污水處理廠射流曝氣器技改實錄：從投運異常到平均功耗降低22%

曝氣系統技改最容易犯的錯誤，是把注意力全部放在曝氣器本體上。實際上，供風管徑、進水分配、水泵吸水條件、池內流場和運行控制，任何一項沒有匹配，都可能讓新設備投運後效果反而變差。

本次技改發生在一家生物化工企業的製藥廢水處理系統。項目希望在不停水安裝的前提下，提高好氧池溶解氧、改善出水並降低運行成本。射流系統投運後，現場卻出現了"未改造的南池水質變好、改造後的北池水質惡化"的反常現象。

項目團隊沒有簡單增加設備功率，而是依次排查氣量、水量和水泵吸水條件，最終找出三項相互疊加的問題。整改後，北池出水和溶解氧達到設計要求，在相同進水負荷和COD降解量條件下，北池平均功耗比南池低22%。

本文僅依據當前目錄中的成都綠水內部網頁、PDF和Word資料整理，未使用聯網資料。所有數據均來自特定項目，不能直接作爲其他工程的保證值。

一、項目背景：原曝氣效率下降，但污水站不能停水

項目位於上虞新和成生物化工有限公司，屬於既有污水處理系統改造。好氧段由南、北兩個池子並聯運行，總處理水量約爲1500 m³/d，即62.5 m³/h。

原系統採用散流曝氣。隨着運行時間增加，曝氣效率下降，運行成本上升，池內溶解氧不足，處理效果達不到設計指標。客戶的技改目標包括：

• 改造期間儘量不停止污水處理，不排空好氧池；
• 提高好氧北池的供氧和混合能力；
• 利用南、北池並聯條件進行運行對照；
• 在滿足出水水質的前提下降低單位COD降解能耗；
• 把主要檢修設備佈置在池外，減少池底維護工作。

項目保留南池原散流曝氣，在北池佈置GW鼓風加壓射流曝氣系統。內部計算記錄按7根GW1200射流器校覈供氣能力，使南池和北池形成可比較的兩套曝氣系統。

二、技改方案：不只更換曝氣頭，而是重建氣液循環

射流曝氣系統由循環水泵、GW射流器、供氣支管、壓力混合管和池內增效噴嘴組成。鼓風空氣進入射流器，與高速動力水完成一次混合；氣水混合液再經池內噴嘴噴出，形成二次射流，兼顧供氧和水力攪拌。

與在池底密集鋪設散流曝氣頭不同，射流方案把水泵和射流器等主要機械設備佈置在池外，池內主要保留管道和增效噴嘴。這使不停水安裝和池外檢修成爲可能，但也增加了新的設計要求：

1. 鼓風管道必須把足夠氣量送到每根射流器；
2. 循環泵流量、揚程與射流器進出口壓力必須匹配；
3. 噴嘴方向要形成覆蓋全池的循環流場；
4. 水泵吸水區必須避開大量上升氣泡；
5. 並聯池必須先保證進水負荷可比，才能評價節能效果。

這些條件中，任何一項失配，都可能掩蓋射流器本身的性能。

三、投運異常：爲什麼改造後的北池水質反而惡化？

設備投運後，現場出現了與預期相反的結果：好氧南池水質變好，採用射流曝氣的北池水質惡化。

如果只觀察池面，很容易把問題歸結爲"射流曝氣供氧不足"。但進一步測量發現，北池同時承受了兩個不利條件：得到的空氣少，分配到的污水反而更多。此外，原散流曝氣氣泡還進入了北池循環泵吸水區，引發水泵氣蝕。

最終確認的問題不是單點故障，而是以下三項系統性問題疊加。

四、問題一：DN250供風支管只能送1540.22 m³/h

項目總供風量爲18720 m³/h。在原有鼓風管網阻力條件下，分配到北池DN250射流支管的風量只有1540.22 m³/h。

內部資料記錄，單根GW1200射流器在49 kPa條件下的吸氣能力爲324 m³/h。7根射流器的總需氣能力爲：

7 × 324 = 2268 m³/h

實際可供氣量1540.22 m³/h，僅爲計算需求的約68%。也就是說，射流器數量雖然配置了，前端管道卻無法把足夠的空氣送過來。

處理措施

將北池供風管道由DN250擴大爲DN350，降低支管阻力並提高可分配風量。

技改經驗

鼓風加壓射流系統不能只覈對鼓風機總風量。總風量足夠，不代表末端支路風量足夠。設計時應完成從鼓風機出口到最不利射流器的完整管網計算，至少覈對：

• 主管、支管和閥件阻力；
• 各並聯支路的壓差與風量分配；
• 射流器入口所需氣壓和氣量；
• 變頻低負荷時最不利支路是否仍能穩定供氣。

五、問題二：北池空氣更少，進水負荷卻更高

南北兩池共用一條進水渠，原渠頂與好氧池正常水位基本等高。改造前，兩池均採用散流曝氣，鼓入風量接近，水面抬升和湧動程度相近，因此進水分配大體均衡。

技改後，南池仍採用散流曝氣，風量較大，水面湧動和氣體體積造成的水位抬升更明顯；北池因供風不足，水位相對較低。這個水位差改變了公共進水渠的出流條件，使更多污水進入北池。

結果是北池同時出現"供氧量偏低"和"處理水量偏高"，出水惡化就不可避免。

處理措施

加高進水渠堰板，提高進水渠水位，使南北兩池都以穩定溢流方式進水。整改後，即使兩池曝氣形式和水面流態不同，進水量也能保持相對均衡。

技改經驗

並聯池對照不能只看進水總量。曝氣方式改變後，氣含率、水面波動和池內水位都可能變化，進而影響堰流和負荷分配。驗收前應分別測量每格池的：

• 實際進水流量；
• 進出水COD或其他控制指標；
• 溶解氧和污泥濃度；
• 實際輸入功率；
• 水位及堰上水頭。

只有負荷可比，單位能耗比較纔有意義。

六、問題三：散流氣泡進入循環泵，造成氣蝕

在北池供氧不足階段，污水站同時開啓了部分原散流曝氣頭。部分曝氣頭位於循環泵吸水管下方或附近，氣泡垂直上升後被吸入水泵。

氣體進入泵體會破壞連續水流，造成氣蝕、振動、流量下降和揚程波動。循環流量一旦降低，射流器的吸氣和混合能力也隨之下降，形成"供氧不足—開更多散流曝氣—水泵進氣—射流能力繼續下降"的惡性循環。

處理措施

內部資料提出了兩種解決路徑：

1. 在水泵吸水管外設置較大的導流筒，把上升氣泡隔離在吸水區之外；
2. 將小型抽真空射流器的吸氣口接至吸水管頂部，用於起泵排氣，避免管道內餘氣影響水泵啓動。

同時，池內增效噴嘴與水泵吸口保持足夠水平距離，使射流形成向前、向上的拋物線流動，避免氣液射流直接衝向吸水口。

技改經驗

射流曝氣系統的水泵吸水區應作爲獨立設計對象。設計圖上需要同時標明噴嘴方向、氣泡上升區、迴流路徑和吸水口位置，不能只畫設備和管徑。

七、整改後的運行結果

完成供風管擴徑、進水渠調整和水泵吸水區防氣措施後，北池運行恢復穩定。

內部項目資料記錄的結果如下：

在進水負荷相同、COD降解量相同的比較條件下，北池平均功耗比南池低約22%。北池溶解氧長期維持在3～7 mg/L，內部資料判斷系統仍有一定富餘能力。

這裏的22%是該項目在完成系統整改後的運行結果，不是射流曝氣器對所有項目的固定節能率。不同項目的原設備效率、污水性質、池深、氣水比、水泵工作點和控制策略都會改變最終結果。

八、另外兩個內部項目帶來的交叉驗證

1. 漂染廢水：原微孔曝氣堵塞、開裂和老化

新天龍集團漂染廢水項目的原微孔曝氣系統出現堵塞、開裂、老化和曝氣不均，設備更換需要停運放水。技改把兩個原厭氧池改造成曝氣池，每池採用一套GW1200射流系統，並設計自吸和鼓風加壓兩種模式。

內部資料記錄：自吸模式實際單位COD降解功耗爲0.26 kWh/kgCOD，氧利用率爲35%；鼓風加壓模式單位COD降解功耗爲0.16 kWh/kgCOD，氧利用率爲30%。兩種模式的處理水量和出水要求不同，因此數據適合說明調節能力，不宜直接相互判定高低。

2. 印染廢水：3000 m³/d不停水改造

常州某印染污水處理項目原微孔管老化、堵塞、開裂，檢修需要停水放空並重新培養污泥。技改採用4套GW3600射流器、108個N40增效噴嘴；配套水泵總裝機功率爲127 kW。

項目實際處理量爲3000 m³/d，進水COD約800～1000 mg/L，出水COD不高於80 mg/L，單位COD降解能耗約1.10～1.41 kWh/kgCOD。資料記錄池內攪拌充氧均勻、無明顯死區，安裝期間未排空池體。

這兩個項目與製藥廢水主案例共同指向一個結論：射流曝氣技改的價值不僅來自氧傳遞，還來自抗堵塞、池內循環、運行模式切換和不停水施工。但要實現節能，仍必須完成氣路、水路和池內流場的系統設計。

九、一套可複製的射流曝氣技改流程

第一步：基線測試

連續記錄原系統至少一個有代表性的運行週期，包括處理量、進出水水質、DO、風量、風壓、功率、污泥濃度和曝氣均勻性。沒有基線，就無法證明技改效果。

第二步：實際需氧量與混合需求計算

根據污染物負荷和出水目標計算實際需氧量，同時確認維持污泥懸浮所需的最低循環強度。不能把清水充氧能力直接當成污水條件下的供氧量。

第三步：循環泵與射流器匹配

確定動力水量、進口壓力、出口背壓、氣水比和射流器數量。水泵應在高效區運行，並留出合理調節範圍，而不是簡單放大泵型。

第四步：完成供氣管網計算

自吸模式要覈算吸氣管損失；鼓風加壓模式要覈算主管、支管、閥門和最不利末端的氣量與壓力。不能只依據鼓風機銘牌總風量。

第五步：設計池內流場與吸水區

根據池長、池寬、水深和進出水位置佈置增效噴嘴。噴嘴服務區要覆蓋池體，水泵吸水口應避開上升氣泡和噴嘴直衝區域。

第六步：分階段投運

先建立穩定循環水流，再確認射流器吸氣和噴嘴射流狀態；隨後逐步增加氣量和處理負荷。每次只調整一個主要變量，便於定位問題。

第七步：按單位處理能耗驗收

建議至少用以下指標驗收：

• 出水COD、氨氮或項目控制指標；
• 池內DO平均值及空間分佈；
• 實際處理量和污染物去除量；
• 全系統輸入功率；
• kWh/kgO₂或kWh/kgCOD；
• 連續運行穩定性和維護工作量。

十、技改前必須問清的10個問題

1. 原系統供氧不足，究竟是曝氣頭效率下降，還是風量、風壓或進水負荷變化？
2. 水質中是否含纖維、油脂、鹽分、硬度成分或磨蝕顆粒？
3. 曝氣池能否停水放空，允許的施工窗口有多長？
4. 現場是否有循環泵佈置空間和足夠電力容量？
5. 現有鼓風機和空氣管網是否保留，能否與射流系統配合？
6. 每格池的實際處理量是否可獨立測量和調節？
7. 池內是否存在死區、短流、污泥沉積或水位分配問題？
8. 水泵吸水口附近是否有曝氣氣泡或容易積氣的高點？
9. 節能考覈採用銘牌功率、瞬時功率，還是單位污染物去除能耗？
10. 技改目標是提高水質、擴容、節能、降低維護，還是四者兼顧？

結語：技改不是換設備，而是重新匹配整個系統

這次製藥廢水技改最有價值的地方，不是最終得到22%的節能數字，而是完整暴露了射流曝氣改造中最常見的三類系統問題：氣量送不到、水量分不勻、氣泡進入水泵。

射流器可以提供高效氣液混合和強水力循環，但它不能替代供氣管網計算、進水分配設計和水泵吸水條件校覈。只有把曝氣池、循環泵、射流器、供氣系統、增效噴嘴和控制邏輯作爲一套系統設計，技改效果纔可能從"設備已經安裝"變成"水質和能耗真正改善"。

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成都綠水科技有限公司 技術電話：028-85130135 銷售/公司電話：028-85152554 郵箱：jane1984@cd-greenwater.com

內部資料依據：GW-syxhc.pdf、GW_yr.pdf、GW-yr1.pdf、GW一體化射流曝氣系統.pdf、GW-sh.pdf、aeration technology.pdf及當前目錄中的射流曝氣產品、安裝與工程案例資料。本文未使用聯網資料。