單位時(shí)間內(nèi)曝氣設(shè)備供給曝氣池混合液的氧量稱為供氧量。供氧量只有一部分直接轉(zhuǎn)移到廢水中去,稱為吸氧量。在曝氣池中,氧是通過空氣在混合液中擴(kuò)散轉(zhuǎn)移到水中,成為溶解氧后,才被微生物細(xì)胞利用。
⑴氧轉(zhuǎn)移的基本原理
根據(jù)氣體傳遞雙膜理論,可以計(jì)算出曝氣池內(nèi)清水中氣泡內(nèi)的氧轉(zhuǎn)移到水中的速率,通過曝氣,空氣中的氧從氣相傳遞到混合液的液相中,這既是一個(gè)傳質(zhì)過程,又是一個(gè)物質(zhì)擴(kuò)散過程,擴(kuò)散的推動(dòng)力是氧在界面兩側(cè)的濃度差,即氧的不足量或飽和差,飽和差越大,氧轉(zhuǎn)移速率就越大。
⑵影響氧轉(zhuǎn)移的因素
在供氧量和吸氧量之間存在著轉(zhuǎn)移效率。廢水實(shí)際所吸收的氧量有多種影響因素:
①水溫
水溫不僅會(huì)影響飽和溶解氧的濃度,而且還影響流體的黏滯度,從而影響氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù) ,式中 是溫度為T℃時(shí)氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù), 是溫度為20℃時(shí)氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù), 為溫度系數(shù),其取值范圍為1.008~1.047,一般取值1.024.
②溶液的性質(zhì)及其所含組分對(duì)氧的溶解度和氧的轉(zhuǎn)移都有直接的影響,如污水中的表面活性劑等有機(jī)組分及無機(jī)組分都會(huì)影響氧的飽和溶解度。
③分壓力對(duì)氧的飽和溶解度有一定的影響,當(dāng)氧的分壓力降低時(shí),氧的飽和溶解度也降低,在壓力不是標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的地區(qū),應(yīng)使用修正系數(shù) 進(jìn)行修正。
④曝氣裝置的攪拌混合強(qiáng)度對(duì)氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù) 有影響,強(qiáng)的混合程度不但會(huì)使液膜的厚度減小從而使氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)增大而且還使氣泡直徑減小,增加了氣液交界的面積,有利于氧的轉(zhuǎn)移,所以攪拌混合強(qiáng)度越大, 越大。
⑤水深對(duì)溶解氧濃度的影響
在鼓風(fēng)曝氣池內(nèi),增加擴(kuò)散器的裝設(shè)濃度,形成的氣泡中氧的分壓力增大,所以氧的飽和溶解度亦增大,安裝在池底的空氣擴(kuò)散裝置出口處的氧分壓,因此氧的飽和溶解濃度也。曝氣池中的飽和溶解氧濃度應(yīng)該是擴(kuò)散裝置出口處和混合液表面兩處的飽和溶解氧濃度的平均值。
⑶供氧量計(jì)算
實(shí)際曝氣池中的氧轉(zhuǎn)移量的計(jì)算法有以下幾種:
①氧轉(zhuǎn)移量法
供氧量的計(jì)算是為了讓我們更好地選擇和設(shè)計(jì)合適的曝氣系統(tǒng),以滿足生化反應(yīng)的需氧量,但為了產(chǎn)品的適應(yīng)面,生產(chǎn)廠家提供的空氣擴(kuò)散裝置的氧傳遞參數(shù)是在標(biāo)準(zhǔn)條件下測(cè)定的,所謂標(biāo)準(zhǔn)條件是指一個(gè)大氣壓和20℃的脫氧清水中測(cè)定試驗(yàn)。在實(shí)際應(yīng)用中,曝氣裝置在混合液中的氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù),均與在清水中不同,應(yīng)該用公式將實(shí)際傳氧速率換算成標(biāo)準(zhǔn)傳氧速率。
供氧量S=0.28GS,而供氣量 其中 是曝氣器的氧利用率,用公式 計(jì)算。
②經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)法
根據(jù)國(guó)內(nèi)污水廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),當(dāng)曝氣池水深為2.5~3.5m時(shí),去除1kgBOD5所需的供氧量為:
穿孔管曝氣時(shí):80~140m3(空氣)/kg(BOD5)
擴(kuò)散板曝氣時(shí):40~70m3(空氣)/kg(BOD5)
③空氣利用率計(jì)算法
⑴氧轉(zhuǎn)移的基本原理
根據(jù)氣體傳遞雙膜理論,可以計(jì)算出曝氣池內(nèi)清水中氣泡內(nèi)的氧轉(zhuǎn)移到水中的速率,通過曝氣,空氣中的氧從氣相傳遞到混合液的液相中,這既是一個(gè)傳質(zhì)過程,又是一個(gè)物質(zhì)擴(kuò)散過程,擴(kuò)散的推動(dòng)力是氧在界面兩側(cè)的濃度差,即氧的不足量或飽和差,飽和差越大,氧轉(zhuǎn)移速率就越大。
⑵影響氧轉(zhuǎn)移的因素
在供氧量和吸氧量之間存在著轉(zhuǎn)移效率。廢水實(shí)際所吸收的氧量有多種影響因素:
①水溫
水溫不僅會(huì)影響飽和溶解氧的濃度,而且還影響流體的黏滯度,從而影響氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù) ,式中 是溫度為T℃時(shí)氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù), 是溫度為20℃時(shí)氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù), 為溫度系數(shù),其取值范圍為1.008~1.047,一般取值1.024.
②溶液的性質(zhì)及其所含組分對(duì)氧的溶解度和氧的轉(zhuǎn)移都有直接的影響,如污水中的表面活性劑等有機(jī)組分及無機(jī)組分都會(huì)影響氧的飽和溶解度。
③分壓力對(duì)氧的飽和溶解度有一定的影響,當(dāng)氧的分壓力降低時(shí),氧的飽和溶解度也降低,在壓力不是標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的地區(qū),應(yīng)使用修正系數(shù) 進(jìn)行修正。
④曝氣裝置的攪拌混合強(qiáng)度對(duì)氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù) 有影響,強(qiáng)的混合程度不但會(huì)使液膜的厚度減小從而使氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)增大而且還使氣泡直徑減小,增加了氣液交界的面積,有利于氧的轉(zhuǎn)移,所以攪拌混合強(qiáng)度越大, 越大。
⑤水深對(duì)溶解氧濃度的影響
在鼓風(fēng)曝氣池內(nèi),增加擴(kuò)散器的裝設(shè)濃度,形成的氣泡中氧的分壓力增大,所以氧的飽和溶解度亦增大,安裝在池底的空氣擴(kuò)散裝置出口處的氧分壓,因此氧的飽和溶解濃度也。曝氣池中的飽和溶解氧濃度應(yīng)該是擴(kuò)散裝置出口處和混合液表面兩處的飽和溶解氧濃度的平均值。
⑶供氧量計(jì)算
實(shí)際曝氣池中的氧轉(zhuǎn)移量的計(jì)算法有以下幾種:
①氧轉(zhuǎn)移量法
供氧量的計(jì)算是為了讓我們更好地選擇和設(shè)計(jì)合適的曝氣系統(tǒng),以滿足生化反應(yīng)的需氧量,但為了產(chǎn)品的適應(yīng)面,生產(chǎn)廠家提供的空氣擴(kuò)散裝置的氧傳遞參數(shù)是在標(biāo)準(zhǔn)條件下測(cè)定的,所謂標(biāo)準(zhǔn)條件是指一個(gè)大氣壓和20℃的脫氧清水中測(cè)定試驗(yàn)。在實(shí)際應(yīng)用中,曝氣裝置在混合液中的氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù),均與在清水中不同,應(yīng)該用公式將實(shí)際傳氧速率換算成標(biāo)準(zhǔn)傳氧速率。
供氧量S=0.28GS,而供氣量 其中 是曝氣器的氧利用率,用公式 計(jì)算。
②經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)法
根據(jù)國(guó)內(nèi)污水廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),當(dāng)曝氣池水深為2.5~3.5m時(shí),去除1kgBOD5所需的供氧量為:
穿孔管曝氣時(shí):80~140m3(空氣)/kg(BOD5)
擴(kuò)散板曝氣時(shí):40~70m3(空氣)/kg(BOD5)
③空氣利用率計(jì)算法