各种曝气设备的性能及充氧能力概要

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,曝气设备的性能及充氧能力,上海天山污水处理厂,废水生物处理,厌氧生物处理,好氧生物处理,废水生物处理的分类,曝气装置的作用,曝气装置在曝气池内的主要作用为：,(1)充氧,将空气中的,氧,(或,纯氧,)转移到混合液中的活性污泥絮凝体上，以供应微生物呼吸之需。,(2)搅拌、混合,使曝气池内的混合液处于剧烈的混合状态，使,活性污泥、DO、污水中的有机物,三者充分接触。同时，防止活性污泥在曝气池内沉淀。,引自：文献1,鼓风曝气器,机械曝气器,曝气设备的分类,曝气设备,立轴式,卧轴式,倒伞形叶轮,泵形叶轮,转刷,转碟(盘),微气泡、中气泡、大气泡,水下曝气器,自吸式,供气式,射流曝气器,水力剪切式,表示曝气设备技术性能的主要指标,(1),动力效率,E,p,，指每消耗1kWh电能转移到混合液中的氧量，以kgO,2,/kWh计；,(2),氧的利用率E,A,，通过鼓风曝气转移到混合液中的氧量占总供氧量的百分比(%)。,对鼓风曝气设备：,(1),动力效率,E,p,，以kgO,2,/kWh计；,(2),氧的转移效率E,L,，又称充氧能力，通过机械曝气装置的转动，在单位时间内转移到混合液中的氧量，以kgO,2,/h计。,对机械曝气设备：,各种曝气设备在清水中的充氧能力,生产厂家提供曝气设备的氧转移参数是在标准条件下测定的，即,水温,20,C,、气压为1.01310,5,Pa,。测定用水是,脱氧清水,。,各种微气泡曝气器的技术性能指标,名称,型号,规格,(mm),服务面积(m,2,/个),氧利用率E,A,(%),动力效率E,P,(kgO,2,/kWh),扩散板,30030035,714,1.82.5,扩散管,60100,L500600,1013,2.0,固定式平板型,HWB-1,HWB-2,BYW-1,0.30.75,2025,46,固定式钟罩型,HWB-3,BGW-1,0.30.75,2025,46,膜片式,520,13,2738,3.4,微气泡曝气管,PE-III,70,L500,2,1830,4.45.45,引自：文献1,微孔曝气器图片,膜片式微孔曝气器,微孔曝气器图片,平板型微孔曝气器,钟罩型微孔曝气器,各种中气泡曝气器的技术性能指标,名称,型号,规格,(mm),服务面积(m,2,/个),氧利用率E,A,(%),动力效率E,P,(kgO,2,/kWh),穿孔管,2550,46,1.0,网状膜曝气器,W,M,-180,0.5,1215,2.73.7,引自：文献1,水力剪切式曝气器的技术性能指标,名称,型号,规格,(mm),服务面积(m,2,/个),氧利用率E,A,(%),动力效率E,P,(kgO,2,/kWh),倒盆式曝气器,152,6.58.8,1.752.88,固定单螺旋曝气器,XH1500,200,39,7.411.1,2.242.48,固定双螺旋曝气器,XH1740,2-,200,56,9.511.0,1.52.5,固定三螺旋曝气器,XH1740,3,-,180,3,-,185,38,8.7,2.22.6,引自：文献1,射流曝气器的技术性能指标,单级单喷嘴射流曝气器,自吸供气，动力效率为,1.42.0kgO,2,/kWh,；,压力供气，动力效率为,2.0kgO,2,/kWh以上。,引自：文献2,水下曝气器的技术性能指标,SBQ I 水下曝气器,型号,额定马力,极数,空气量,-,水深,供氧量,适合,水深,SBQ-31-50,0.75,4,11-2,0.35-0.45,1-3,SBQ-32-80,1.5,4,22-3,1.0-1.2,1-3,SBQ-33-80,2.2,4,37-3,1.75-1.95,1.5-3.5,SBQ-35-100,3.7,4,75-3,3.5-3.95,2-4,SBQ-37-100,5.5,4,103-3,5.3-5.9,2-5,水下曝气器的技术性能指标,SBQ潜水式曝气机,泵形叶轮曝气器图片,1.上平板 2.进气孔,3.上压罩 4.下压罩,5.导流锥顶 6.引气孔,7.进水口 8.叶片,泵形叶轮曝气器的技术性能指标,叶轮的浸没度,h,S,水面距叶轮上边缘的距离。,h,S,=040mm,叶轮外缘最佳线速度应在4.55.0,m/s,的范围内。,泵型叶轮的充氧量和轴功率可按下列经验公式计算：,Q,s,=0.379K,1,v,2.8,D,1.88,(kgO,2,/h),N,a,=0.0804K,2,v,3,D,2.08,(kW),引自：文献3,倒伞形型叶轮曝气器的技术性能指标,型号,叶轮直径,(mm),转速,(r/min),清水充氧量,(kgO,2,/h),提升力,(N),电机功率,(kw),普通,400,167252,2.58.0,4101400,2.2,调速,216,5,670,1.5,普通,1000,6795,1439,26407670,15,调速,85,27,5450,11,普通,1500,44.563.9,3082.5,610018000,30,调速,55,54.5,11450,22,普通,1930,34.549.3,48130,1020029300,55,调速,45,96,22020,45,国内某厂倒伞型叶轮曝气器技术参数,引自：文献4,GTA,系列水平转刷曝气机,转刷曝气器图片,JSBZS,型转刷曝气机,转刷曝气器图片,转刷曝气机外形图,Mammoth转刷曝气器的技术性能指标,直径,mm,规格,有效长度mm,转速,r/min,电机功率kW,叶片浸深mm,充氧能力,kgO,2,/h,推动力,m,3,/m,700,双,速,高速,4500,72,22,2530,6.58.5,155,低速,4080,15,1520,单速,155,700,双,速,高速,6000,48/72,17/26,2530,6.58.5,155,低速,72,30,单速,155,1000,双,速,高速,6000,48/72,17/26,2530,6.58.5,155,低速,72,单速,30,155,1000,双,速,高速,9000,48/72,32/40,2530,6.58.5,265,低速,72,单速,45,265,动力效率均为：2.03.0kgO,2,/kWh,引自：文献4,转碟(盘)曝气器图片,转碟(盘)曝气器的技术性能指标,曝气转盘常用技术性能如下：,直径：1400,mm；,适用转速：5055,r/min；,经济转速：50,r/min；,适用浸没深度：400530,mm；,经济浸没深度：500,mm；,单盘标准清水充氧能力：0.821.63,kgO,2,/h；,动力效率：1.862.10,kgO,2,/kWh；,适用工作水深：=5.2,m；,水平轴跨度：单轴=9,m、,双轴914,m,之间；,曝气盘安装密度：5片/,m；,设计功率密度：1012.5,W/m,3,。,引自：文献4,各种曝气器适用的构筑物,9,7,1,2,5,3,4,6,10,8,微孔曝气器推流式曝气池,各种曝气器适用的构筑物,天津纪庄子污水处理厂,各种曝气器适用的构筑物,进水,出水,表曝机,泵形叶轮曝气器完全混合曝气池,各种曝气器适用的构筑物,倒伞形叶轮曝气器,Carrousel,氧化沟,各种曝气器适用的构筑物,转刷曝气器T型或D型氧化沟,各种曝气器适用的构筑物,转碟曝气器Orbal,氧化沟,引自：文献5,曝气设备在污水中的充氧性能,氧转移速度(dC/dt)=K,La,(C,S,-C),污水中氧转移的影响因素：,污水水质,杂质：,K,La,=,K,La,；,盐类：,C,S,C,S,2.,水温：,K,La,(T),=,K,La,(20),1.024,(T-20),3.,氧分压：,对表面曝气器：,C,S,C,S,=(,所在地区实际气压,),/（1.01310,5,）,对鼓风曝气池：,P,b,扩散装置出口处的绝对压力；,O,t,气泡离开池面时氧的百分比。,曝气设备在污水中的充氧性能,在标准条件下，转移到曝气池混合液中的总氧量R,0,为：,R,0,=K,La(20),C,s(20),V (kg/h),在实际条件下，转移到曝气池的总氧量R为：,R=,K,La(20),C,S(T),-C 1.024,(T-20),V,由上两式可解得：,曝气设备在污水中的充氧性能,曝气系统的能耗约占活性污泥法处理厂总能耗的50%以上,文献6,。目前，污水厂的充氧动力效率据统计：鼓风曝气为,1.1,2.2kgO,2,/kWh,，机械表曝为,0.5,1.7kgO,2,/kWh,，参差不齐，因此某些污水厂是很有节能的潜力。,氧的传递是一复杂过程，受许多因素的影响，如：曝气器的种类和布置方式、曝气器的淹没水深、曝气器已使用的年限、曝气池的形状、输入空气的流率、污水水质及水流状态、泥龄、是否有消化作用和水温等。据,21,个污水厂,65,次试验结果得知：,从氧传递的角度，微孔曝气器优于中、粗孔曝气器，曝气器的格形布置优于使水流呈螺旋状前进的池一例布置，推流式池优于多点进水式池，污泥龄长优于污泥龄短，有消化作用优于无消化作用,。,引自：文献7，11,不同充氧方式的效率,曝气方式,充氧效率,kgO,2,/(kWh),单边曝气,全面曝气,(,间距,6.1 m),中心曝气,全面曝气,(,间距,3.05 m),1.05,1.57,1.33,1.82,曝气设备在污水中的充氧性能,引自：文献8,曝气设备在污水中的充氧性能,在污水中，,特别是负荷较高时,，由于,表面活性物质,的影响及,微孔曝气器的堵塞,，微孔曝气的效率下降。在混合液中，池进口处系数约,0.3,、池尾处则约为,0.8,，即其充氧效率从,1.2,左右增至,3.2kgO,2,/kWh,，而机械表曝系数始终接近,1,，故在混合液中其充氧效率仍接近,2kgO,2,/kWh,。,HAS,即为曝气他入口处使用机械表曝。其效率不因水中存在有机物而降低，再接之以微孔曝气，这样就同时吸取了它们的长处，避免了短处。此外，还在很大程度上,减少了微孔曝气器堵塞的可能性,。,引自：文献9,10,主要参考文献,1.张自杰主编，排水工程(第四版)下册,2.Richard,W.W.et al.Jet aeration in activated sludge system.JWPCF,1969,Vol.41(10):17261736,3.张自杰主编，环境工程手册(水污染防止卷),4.王凯军等，城市污水生物处理新技术开发与应用,5.,沈云新等，,Orbal,氧化沟的评价与改进设想，化工给排水设计，,1998,，,No4,，,23,27,6.Kathy Powell Groves et al.Evaluation of oxygen transfer efficency and alpha-factor on a variety of diffused aeration systerms.Water Environment Research,1992,Vol.60(5):991698,7.,汪慧贞等，混合曝气系统充氧效率的探讨，中国给水排水，,1994,，,Vol.10(3):1619,8.,林荣忱,et al.,污水处理厂泵站与曝气系统的节能途径,中国给水排水,1999,年,第,1,期,9.Marcus J.Healey et al.Improvments in the activated sludge process in the U.K.and U.S.,J.WPCF,1989,Vol.61(4):446451,10.Fisher Michael J.et al.Effect of anaerobic and anoxic selectors on oxygen transfer in wasterwater.Water Environment Research,1999,Vol.71(1):8493,11.Wager Martin R.et al.Oxygen transfer and a