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2,曝气池的供氧量
单位时间内曝气设备供给曝气池混合液的氧量称为供氧量.供氧量只有一部分直接转移到废水中去,称为吸氧量.在曝气池中,氧是通过空气在混合液中扩散转移到水中,成为溶解氧后,才被微生物细胞利用.
⑴氧转移的基本原理
根据气体传递双膜理论,可以计算出曝气池内清水中气泡内的氧转移到水中的速率,通过曝气,空气中的氧从气相传递到混合液的液相中,这既是一个传质过程,又是一个物质扩散过程,扩散的推动力是氧在界面两侧的浓度差,即氧的不足量或饱和差,饱和差越大,氧转移速率就越大.
⑵影响氧转移的因素
在供氧量和吸氧量之间存在着转移效率.废水实际所吸收的氧量有多种影响因素:
①水温
水温不仅会影响饱和溶解氧的浓度,而且还影响流体的黏滞度,从而影响氧的总转移系数,
式中是温度为T℃时氧的总转移系数,是温度为20℃时氧的总转移系数,为温度系数,其取值范围为1.008～1.047,一般取值1.024.
②溶液的性质及其所含组分对氧的溶解度和氧的转移都有直接的影响,如污水中的表面活性剂等有机组分及无机组分都会影响氧的饱和溶解度.
③分压力对氧的饱和溶解度有一定的影响,当氧的分压力降低时,氧的饱和溶解度也降低,在压力不是标准大气压的地区,应使用修正系数进行修正.
④曝气装置的搅拌混合强度对氧的总转移系数有影响,强的混合程度不但会使液膜的厚度减小从而使氧的总转移系数增大而且还使气泡直径减小,增加了气液交界的面积,有利于氧的转移,所以搅拌混合强度越大,越大.
⑤水深对溶解氧浓度的影响
在鼓风曝气池内,增加扩散器的装设浓度,形成的气泡中氧的分压力增大,所以氧的饱和溶解度亦增大,安装在池底的空气扩散装置出口处的氧分压最大,因此氧的饱和溶解浓度也最大.曝气池中的饱和溶解氧浓度应该是扩散装置出口处和混合液表面两处的饱和溶解氧浓度的平均值.
⑶供氧量计算
实际曝气池中的氧转移量的计算法有以下几种:
①氧转移量法
供氧量的计算是为了让我们更好地选择和设计合适的曝气系统,以满足生化反应的需氧量,但为了产品的适应面,生产厂家提供的空气扩散装置的氧传递参数是在标准条件下测定的,所谓标准条件是指一个大气压和20℃的脱氧清水中测定试验.在实际应用中,曝气装置在混合液中的氧的总转移系数,均与在清水中不同,应该用公式将实际传氧速率换算成标准传氧速率.
供氧量S=0.28GS,
而供气量
其中是曝气器的氧利用率,用公式计算.
②经验数据法
根据国内污水厂的运行经验,当曝气池水深为2.5～3.5m时,去除1kgBOD5所需的供氧量为:
穿孔管曝气时:80～140m3(空气)/kg(BOD5)
扩散板曝气时:40～70m3(空气)/kg(BOD5)
③空气利用率计算法
1 m3空气中含氧209.4L,在100kPa的压力和温度为0℃时及20℃时,1m3空气质量分别为1294g和1221g,含氧量分别为300g和280g.按去除1kg的BOD5需氧1kg计算,需空气量分别为3.33 m3和3.57 m3,气泡曝气时氧的利用率一般为5%～10%,(穿孔管取低值,扩散板取高值),因此当氧的利用率为5%,去除1kg的BOD5需空气72 m3(20℃),当氧的利用率为10%时,供空气量为36m3(20℃).
