鼓风曝气 (NXPowerLite).ppt

鼓风曝气 DragonAromatics DragonAromatics 一 氧转移理论1 氧转移原理 双膜理论2 氧转移的影响因素 1 氧转移原理 双膜理论 1 气体分子以分子扩散方式从紊流的气相主体通过层流的气膜与液膜而进入紊流液相主体 2 在气膜中存在着氧的分压梯度 在液膜中存在着氧的 浓度梯度 它们是氧转移的推动力 3 氧难溶于水 因此氧转移决定性的阻力在液膜上 通过液膜的氧转移速度是氧转移过程的控制速度 DragonAromatics DragonAromatics dc dt 液相主体中溶解氧浓度变化速度kgO2 m3 h KLa 氧总转移系数 h 1Cs 界面处溶解氧浓度值 kgO2 m3 hC 液相主体的溶解氧浓度 kgO2 m3 hKL 液膜中氧分子传质系数 m hDL 氧分子在液膜中的扩散系数 m2 hXf 液膜的厚度 mA 气 液两相接触界面面积 m2V 液相主体的容积 m3 DragonAromatics 为了提高dC dt值 可从两方面考虑 1 提高KLa值 这样需要加强液相主体的紊流程度 降 低液膜厚度 加速气 液界面的更新 增大气 液接触面积等 2 提高CS值 提高气相中的氧分压 如采用纯氧曝气 深井曝气等 2 氧转移的影响因素 1 污水水质污水中某些短链脂肪酸和乙醇等 将聚集在气液界面上 形 成一层分子膜 阻碍氧分子的扩散转移 总转移系数KLa值将下降 为此引入一个小于1的修正系数 污水中的K La KLa污水中含有盐类 因此 氧在水中的饱和度也受到影响 对此 引入另一数值小于1的系数 予以修正 污水中的C S CS DragonAromatics DragonAromatics 2 水温水温对氧的转移影响较大 水温上升 水的粘滞性降低 扩散系数提高 液膜厚度随之降低 KLa值增高 反之 则KLa值降低 其间的关系式为 KLa T KLa 20 1 024 T 20 式中KLa T 水温为T 时的氧总转移系数 KLa 20 水温为20 时的氧总转移系数 T 设计温度 1 024 温度系数 溶解氧饱和度Cs值随着水温上升而下降 水温降低有利于氧的转移 3 氧分压Cs值受氧分压或气压的影响 气压降低 Cs值也随之下降 反之则提高 因此 在气压不是1 013 105Pa的地区 C值应乘以如下的压力修正系数 DragonAromatics DragonAromatics 综合上述 氧的转移速度取决于下列各项因素 污水的性质 水温 气相中氧分压梯度等 这些基本上是自然形成的 不宜用人力加以改变 只能通过计算上的修正去降低其造成的影响 此外能够通过人们的行为 使氧转移速率得以强化 曝气搅拌正是如此 具体的做法就是 减少气泡的大小 增加气泡的数量 提高液体的紊流程度 加大曝气器的安装深度 延长气泡与液体的接触时间 曝气设备正是基于这种做法而在污水处理中被广泛采用的 DragonAromatics 二 鼓风曝气系统1 曝气系统分类2 不同工作原理的曝气器介绍 DragonAromatics 鼓风曝气系统由鼓风机 曝气装置和一系列连 通的管道所组成 鼓风机将空气通过一系列管道输送到安装在生化池底部的曝气装置 经过曝气装置 使空气形成不同尺寸的气泡 气泡经过上升和随水循环流动 最后在液面处破裂 在这一过程中产生氧向混合液中转移的作用 DragonAromatics 1 曝气系统分类活动式安装曝气器需要更换或检修时 可用提升机或人工将曝气器从水中提升出来 在池面进行施工检修 不影响同池其他曝气器的工作 不需要停池净水 检修成本低 工作量少 固定式安装曝气器 一经安装完成后 便不可以移动 如果某间曝气池曝气器需要检修 就必须停止该池的运行 并且将池内的污水和淤泥等杂物清除后 方可施工 检修成本较高 DragonAromatics 2 不同工作原理的曝气器介绍2 1 橡胶膜片微孔曝气器 在通入压缩空气时 膜鼓起升高 膜上孔口张开并由此释放出细小气泡 直径1mm 当停止通气时 孔口关闭 膜罩以一定的预应力紧贴在底盘或布气管上 致使该曝气器能长年保持密封 耐腐蚀 耐用 因底盘或布气管和膜罩均由塑料 橡胶等原料制成 耐空气和污水腐蚀 致使污泥颗粒和污水不会进入曝气器中 因此不会因为微生物增殖而堵塞曝气器 DragonAromatics 膜片盘式微孔曝气器 膜片管式微孔曝气器 膜片板式微孔曝气器 DragonAromatics 2 1 1 橡胶膜片微孔曝气器概况 1 国内膜片寿命短一般寿命不超过5年 国外膜片正常使用寿命可达5 8年甚至更长时间 2 国内膜片单一 基本为EPDM膜 即三元乙丙橡胶 发达国家EPDM膜只推荐用于市政污水 硅橡胶膜片推荐用于含油污水 氨基甲酸脂膜片推荐用于化工污水等等 3 国内膜片质量差 在正常使用下可能发生不可逆形变 造成曝气系统损坏 4 曝气器的抗浮要求问题 曝气器锚固力不足造成上浮事故 都有发生 DragonAromatics 2 2 刚玉或粗瓷微孔曝气器 这种曝气器在烧结过程中产生许多极微小的孔隙 它的主要特点是能产生微小的气泡 气泡直径约0 1 0 2mm 由于没有橡胶膜片的止回作用 在配气管的端部设置气压排水 以排除管内积水 以上两种曝气器要求的压缩空气进行过滤 根据CJJ60 94 城市污水处理厂运行 维护及其安全技术规程 空气含尘量应小于15mg 1000m3 一般采用的自动卷绕式空气过滤器 此过滤器是以化纤卷材为过滤介质 DragonAromatics DragonAromatics 自动卷绕式空气过滤器 DragonAromatics 2 3 水力剪切式空气扩散装置利用装置本身的构造特征 产生水力剪切作用 在空气从装置吹出之前 将大气泡切割成小气泡 DragonAromatics 2 4 水力冲击式空气扩散器 射流式空气扩散装置 是利用水泵打入的泥 水混合液的高速水流的动能 吸入大量空气 泥 水 气混合液在喉管中强烈混合搅动 使气泡粉碎成雾状 继而在扩散管内 由于速头变成压头 微细气泡进一步压缩 氧迅速地转移到混合液中 从而强化了氧的转移过程 DragonAromatics 2 5 水下空气扩散器 又称为水下曝气气器 装置安装在曝气池底部的中央部位 由空压机送入空气 在叶轮的剪切及强烈的紊流作用下 空气被切割成微细的气泡 并按放射方向向水中分布 由于紊流强烈 气液接触充分 气泡分散良好 氧转移效率高 DragonAromatics 三 几种常见曝气器介绍1 悬挂链式曝气器2 单孔膜空气扩散器3 曝气软管4 供气式射流曝气器5 摇臂微孔曝气器 DragonAromatics 1 悬挂链式曝气器悬挂链式曝气装置将曝气器悬挂在浮筒链下 浮筒链横跨一体化曝气池两岸 每条链可在一定区域运动 不会对局部水体产生过量曝气 避免了固定曝气器的区域不饱和和过饱和的现象 因此氧利用率高 理论动力效率高 曝气器的波动使其服务面积增大 同时悬挂式微孔曝气系统没有水下固定部件 维修时不用排干池中的水 乘小船将其捞出水面进行维修和更换 DragonAromatics 悬挂链式曝气工艺的实现是曝气池中通过一定间隔时间自动开关曝气链上的气动阀门 在曝气池中交替形成数个好氧段和兼氧段 形成多个交替硝化区 反硝化区 利用硝化菌和反硝化菌 来达到脱氮的目的 DragonAromatics 2 单孔膜空气扩散器单孔膜空气扩散器由于半圆形管夹的正中位置向上设有防止滤料堆压膜片的筒形出气口 所以空气扩散器能直接设置在滤料层中 在其四周有滤料堆压的情况下也能使起布气作用的橡胶膜片正常工作 且不易被滤料堵塞膜片上的布气孔眼并且释放的空气泡细而密 气泡分布范围大 DragonAromatics DragonAromatics 3 曝气软管 可变孔曝气软管由加强聚氯乙烯和橡胶合成 内衬化学纤维网线 耐酸 碱腐蚀 耐压强度高 在通气后鼓起 压缩空气通过软管上小孔形成气泡 1 5mm 对水进行充氧 DragonAromatics DragonAromatics 在射流曝气器内 工作介质经内喷嘴高速喷射 穿过外喷嘴前与引射介质接触 卷吸 切割 分散 溶解引射介质 引射介质中的氧快速溶入工作介质 同时形成气液混合物 4 供气式射流曝气器 DragonAromatics DragonAromatics DragonAromatics 射流曝气器带有冲洗装置是很有用的 可以免除因堵塞而需放空池进行检修 冲洗能清通堵塞的曝气器喷嘴 它的本质和空气提升泵相似 DragonAromatics 5 摇臂微孔曝气器 摇臂微孔曝气器为可活动式安装 当曝气器需要更换或检修时 可用提升机将曝气器从水中出来 在池面进行施工检修 不影响同池其他曝气器的工作 不需要停池净水 检修成本低 工作量少 DragonAromatics 摇臂式微孔曝气器的失效形式主要有以下3种 钢制布气管生锈后产生氧化铁以及污水和空气中的杂物会造成曝气管内堵 曝气管内气流分布不均匀 使曝气管抖动 而产生疲劳损坏 曝气管安装在管接头上 在曝气管抖动和污水腐蚀的双重作用下 管接头易从根部折断 污水的腐蚀还会造成布气管壁减薄穿孔 水下摇臂活动关节长期浸泡在水中 可能会因为生锈等原 因而无法转动 从而使得曝气器不能正常提升到水面 DragonAromatics 可提升管式曝气器 DragonAromatics 可提升管式曝气器 DragonAromatics 四 充氧性能实验1 消氧2 充氧3 计算公式 DragonAromatics 充氧性能测定为曝气器清水试验 在特定的曝气池内进行试验 尽量模拟实际的曝气池 流程如图所示 DragonAromatics 1 消氧据2 2 3 2 2 2 4原理 在清水 自来水 中投放无水亚硫酸钠 并用氯化钴作催化剂 水泵搅拌至清水中的溶解氧为零止 2 充氧待水中溶解氧 为零后 启动曝气器 开始充氧 同时以溶解氧仪测定池中的 变化 并记录溶解氧的瞬时变化情况 直至 饱和 充氧结束 测定时 探头放置水深一半处 与检验取样点在同一断面 流量计前设有稳压阀 稳定气体流量 试验用水只重复一次 每个数据均在相同的条件下重复试验2 3次 使氧转移系数 值相近 并取平均值进行计算 DragonAromatics 3 计算公式 1 20计算方法 根据怀特曼的双膜理论 考虑气液界面面积难测定 用氧总转移系数 来代替 故充氧速率 式中 为液膜传质系数 为水中溶解氧的饱和浓度 为水中溶解氧的浓度 将公式 1 积分得 式中 1 2分别为 1 2时刻测得的溶解氧值 DragonAromatics 由于 值与温度有关 工程上均以温度20 时的 20值为标准 因此对试验温度下的 值进行修正 如下式所示 式中 20为标准状态下 20 下 曝气器氧总转移系数 为测试水温 1 024为温度修正系数 2 氧利用率 DragonAromatics 曝气器充氧能力 Qc KLas V Cs 0 55 V Cs 式中 Qc 标准状态测试条件下 曝气器充氧能力kg h V 测试水池中水的体积 m3 Cs 20 20 水中饱和溶解氧浓度为9 08 mg L 式中 为测试条件下曝气器的氧利用率 Qc为测试条件下曝气器充氧能力 2 0 28为标准状态下1 3空气所含氧的重量 3 标为标准状态下 0 1 20 曝气器通量 3 DragonAromatics 3 动力效率 5 式中 为测试条件下曝气器充氧动力效率 2 K 为测试条件曝气器充氧能力 2 为曝气器充氧时所耗理论功率 K 按式 6 计算 实 102 6 式中 为气体压力表读数均值 DragonAromatics 五 曝气器的清洗维护 DragonAromatics 对于曝气器 主要的问题是膜孔的堵塞 堵塞将会增加曝气器的阻力损失和能量消耗 曝气器堵塞的主要原因为 1 风机供气质量不佳 2 钙质 铁类积垢 3 外表面的生物膜 堵塞曝气器可由以下几种方法得以清洗 1 排干曝气池 用水和刷子或高压清洗 2 排干曝气池 拆下曝气器 逐一清洗 3 曝气组移出曝气池 逐一清洗曝气器 4 运行期间用自动清洗装置清洗 甲酸 DragonAromatics 甲酸自