米尔环保

Environmental Engineering One Stop Solution Provider

环保工程一站式解决方案供应商

CARE FOR THE ENVIRONMENT
MiER
微孔曝气器充氧因素的研究
发表时间:2018-08-18 15:58

一、前言

好氧生物处理是目前污水处理过程中最常用的处理单元之一。微孔曝气器是该装置的关键设备。曝气器的主要功能是曝气搅拌水,保证微生物的正常生理活性,防止污泥沉降,保证污水中空气、污泥和有机物的充分接触。在整个污水处理过程中,鼓风曝气的能耗占总能耗的50%~60%。由此可见,其质量与整个污水处理工艺的最终处理效果和运行成本有关。考察微孔曝气器的充氧性能是评价微孔曝气器质量的关键,其充氧性能的具体指标如下:曝气系统能耗占污水处理厂能耗的45%~75%。因此,曝气系统的设计和运行对节能降耗具有重要意义。

曝气设备中曝气器的性能和稳定性对曝气系统非常重要。近年来,橡胶膜微孔曝气器具有良好的曝气性能,在污水处理厂得到了广泛的应用。在实际的污水处理中,影响曝气充氧性能的因素很多。对于橡胶膜曝气器,孔径和间距是最直接的影响因素,也是柔性材料。随着通气速率的变化,质膜的孔径和气泡直径也会发生变化。对于水质而言,表面活性剂会改变液相的物理化学性质和气泡的水动力行为,从而影响微孔曝气液体的传质效果。

目前,国内外对操作条件对曝气性能影响的研究较多,但对橡胶膜微孔曝气器本身的影响较小,表面活性剂对气泡特性和曝气性能的研究仍存在争议。在一定范围内,曝气器的曝气性能随着孔径的增大而减小。我认为,在曝气强度为0.05m3/(m2s)、微孔曝气器膜片开孔眼数量为15时,曝气效果最好;另外,表面活性剂在气液界面上的积聚会降低传质速率,与表面曝气和粗孔曝气相比,微孔曝气系统的降低程度更大。

溶氧仪及记录器;2-溶氧仪探头;3-空压机;4-U型管;5-平板式微孔曝气器;6-曝气池;7-放空阀

试验装置示意图

二、实验方法

1主要设备及仪器

平板式微孔曝气器;LP-40/LP-60气泵(功率40W);气体转子流量计(量程1m³/h,精度士2%);压力表(精度士2%);气温、水温表(精度土0.1℃);WWA-0.4/7型空压机(全无油润滑空气压缩机);DO4200徽电脑溶氧控制器(精度士0.5%);XSR1OR无纸记录仪;自制U型管。

2试验材料

脱氧剂(Na2SO3,工业纯);催化剂(CoCl2·6H2O,工业纯);表面活性剂(SDBS,分析纯);试验用水(自来水,总溶解性固体(TDS)约为200mg/L)。

3测定方法

本试验原理是双膜理论。试验按照《微孔曝气清水氧传质性能测定》(CJ/T475-2015)进行。考虑到TDS对饱和溶解氧的影响,同时采用美国最新的清水氧传质测试标准提供的修正方法对TDS进行了修正,以增强数据的可比性,见式(1)。y=xexp(0.0000965(1000一c))(1)式中:y为标准氧总转移系数(KLa5-),min;x为

KLa5,min;c为TDS质量浓度,mg/L。

三、结果与结论

KLA5是曝气器在标准试验条件下的总氧传质性能的表征,可在一定程度上表征曝气过程。在清水条件下,当膜孔径为0.9mm时,K1A在不同孔隙间距和通风速率下的变化曲线如图2所示。如图2所示,随着通风速率的增加,液相气含率增加,气相和液相的湍流效应增大,有利于氧传质,然后K1a逐渐增大。当通风量较小时,不同的膜孔之间的距离随着通气速率的增加,膜孔间距越小,橡胶膜孔中的气体量越大,单位时间内液相含气量越大,K1A整体越大。然而,曝气装置不能无限地减少橡胶膜孔之间的膜孔间距。膜孔间距的减小将导致橡胶膜孔之间的撕裂阻力减小,并增加曝气过程中曝气膜撕裂的可能性。间距的减小将导致橡胶膜孔之间的撕裂阻力减小,并增加曝气膜在曝气过程中撕裂的可能性。