污水处理塔内件除沫器在曝气泡沫控制中的工程实践

曝气泡沫产生机理与污水处理塔中的风险

在污水处理塔内，曝气散气头、微孔曝气管或射流曝气装置持续向混合液中输送空气，气泡在上升过程中与污水中的表面活性剂、乳化油、蛋白质、多糖以及活性污泥絮体发生作用，形成粘稠且稳定的泡沫层。尤其在高浓度有机废水、生化启动阶段、营养盐比例失衡以及表面活性剂含量偏高的工况下，泡沫量更为显著。当泡沫在塔内上升至气液分界区域后，如果缺乏有效的除沫结构，就会被上升气流携带进入上部空间，形成气体夹带液滴的情况。液滴在塔顶和管道内沉积，造成腐蚀加剧和结垢堵塞；携带的活性污泥进入尾气处理装置后，会影响后续吸收塔、冷凝器或过滤器的工作周期，增加清洗和检修频率。对于采用变频风机的曝气系统而言，泡沫还可能在短时间内引起压降波动，诱发联锁报警。通过在污水处理塔的气体出口或上部气液过渡区域安装除沫器，可以显著降低泡沫夹带的液滴浓度，从源头控制这些潜在风险，对保障长期稳定运行具有不可替代的作用。

除沫器结构形式与塔内布置特点

用于污水处理塔的除沫器，常见形式包括金属丝网除沫器、波纹板除沫器、折流板除沫装置以及丝网与折流组合结构等。金属丝网除沫器通常由不锈钢或耐腐蚀合金丝编织而成，通过多层叠加形成具有一定厚度的高比表面积层，气流通过时，携带液滴与丝网碰撞、拦截并在丝表面聚并成较大液滴，借重力作用回落至下部液面或集液槽。波纹板和折流板结构则采用多次改变气流方向的方式，使液滴在板面上不断撞击、扩展和汇集，适用于含固量略高、对丝网堵塞敏感的工况。在具体布置上，除沫器常设置于曝气塔顶部的气体出口下方或填料层上部，以整体环形支承梁、托盘或格栅结构承托，保证气体通过面积充足并便于检修拆装。对于大型圆形污水处理塔，可采用分块拼装的除沫器单元，通过人孔进行分段吊装和维护；对于矩形塔体或一体化设备，则多采用整体插入式装配方式，以提高密封性和减少旁路气流。通过与塔体结构、工艺水位、曝气强度和风机运行参数的综合匹配，可以确保除沫器在低压降的前提下实现高效率除沫。

除沫性能、气液压降与长期运行可靠性

在工程设计中，除沫器的核心性能指标主要包括捕集效率、允许气速和压降水平。对于污水处理塔上升气流中泡沫液滴，一般需要将出口液滴直径控制在较小范围，并尽可能降低液滴浓度，以减少对后续设备的冲击。金属丝网除沫器在适宜气速下，可实现对较小液滴的高效捕集，而波纹板或折流板结构则更适合处理中大粒径液滴和泡沫团。在污水处理场景中，由于气流中不可避免存在微量固体颗粒和胶体物质，除沫器的结构设计与材料选型需要兼顾抗堵塞性和清洗便利性。在气体压降方面，过高的压降会迫使风机长期在高负荷工况运行，增加能耗并缩短使用寿命，因此工程上通常通过合理选择除沫器厚度、比表面积和开孔率来控制压降，使其处于鼓风机可接受范围。长期运行过程中，除沫器表面会沉积污泥和有机物，需要通过在线冲洗或定期拆洗维持其通透性。为提高可靠性，可在设计阶段预留冲洗管道和喷嘴，利用清水或回用水对除沫层进行定期冲洗；也可以在检修计划中设置除沫器维护周期，避免因严重堵塞导致压降突增和气量不足，从而影响曝气效果和生化反应效率。

在典型污水处理工艺中的安装与适用场景

除沫器在多种污水处理工艺中均有广泛使用，包括活性污泥曝气塔、接触氧化塔、曝气生物滤池的上部塔段、含挥发性有机物废水的预曝气塔以及配套尾气洗涤装置的综合生化处理系统。在活性污泥曝气塔中，当污泥浓度较高或存在表面活性剂时，塔顶常出现持续泡沫外溢现象，此时在气体出口下方配置高效除沫器，可以明显减少泡沫被气流卷出，避免在厂区周边形成二次污染。对于处理含溶剂类或挥发性有机物的工业废水，通常会在曝气塔顶部引出尾气进入后续吸收或冷凝装置，尾气中如果夹带大量液滴，不但降低后续装置的处理效率，还可能在塔顶管道及换热表面形成黏附层。通过在尾气出口前安装耐腐蚀除沫器，实现对泡沫液滴的有效截留，可以大幅提升整体系统的安全性和稳定性。在一体化污水处理设备中，为兼顾占地面积与处理能力，往往采用多功能组合塔体结构，将曝气、生化和沉淀功能集中在同一设备内，这种布置对气液分离的要求更为严格。除沫器在其中扮演重要角色，不仅维持上部空间的清洁气相环境，也为设备的紧凑化设计提供技术支撑，在保障排放稳定达标的同时减小工程占地和土建投资。

材料选择、防腐设计与运维管理要点

污水处理塔中介质成分复杂，既包含有机物及悬浮固体，也可能存在酸性、碱性或含盐组分，对除沫器材料的耐腐蚀性能提出较高要求。常用的除沫器金属材料多为不锈钢，其具有较好的综合机械性能和耐蚀能力，适合多数市政和一般工业污水。对于含氯离子较高或具有特定腐蚀性成分的废水，则需要根据水质情况选择更高等级的耐腐材料，或者采用塑料波纹板、聚丙烯折流板等非金属结构，以减少点蚀和缝隙腐蚀风险。在防腐设计方面，除沫器支撑梁、格栅以及连接紧固件同样需要考虑耐腐蚀性能和结构强度，避免长期运行中支撑失稳或局部变形导致除沫效率下降。运维过程中，应根据污水水质变化和曝气强度情况，定期检查除沫器表面沉积状况，通过观察压降变化、塔顶检修口视察以及必要时的局部拆检，及时发现堵塞、断丝、板面腐蚀穿孔等问题。配合科学的清洗方案和检修计划，可有效延长除沫器使用寿命，保证污水处理塔在长期运行中持续保持良好除沫能力，避免因泡沫问题造成非计划停机和生化系统负荷波动。