。
    9 反應(yīng)池在曝氣過程中會(huì)產(chǎn)生泡沫，影響表面曝氣機(jī)充氧效率和池內(nèi)氣流流通，故在通氣孔和易聚集泡沫處宜設(shè)消泡水管，通過位于池頂部的閥門、窺鏡控制消泡水量，消泡水源宜采用處理站處理后的出水。
    10 雙向安全閥是曝氣池必須配置的安全保護(hù)設(shè)施，安全閥有兩個(gè)作用，一是防止池內(nèi)超壓或產(chǎn)生真空，導(dǎo)致反應(yīng)池受損；二是當(dāng)池內(nèi)富氧空間積聚的可燃?xì)怏w的濃度達(dá)到設(shè)定值，啟動(dòng)清掃風(fēng)機(jī)時(shí)，清洗空氣能從末端安全閥排出，過量清洗空氣可從首段安全閥逸出。本款提出的雙向安全閥正、負(fù)壓值是一般取值范圍，需要說明的是，首末兩段安全閥的正壓值應(yīng)根據(jù)清洗空氣從首段至末段空氣壓力損失計(jì)算確定。雙向安全閥正負(fù)壓值均應(yīng)在運(yùn)行前的調(diào)試階段最后確定。
    11 污水中揮發(fā)性可燃物在曝氣過程中會(huì)逸出，混入曝氣池富氧氣相空間，在一定條件下，有可能發(fā)生爆炸，故應(yīng)設(shè)清掃風(fēng)機(jī)，一旦需要清掃時(shí)，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，通入空氣，將池內(nèi)可燃?xì)怏w清掃干凈。
    12 由于氧氣具有腐蝕性，故液面下1m以上及氣相空間均必須防腐，通常采用環(huán)氧樹脂玻璃布或其他耐腐蝕材料貼面。
    13、14 這兩款對(duì)反應(yīng)池的管道、閥門、設(shè)備提出了防腐要求。
7.4.4 本條對(duì)密閉式表面曝氣反應(yīng)池的生產(chǎn)控制及安全監(jiān)控提出了基本要求：
    1 本款提出了采用反應(yīng)池第一段氣相壓力變化控制供氧量的方法，因?yàn)锽OD₅負(fù)荷變化會(huì)引起需氧量的變化，BOD₅負(fù)荷增加，溶氧速率增大，因而氣相壓力下降，反之亦反，故可用第一段氣相壓力變化調(diào)節(jié)供氣量，以保障活性污泥對(duì)氧的需要。
    2 本款是對(duì)純氧曝氣安全監(jiān)控的規(guī)定。在曝氣機(jī)的攪拌下，污水中的揮發(fā)性可燃物會(huì)逸出，有一定的爆炸危險(xiǎn)，為防止爆炸，應(yīng)設(shè)安全措施。在第一段應(yīng)設(shè)可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置，當(dāng)氣相中可燃?xì)怏w濃度(一般按甲烷計(jì))達(dá)到燃燒下限的25％時(shí)，可燃?xì)怏w報(bào)警裝置發(fā)出警報(bào)，自動(dòng)關(guān)閉進(jìn)氧閥門，同時(shí)啟動(dòng)清掃風(fēng)機(jī)，并開啟末段尾氣閥，掃除池內(nèi)可燃?xì)怏w，如果可燃?xì)怏w繼續(xù)增加達(dá)到燃燒下限的50％，第二次發(fā)出警報(bào)，并自動(dòng)關(guān)閉曝氣機(jī)，曝氣機(jī)攪拌停止，污水中揮發(fā)性可燃物逸出減少到最低程度，隨空氣清掃時(shí)間的延續(xù)，氣相中可燃?xì)怏w濃度達(dá)到燃燒下限25％以下時(shí)，曝氣池恢復(fù)正常運(yùn)行。
    3 本款是對(duì)反應(yīng)池排氣中氧的濃度和排氣量的控制規(guī)定，通過調(diào)節(jié)尾氣排放流量，可維持末段氣相中所要求的氧濃度并達(dá)到要求的氧利用率，一般情況下，末段氣相中氧濃度為40％～50％，排氣量為進(jìn)氣量的10％～20％，純氧曝氣系統(tǒng)氧的利用率可大于90％。