環(huán)保工程師輔導(dǎo)：曝氣方法及曝氣設(shè)備的選擇與計(jì)算

更新時(shí)間：2010-08-03 20:55:54 來(lái)源：|0

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　　3,曝氣方法及曝氣設(shè)備的選擇與計(jì)算

　?、牌貧夥椒ㄅc曝氣設(shè)備

　　曝氣設(shè)備是活性污泥法污水處理工藝系統(tǒng)中的重要組成部分,通過(guò)曝氣設(shè)備向曝氣池供氧,同時(shí)曝氣設(shè)備還有混合攪拌的功能,以增強(qiáng)污染物在水處理系統(tǒng)中的傳質(zhì)條件,提高處理效果.曝氣方法主要有以下幾種:

　　①鼓風(fēng)曝氣

　　鼓風(fēng)曝氣就是利用風(fēng)機(jī)或空壓機(jī)向曝氣池充入一定壓力的空氣,一方面供應(yīng)生化反應(yīng)所需要的氧量,同時(shí)保持混合液懸浮固體均勻混合.擴(kuò)散器是鼓風(fēng)曝氣的關(guān)鍵部件,其作用是將空氣分散成空氣泡,增大氣液接觸界面,將空氣中的氧溶解于水中.曝氣效率取決于氣泡大小,水的虧氧量,氣液接觸時(shí)間和氣泡的壓力等因素.

　　目前常用的空氣擴(kuò)散器主要有:

　　a.微孔擴(kuò)散器;b.中氣泡擴(kuò)散器;c.大氣泡擴(kuò)散器;d.射流擴(kuò)散器;E.固定螺旋擴(kuò)散器.

　　鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)中常用的鼓風(fēng)機(jī)為羅茨鼓風(fēng)機(jī)和離心式風(fēng)機(jī).羅茨鼓風(fēng)機(jī)在中小型污水廠較為常用,單機(jī)風(fēng)量在80 m3/min以下,缺點(diǎn)是噪聲大,必須采取消音,隔音措施.當(dāng)單機(jī)風(fēng)量大于80 m3/min時(shí),一般采用離心式鼓風(fēng)機(jī),噪聲較小,效率較高,適用于大中型污水廠.

　?、跈C(jī)械曝氣

　　機(jī)械曝氣也稱為表面曝氣,機(jī)械曝氣器大多以裝在曝氣池水面的葉輪快速轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)行表層充氧.按轉(zhuǎn)軸方向不同,可分為立式和臥式兩類.常用的立式表面曝氣機(jī)有平板葉輪,倒傘型葉輪和泵型葉輪等,臥式表面曝氣機(jī)有轉(zhuǎn)刷曝氣機(jī)和轉(zhuǎn)盤曝氣機(jī)等.曝氣葉輪的充氧能力和提升能力同葉輪浸沒(méi)深度,葉輪的轉(zhuǎn)速等因素有關(guān),在適宜的浸深和轉(zhuǎn)速下,葉輪的充氧能力最大,并可保證池內(nèi)污泥濃度和溶解氧濃度均勻.

　　一般而言,機(jī)械曝氣常用于曝氣池較小的場(chǎng)合,可減少動(dòng)力消耗,維護(hù)管理也較方便.鼓風(fēng)曝氣供應(yīng)空氣的伸縮性較大,曝氣效果也較好,一般用于較大的曝氣池.

　　⑵鼓風(fēng)曝氣設(shè)備的選擇和計(jì)算

　　鼓風(fēng)曝氣設(shè)備的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括:空氣擴(kuò)散器的選擇和布置,空氣管路布置及其計(jì)算,選擇鼓風(fēng)機(jī)并計(jì)算所需的臺(tái)數(shù).其中擴(kuò)散器按需氧量要求的氧轉(zhuǎn)移量選擇,鼓風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)及管路計(jì)算是根據(jù)供氣量確定的.

　　管路計(jì)算包括:布置管道系統(tǒng),確定每段最大輸氣量,根據(jù)流量和經(jīng)濟(jì)流速計(jì)算管徑,計(jì)算壓力損失.從鼓風(fēng)機(jī)房到曝氣池上的空氣干管,可按經(jīng)濟(jì)流速為10～15m/s計(jì)算管徑.通向擴(kuò)散設(shè)備的支管,可按空氣流速為4～5m/s計(jì)算管徑.空氣管道的壓力損失包括摩擦損失和局部損失兩部分.摩擦損失根據(jù)直管長(zhǎng)度及流速按摩擦損失計(jì)算圖進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算時(shí)必須按管內(nèi)溫度和該段管內(nèi)的壓力進(jìn)行修正.局部損失應(yīng)根據(jù)各配件特征,換算成相應(yīng)的折算長(zhǎng)度,再按摩擦損失計(jì)算圖進(jìn)行計(jì)算,不同管材有不同的壓力損失修正系數(shù).

　　各配件的折算長(zhǎng)度,式中D為配件的直徑,K為折算系數(shù),如下:

　　配件名稱　　　　　K值

　　等徑直流三通　　　0.33

　　異徑直流三通　　　0.42～0.67

　　轉(zhuǎn)彎三通　　　　　1.33

　　彎頭　　　　　　　0.4～0.7

　　大小頭　　　　　　0.1～0.2

　　球閥　　　　　　　2.0

　　角閥　　　　　　　0.9

　　閘閥　　　　　　　0.25

　　例題4:已知曝氣池的供氣量=5040m3/h,鼓風(fēng)機(jī)房至曝氣池干管總長(zhǎng)44m,管段上有彎頭5個(gè),閘閥2個(gè),計(jì)算輸氣干管的直徑和壓力損失.

　　解:由于干管上沒(méi)有支管,可采用同一管徑,根據(jù)=5040m3/h以及經(jīng)濟(jì)流速=15m/s,在空氣管管徑計(jì)算簡(jiǎn)圖上,兩點(diǎn)作一條直線,交管徑線于一點(diǎn),得管徑為350mm.根據(jù)折算公式得配件折長(zhǎng)度為=194×0.284=55.2m

　　所以得到干管的計(jì)算長(zhǎng)度為44+55.2=99.2m,計(jì)算水溫為30℃,管內(nèi)空氣壓力為60kPa,查摩擦損失計(jì)算圖,可得到摩擦損失h=5.3kPa/1000m,則管道的壓力損失為

　　一般希望管道及擴(kuò)散設(shè)備的總壓力損失不大于15kPa,其中管道損失控制在5kPa以內(nèi).

　　選擇風(fēng)機(jī)的依據(jù)是風(fēng)量和風(fēng)壓,并考慮必需的儲(chǔ)備量.鼓風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)不少于2臺(tái),其中一臺(tái)備用,以適應(yīng)負(fù)荷的變化.