废水气液交换处理法

废水物理处理法

废水气液交换处理法是废水物理处理法之一种。系采用向废水中打入或溶入氧气或其他能起氧化作用的气体，以氧化水中的某些化学污染物，特别是有机物，或者使溶解于废水中的挥发性污染物转移到气体中逸出，使废水净化的方法。影响气液交换的因素有：气液接触面积和方式、气液交换设备、废水性质、水温、pH值、气液比等。

简介

废水气液交换处理法是指向废水中打入或溶入氧气或其他能起氧化作用的气体，以氧化水中的某些化学污染物，特别是有机物，或者使溶解于废水中的挥发性污染物转移到气体中逸出，以净化废水的处理方法。

机理

水体自净过程中空气接触水面向水体复氧，是天然条件下的气体转移。20世纪20年代活性污泥技术的出现，开始了利用在人工条件下发生的气液交换来处理废水。近年来，化学工业中的气液交换设备也广泛应用于废水处理。

气液交换实际上是气体在气液二相间的转移，是气体的传质过程。气液二相处于平衡状态时，液相所溶解的气体达到饱和，此时液相中某种气体组分的浓度和它在气相中的分压有一个固定的关系。如果这个浓度和与之相对应的分压处于平衡状态，气体即不在气液间转移。如果液相中某种气体的浓度超过平衡状态下的浓度，溶液中的气体就要向气相转移；如果液相中此气体的浓度低于平衡状态下的浓度，气相中的气体分子就要向液相转移。前一种转移过程称为解吸,后一种则称为吸收。气体解吸和吸收的机理可用双膜理论或渗透理论来解释。气液交换的推动力是液相中气体的实际浓度和平衡浓度之差。

曝气

曝气类型曝气类型大体分为两类，一类是鼓风曝气，另一类为机械曝气。气液交换法应用于废水处理，包括把氧气溶入废水中，以氧化废水中的硫化氢、铁、锰及其他还原性污染物；进行生物氧化处理以分解废水中有机污染物；向废水中充入臭氧、氯气以氧化有机物或消毒；向废水中鼓入空气以除去二氧化碳、甲烷、硫化氢和各种产生臭味的挥发性有机化合物以及其他有害气体等。所有这些解吸、吸收，或两者兼有的过程，在废水处理工程中统称为曝气，但以解吸为主的气体转移过程也称为吹脱。

设备

废水处理气液交换设备型式基本上可分为三类：气泡型、水滴型、填料塔型。

气泡型

来自空气压缩机的空气通过安装在废水池底部的气体分散装置分散成微小气泡。气泡在废水中上升的过程中同废水充分混合接触，废水吸收空气中的氧气或将废水中的挥发性污染物转移到空气中去。气体是分散相,废水是连续相。气泡越小,气体与液体接触的比表面积越大，废水对空气中的氧气吸收效率也越高。常用的空气分散装置有多孔板、多孔管、射流曝气器、透平曝气装置等。气泡型气液交换设备广泛用于活性污泥法处理废水的工艺流程中。

水滴型

废水经喷嘴或淋喷头喷洒成微小水滴自上而下降落，在降落过程中与空气充分接触。水为分散相，空气为连续相。此种曝气方式常用于去除易氧化的可溶性污染物和废水中的有毒气体。

填料塔型

塔内填充惰性材料，如陶瓷环、塑料环、碎石，有时也用木格。废水自上而下淋洒，气体自下而上在填料的空隙间与废水接触。填料有很大的表面积，因而增进了气液二相的接触。废水沿填料表面成膜状下流，形成水膜曝气。生物滴滤池，高负荷生物滤池都属于这种类型。在工业废水处理中，也常用这种设备吹脱废水中挥发性气体，典型的设备是填料式气体吹脱塔。经气液交换后的气体从吹脱塔顶部到气液分离器分离后，根据具体情况进行有用物质的回收或处理。集于塔底的废水回用或排放。

穿流式筛板塔是填料吹脱塔的一种，塔内填充5～10块筛板,筛板在塔内分层固定在平面上，层间有一定距离。板内有直径为6～8毫米的筛孔，孔间距离为200～300毫米。废水自上而下流过筛孔。自下而上鼓吹空气，速度为2米/秒左右，空气能把流经筛孔的部分废水吹成泡沫状，从而大大增加气液二相接触表面积，提高气液交换效率。中国一些工厂已应用吹脱塔处理工业废水，如用于吹脱含丙烯腈废水，丙烯腈吹脱效率可达96%。

影响因素

影响气液交换的因素很多。除了气液接触的面积和方式、气液交换设备外，还有废水性质、水温、pH值、气液比等等。

总结

气液交换法是废水处理的一项重要技术手段，有时能单独完成废水处理的任务，如吹脱；有时是和其他方法如生物化学处理法结合进行。

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