摘要：氣裝置的充氧性能可采用對(duì)曝氣器性能參數(shù)進(jìn)行測(cè)試的 方法 衡量。吉化股份有限公司污水處理廠(以下簡(jiǎn)稱污水廠)采用A/O工藝處理化工廢水，曝氣器的選擇對(duì)處理效果至關(guān)重要。本實(shí)驗(yàn)對(duì)污水廠提供的五種型號(hào)剛玉曝氣器進(jìn)行清水區(qū)充氧參數(shù)測(cè)試實(shí)驗(yàn)，為污水廠曝氣器的選型、更新提供 參考 依據(jù)。

關(guān)鍵詞：曝氣器 曝氣性能 評(píng)價(jià)

前言

曝氣裝置的充氧性能可采用對(duì)曝氣器性能參數(shù)進(jìn)行測(cè)試的方法衡量。吉化股份有限公司污水處理廠(以下簡(jiǎn)稱污水廠)采用A/O工藝處理化工廢水，曝氣器的選擇對(duì)處理效果至關(guān)重要。本實(shí)驗(yàn)對(duì)污水廠提供的五種型號(hào)剛玉曝氣器進(jìn)行清水區(qū)充氧參數(shù)測(cè)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(dòng)力效率Ep四個(gè)主要參數(shù)來(lái)衡量。

①氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)K1a

dc/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(cè)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(shí)氧總轉(zhuǎn)移系數(shù);

K1aT——水溫為T℃時(shí)氧總轉(zhuǎn)移系數(shù);

T一實(shí)驗(yàn)時(shí)水溫，℃。

實(shí)驗(yàn)時(shí)的換算結(jié)果詳見(jiàn)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(shí)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100%=N/供氧量100%，kg/h (4)

④動(dòng)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(jiàn)圖1。

3 曝氣器型號(hào)

參加測(cè)試的剛玉中微孔曝氣器共五種型號(hào)，分別為：

江蘇某廠WZP型中微孔棕剛玉曝氣器，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(wú)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(cè)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(shí)計(jì)時(shí)，先半分鐘計(jì)一次，隨著DO的升高適當(dāng)延長(zhǎng)計(jì)時(shí)時(shí)間直至飽和。

⑥對(duì)水溫、風(fēng)壓、氣量進(jìn)行測(cè)量，注意調(diào)節(jié)氣量。

⑦無(wú)機(jī)鹽的加入會(huì) 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(gè)曝氣器進(jìn)行兩組測(cè)試。

5 測(cè)試結(jié)果 計(jì)算

①測(cè)試條件

為了進(jìn)行比較，測(cè)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(cè)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(chǎng)實(shí)測(cè)確定。

②測(cè)試數(shù)據(jù)

五種型號(hào)曝氣器充氧過(guò)程實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表l。

表1 五種型號(hào)剛玉曝氣器充氧過(guò)程測(cè)試數(shù)據(jù)

充氧時(shí)間/min	充氧過(guò)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(shí)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(jiàn)表2。

表2 五種型號(hào)陽(yáng)氣器K1a值計(jì)算結(jié)果

曝氣器型號(hào)	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(jiàn)表3。

表3 五種型號(hào)剛玉曝氣器充氧性能參數(shù)計(jì)算結(jié)果

曝氣器型號(hào)	Q /(m3·h-1)	K1a（20℃） /（L·min-1）	充氧能力 /Kg[O2] ·h-1	氧利用率E /%	動(dòng)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(cè)試結(jié)果表3中可見(jiàn)，在同等測(cè)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。