氧轉(zhuǎn)移速率的計算:
標(biāo)準(zhǔn)氧轉(zhuǎn)移速度(R0)為: ,
式中 CL——水中的溶解氧濃度,對于脫氧清水CL=0;
V——曝氣池的體積,(m3);
為求得水溫為T,壓力為P條件下的廢水中的實際氧轉(zhuǎn)移速率(R),則需對上式加以修正,需引入各項修正系數(shù),即:
,
因此,R0/R為: (23)
一般來說:R0/R = 1.33~1.61。
將(23)式重寫: (24)
式中CL——曝氣池混合液中的溶解氧濃度,一般按2mg/l來考慮。
2、氧轉(zhuǎn)移效率與供氣量的計算:
① 氧轉(zhuǎn)移效率: ,
式中:EA——氧轉(zhuǎn)移效率,一般的百分比表示;
OC——供氧量,kgO2/h; ,
21%——氧在容氣中的占的百分比;
1.331——20°C時氧的容重,kg/m3;
Gs ——供氧量,m3/h。
② 供氣量Gs: (27)
對于鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng),各種曝氣裝置的EA值是制造廠家通過清水試驗測出的,隨產(chǎn)品向用戶提供;
對于機械曝氣系統(tǒng),按式(24)求出的R0值,又稱為充氧能力,廠家也會向用戶提供其設(shè)備的R0值。
③ 需氧量:活性污泥系統(tǒng)中的供氧速率與耗氧速率應(yīng)保持平衡,因此,曝氣池混合液的需氧量應(yīng)等于供氧量。需氧量是可以根據(jù)下式求得: (28)
四、曝氣系統(tǒng)的設(shè)計計算
1、鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng):
① 求風(fēng)量即供氣量: 式(28)求得需氧速率O2 根據(jù)供氧速率 =需氧速率,則有:R=O2,
根據(jù)式(24)求得標(biāo)準(zhǔn)氧轉(zhuǎn)移速率R0: ,
根據(jù)式(27)求得供氣量 (m3/d) Gs’ (m3/min);
② 求要求的風(fēng)壓(風(fēng)機出口風(fēng)壓):
根據(jù)管路系統(tǒng)的沿程阻力、局部阻力、靜水壓力再加上一定的余量,得到所要求的最小風(fēng)壓。
③ 根據(jù)風(fēng)量與風(fēng)壓選擇合適的風(fēng)機。
2、機械曝氣系統(tǒng):
① 充氧能力R0的計算:根據(jù)式(28)求得需氧量O2;
R=O2; ,
② 根據(jù)R0值選配合適的機械曝氣設(shè)備。
[例題]
一個城市污水處理廠,設(shè)計流量 Q=10000m3/d,一級處理出水BOD5=150mg/l,采用活性污泥法處理,處理水BOD5£15mg/l。采用中微孔曝 氣盤作為曝氣裝置。曝氣池容積V=3000m3,Xr=2000mg/l,EA=10%,曝氣池出口處溶解氧Cl =2mg/l,水溫T=250C,曝氣 盤安裝在水下4.5m處。
有關(guān)參數(shù)為:a’=0.5, b’= 0.1, a=0.85, b=0.95,r=1.0
求:(1)采用鼓風(fēng)曝氣時,所需的供氣量Gs(m3/min)
(2)采用表面機械曝氣器時的充氧量R0(kgO2/h)
[解]:
A.鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)
(1)按式(28)計算需氧量:
(2)按式(18)計算20°C和25°C時曝氣池內(nèi)飽和溶解氧濃度的平均值:
①曝氣裝置出口處的壓力Pb:
②氣泡逸出曝氣池表面時,氧含量的百分比可以按式(19)計算:
③查表得20°C和25°C時的飽和溶解氧濃度分別為:
Cs(20)=9.17mg/l; Cs(25)=8.38mg/l;
代入式(18)有:
(3)標(biāo)準(zhǔn)供氧速率R0:
由式(24)有:
(4)按式(27)計算供氣量:
B.機械曝氣器
按式(29)求充氣能力R0: