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【技术资料】氧转移速率与供气量及曝气系统计算


来源:  作者:  日期:2009-05-19 19:01:58

第四节 曝气的原理、方法与设备

三、氧转移速率与供气量的计算

1、氧转移速率的计算:

标准氧转移速度(R0)为:  ,

式中  CL——水中的溶解氧浓度,对于脱氧清水CL=0;

V——曝气池的体积,(m3);

为求得水温为T,压力为P条件下的废水中的实际氧转移速率(R),则需对上式加以修正,需引入各项修正系数,即:

 ,

因此,R0/R为:             (23)

一般来说:R0/R = 1.33~1.61。

将(23)式重写:          (24)

式中CL——曝气池混合液中的溶解氧浓度,一般按2mg/l来考虑。

2、氧转移效率与供气量的计算:

① 氧转移效率: ,

式中:EA——氧转移效率,一般的百分比表示;

OC——供氧量,kgO2/h; ,

21%——氧在容气中的占的百分比;

1.331——20°C时氧的容重,kg/m3;

Gs ——供氧量,m3/h。

② 供气量Gs:                        (27)

    对于鼓风曝气系统,各种曝气装置的EA值是制造厂家通过清水试验测出的,随产品向用户提供;

    对于机械曝气系统,按式(24)求出的R0值,又称为充氧能力,厂家也会向用户提供其设备的R0值。

③ 需氧量:活性污泥系统中的供氧速率与耗氧速率应保持平衡,因此,曝气池混合液的需氧量应等于供氧量。需氧量是可以根据下式求得:      (28)

四、曝气系统的设计计算

1、鼓风曝气系统:

① 求风量即供气量:  式(28)求得需氧速率O2    根据供氧速率 =需氧速率,则有:R=O2,

根据式(24)求得标准氧转移速率R0: ,

根据式(27)求得供气量 (m3/d) Gs’ (m3/min);

② 求要求的风压(风机出口风压):

根据管路系统的沿程阻力、局部阻力、静水压力再加上一定的余量,得到所要求的最小风压。

③ 根据风量与风压选择合适的风机。

2、机械曝气系统:

① 充氧能力R0的计算:根据式(28)求得需氧量O2;

R=O2; ,

② 根据R0值选配合适的机械曝气设备。

[例题]

    一个城市污水处理厂,设计流量 Q=10000m3/d,一级处理出水BOD5=150mg/l,采用活性污泥法处理,处理水BOD5£15mg/l。采用中微孔曝 气盘作为曝气装置。曝气池容积V=3000m3,Xr=2000mg/l,EA=10%,曝气池出口处溶解氧Cl =2mg/l,水温T=250C,曝气 盘安装在水下4.5m处。

有关参数为:a’=0.5, b’= 0.1, a=0.85, b=0.95,r=1.0

求:(1)采用鼓风曝气时,所需的供气量Gs(m3/min)

    (2)采用表面机械曝气器时的充氧量R0(kgO2/h)

 [解]:

A.鼓风曝气系统

(1)按式(28)计算需氧量:

      

 

(2)按式(18)计算20°C和25°C时曝气池内饱和溶解氧浓度的平均值:

①曝气装置出口处的压力Pb:

 

②气泡逸出曝气池表面时,氧含量的百分比可以按式(19)计算:

    

③查表得20°C和25°C时的饱和溶解氧浓度分别为:

         Cs(20)=9.17mg/l;    Cs(25)=8.38mg/l;    

   代入式(18)有:

  

  

(3)标准供氧速率R0:

由式(24)有:   

              

(4)按式(27)计算供气量:

  

B.机械曝气器

    按式(29)求充气能力R0:

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