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各類型曝氣器曝氣性能評價
發(fā)布時間:2019-01-20 瀏覽: 文章來源:未知

曝氣裝置的充氧性能可采用對曝氣器性能參數(shù)進(jìn)行測試的方法衡量。吉化股份有限公司污水處理廠(以下簡稱污水廠)采用A/O工藝處理化工廢水,曝氣器的選擇對處理效果至關(guān)重要。本實(shí)驗(yàn)對污水廠提供的五種型號剛玉曝氣器進(jìn)行清水區(qū)充氧參數(shù)測試實(shí)驗(yàn),為污水廠曝氣器的選型、更新提供參考依據(jù)。
1 計(jì)算 公式
曝氣器性能主要由氧轉(zhuǎn)移系數(shù)K1a、充氧能力N、氧利用率E、動力效率Ep四個主要參數(shù)來衡量。
①氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)K1adc/dt=K1a(Cs—Ct),mg/( L·h)
經(jīng)積分得:1n(Cs—Ct)=1nCs一K1a (1)
在實(shí)驗(yàn)中測得K1a即為清水中的氧總轉(zhuǎn)移系數(shù),如果水溫不同,按下式進(jìn)行K1a的溫度變換計(jì)算:
K1aT=K1a20×1.024T-20 (2)
K1a20——水溫為20℃時氧總轉(zhuǎn)移系數(shù);
K1aT——水溫為T℃時氧總轉(zhuǎn)移系數(shù);
T一實(shí)驗(yàn)時水溫,℃。
實(shí)驗(yàn)時的換算結(jié)果詳見表2 內(nèi)容 。
②充氧能力N充氧能力是指某曝氣裝置在實(shí)驗(yàn)體積內(nèi)單位時間的充氧量(kg/h):N=0.55K1aV,kg/h (3)
③氧的利用率E氧的利用率是充氧能力占供氧量的百分比。E充氧能力/供氧量***=N/供氧量***,kg/h (4)
④動力效率Ep,即每度電的充氧能力
Ep=N/W,kg/(kw·h) (5)
2 實(shí)驗(yàn)裝置
曝氣裝置高5 m、直徑0.75 m。
實(shí)驗(yàn)裝置詳見圖1。

3 曝氣器型號
參加測試的剛玉中微孔曝氣器共五種型號,分別為:
河南山水環(huán)保微孔棕剛玉曝氣器,其曝氣膜片和支承托盤呈球冠形結(jié)構(gòu),特性參數(shù)為:直徑(Φ)240 mrn、厚度(δ)38 mm、氣孔率30%-35%、氣孔直徑250μm。另外四種為吉化污水廠自行研制的剛玉中微孔曝氣器,分別稱為A型、B型、C型、D型,其外型構(gòu)造、脫氣材料等與WZP型曝氣器相仿,只是曝氣頭擴(kuò)散盤直徑和微孔材料厚度略有不同,分別為 A型:Φ=178 mm、δ=19mm;B型:Φ=178 mm、δ=35 mm人型:C型:Φ=230 mm、δ=19 mm;D型:Φ=240 mm、δ=20 mm。
4 試驗(yàn)步驟
①按圖1連接好試驗(yàn)裝置
②調(diào)整氣體流量為2.07 m3/h,壓力為0.18MPa,但先不連到曝氣裝置上。
③裝置充上清水,水面距設(shè)備上沿64 cm,曝氣裝置有效容積V為 1.925 m3。
④將脫氧劑無水亞硫酸鈉、催化劑二氯化鈷加入清水裝置中,充分人工攪拌后,反應(yīng)靜止10 min。
⑤DO在線測定儀讀數(shù)由高往低迅速下降達(dá)到0以下,反應(yīng)10 min。連氣(儀表壓縮空氣)充氧,當(dāng)溶解氧為0時計(jì)時,先半分鐘計(jì)一次,隨著DO的升高適當(dāng)延長計(jì)時時間直至飽和。
⑥對水溫、風(fēng)壓、氣量進(jìn)行測量,注意調(diào)節(jié)氣量。
⑦無機(jī)鹽的加入會 影響 水的充氧效率,因此重復(fù)做兩次后,要重新?lián)Q水。
⑧每個曝氣器進(jìn)行兩組測試。
5 測試結(jié)果 計(jì)算
①測試條件
為了進(jìn)行比較,測試均在風(fēng)量2.07 m3/h,風(fēng)壓0.18 MPa條件下進(jìn)行,DO在線測定儀在距水面 1/3處,溶解氧的飽和濃度Cs采用同等條件下現(xiàn)場實(shí)測確定。
②測試數(shù)據(jù)
五種型號曝氣器充氧過程實(shí)驗(yàn)測試數(shù)據(jù)詳見表l。
表1 五種型號剛玉曝氣器充氧過程測試數(shù)據(jù)

充氧時間/min 充氧過程DO變化情況
WZP型 A型 B型 C型 D型
0.5 1.57 0.10 0.34 0.52 0.57
1 4.22 0.14 0.552 0.99 1.01
1.5   0.23 0.93 1.39 1.58
2 7.12 0.24 1.58 1.59 2.07
3   0.36 1.65 1.93 3.13
4 8.38 0.43 1.95 2.26 3.92
5   0.73 2.38 2.96 4.71
6 8.94 0.97 3.34 3.48 5.36
7   1.44 3.73 4.12 5.74
8 6.73 2.08 4.38 4.90 5.96
10 9.35 3.74 5.86 6.27 6.15
12 9.61 4.35 6.94 7.14 5.97
14 9.92 5.40 7.70 8.01 6.78
16 10.44 6.65 8.48 8.71 8.26
18 10.79 7.87 9.31 9.38 9.46
20 10.89 8.64 9.84 10.14 10.27

③計(jì)算K1a值取表1中計(jì)時前20 min數(shù)據(jù)為Ci,采用公式(l)、(2)和已確定的Cs,計(jì)算K1a值,結(jié)果見表2。
表2 五種型號陽氣器K1a值計(jì)算結(jié)果

曝氣器型號 b值 K1aT 試驗(yàn)水溫/℃ K1a(20℃)
WZP型 -0.18 0.18 7.5 0.2421
A型 -0.067 0.067 5 0.0956
B型 -0.070 0.070 6 0.0976
C型 -0.091 0.091 5 0.1299
D型 0.099 0.099 6 0.1380

④曝氣器充氧性能參數(shù)的計(jì)算采用公式(3)、(4)、(5)進(jìn)行曝氣器充氧性能參數(shù)計(jì)算,結(jié)果詳見表3。
表3 五種型號剛玉曝氣器充氧性能參數(shù)計(jì)算結(jié)果

曝氣器型號
/(m3·h-1)
K1a(20℃) 
/(L·min-1)
充氧能力 
/Kg[O2] ·h-1
氧利用率E 
/%
動力效率Ep 
/Kg[O2] ·度-1
WZP型 2.07 0.2421 0.2563 44.22 1.4390
A型 2.07 0.0956 0.1012 17.46 0.5682
B型 2.07 0.0976 0.1033 17.82 0.5600
C型 2.07 0.1299 0.1375 23.72 0.7720
D型 2.07 0.1380 0.1461 25.21 0.8203
6 研究結(jié)果從測試結(jié)果表3中可見,在同等測試條件下,曝氣器充氧性能從優(yōu)到劣的排列順序?yàn)椋?WZP型棕剛玉、污水廠剛玉D型、污水廠剛玉C型、污水廠剛玉B型、污水廠剛玉A型曝氣器。
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