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河南山水環(huán)保材料有限公司


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技術文章

各類型曝氣器曝氣性能評價

閱讀:324發(fā)布時間:2023-2-11

曝氣裝置的充氧性能可采用對曝氣器性能參數(shù)進行測試的方法衡量。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重要。本實驗對污水廠提供的五種型號剛玉曝氣器進行清水區(qū)充氧參數(shù)測試實驗,為污水廠曝氣器的選型、更新提供參考依據(jù)。
1 計算 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)
在實驗中測得K1a即為清水中的氧總轉(zhuǎn)移系數(shù),如果水溫不同,按下式進行K1a的溫度變換計算:
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一實驗時水溫,℃。
實驗時的換算結(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驗體積內(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99%=N/供氧量99%,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 實驗裝置
曝氣裝置高5 m、直徑0.75 m。
實驗裝置詳見圖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 試驗步驟
①按圖1連接好試驗裝置
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,反應靜止10 min。
⑤DO在線測定儀讀數(shù)由高往低迅速下降達到0以下,反應10 min。連氣(儀表壓縮空氣)充氧,當溶解氧為0時計時,先半分鐘計一次,隨著DO的升高適當延長計時時間直至飽和。
⑥對水溫、風壓、氣量進行測量,注意調(diào)節(jié)氣量。
⑦無機鹽的加入會 影響 水的充氧效率,因此重復做兩次后,要重新?lián)Q水。
⑧每個曝氣器進行兩組測試。
5 測試結(jié)果 計算
①測試條件
為了進行比較,測試均在風量2.07 m3/h,風壓0.18 MPa條件下進行,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)場實測確定。
②測試數(shù)據(jù)
五種型號曝氣器充氧過程實驗測試數(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
0.51.570.100.340.520.57
14.220.140.5520.991.01
1.5 0.230.931.391.58
27.120.241.581.592.07
3 0.361.651.933.13
48.380.431.952.263.92
5 0.732.382.964.71
68.940.973.343.485.36
7 1.443.734.125.74
86.732.084.384.905.96
109.353.745.866.276.15
129.614.356.947.145.97
149.925.407.708.016.78
1610.446.658.488.718.26
1810.797.879.319.389.46
2010.898.649.8410.1410.27

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

曝氣器型號b值K1aT試驗水溫/℃K1a(20℃)
WZP型-0.180.187.50.2421
A型-0.0670.06750.0956
B型-0.0700.07060.0976
C型-0.0910.09150.1299
D型0.0990.09960.1380

④曝氣器充氧性能參數(shù)的計算采用公式(3)、(4)、(5)進行曝氣器充氧性能參數(shù)計算,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)計算結(jié)果

曝氣器型號Q
/(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2.070.24210.256344.221.4390
A型2.070.09560.101217.460.5682
B型2.070.09760.103317.820.5600
C型2.070.12990.137523.720.7720
D型2.070.13800.146125.210.8203
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)到劣的排列順序為: 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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