産業廃水の組成は多様であるため、処理システムでは、必要な排出基準を達成するためにいくつかの方法を組み合わせる必要があることがよくあります。廃水処理方法は、使用される技術に基づいて、物理的、化学的、物理化学的、生物学的の 4 つのカテゴリに分類されます。生物処理は、廃水中の微生物の代謝プロセスを利用して生分解性有機物を分解します。大規模な処理能力、費用対効果、経済的信頼性が認められ、世界中で最も普及している水処理方法です。-
廃水処理におけるエアレーターの応用
生物学的処理方法は、関係する微生物の酸素要求量に基づいて、好気性と嫌気性の 2 つの主要なカテゴリに分類されます。一般に、好気的方法はエチレンプラントからの流出水などの低濃度の廃水に適していますが、嫌気的方法は汚泥や高濃度の廃水に適しています-。好気性生物処理はさらに活性汚泥法と生物膜法に分類できます。
活性汚泥プロセスは、有機汚染物質を除去するための主な薬剤として活性汚泥に依存し、自然の水の浄化を人為的に強化するものです。活性汚泥中に存在する好気性微生物が有効に機能するには、酸素の存在が必要です。生物学的廃水処理システムの曝気槽内では、酸素移動効率は好気性微生物の増殖速度と正の相関関係があります。酸素供給量は、好気性微生物の量や生理学的特性、基質の性質や濃度などを考慮して総合的に決定する必要があります。これにより、活性汚泥が有機物の分解に最適な状態で動作することが保証されます。実験結果は、曝気タンク内の溶存酸素 (DO) を 3 ～ 4 mg/L に維持する必要があることを示しています。酸素供給が不足すると活性汚泥の性能が低下し、処理効率が低下します。十分な酸素供給を確保するには、エアレーターなどの特殊な機器が不可欠です。
エアレーションの原理
エアレーションは、空気と水との激しい接触を実現する手段です。その目的は、空気中の酸素を水中に溶解すること、または不要なガスや揮発性物質を水から空気中に除去することです。言い換えれば、気相と液相の間の物質移動を促進します。エアレーションは、混合や撹拌など、他の重要な機能も果たします。
空気から水への酸素の移動には、気相から液相への物質移動が含まれます。この拡散プロセスを説明する広く適用されている理論は、ルイスとホイットマンによって提案された 2 膜理論です。-この理論は、気体膜と液体膜が気体-水の界面に存在すると仮定しています。これらのフィルムの外側の領域では、それぞれ空気と水の乱流が発生します。気体膜と液膜の間には対流が存在しない層流領域があり、特定の条件下で圧力と濃度の勾配が生じます。液膜中の酸素濃度が水の飽和レベルを下回っている場合、空気からの酸素は膜を通って水域に拡散し続けます。したがって、液体および気体の膜が酸素の移動に対する主な抵抗を構成します。明らかに、液膜の抵抗を克服する最も効果的な方法は、気液界面を急速に更新することです。{9}}
エアレーションは、次の方法でこれを正確に実現します。
1.気泡サイズの縮小
2.泡量を増やす
3.液体の乱流の強化
4.曝気装置の設置深さを深くする
5. 気泡-の液体接触時間を延長する
このような原理に基づいて、曝気装置は排水処理に広く採用されています。