曝氣方法及曝氣設(shè)備的選擇與計(jì)算

1、曝氣方法及曝氣設(shè)備的選擇與計(jì)算 曝氣方法與曝氣設(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： 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

2、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。 機(jī)械曝氣 機(jī)械曝氣也稱(chēng)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(lèi)。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(pán)曝氣機(jī)等。曝氣葉輪的充氧能力和提升能力同葉

3、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。 例題：已知曝氣池的供氣量 G55040m3/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(xiàn)，交管徑線(xiàn)于一點(diǎn)，得管徑為350mm。根據(jù)

4、折算公式得配件折長(zhǎng)度為194×0.28455.2m 所以得到干管的計(jì)算長(zhǎng)度為4455.299.2m，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h5.3kPa/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?xún)?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。曝氣設(shè)備的選擇和計(jì)算 1鼓風(fēng)曝氣設(shè)備 鼓風(fēng)曝氣設(shè)備的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：空氣擴(kuò)散器的選擇及其布置；空氣管路布置及其計(jì)算；選擇鼓風(fēng)機(jī)并計(jì)算需要的臺(tái)數(shù)。  表7

5、-9 長(zhǎng)度折算系數(shù) 配件名稱(chēng) 等徑直流三通 異徑直流三通 轉(zhuǎn)彎三通 彎頭 大小頭 球閥 角閥 閘閥 K值 0.33 0.420.67 1.33 0.40.7 0.10.2 2.0 0.9 0.25 例：已知曝氣池的供氣量Gs5040m3h，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)算輸氣于管的直徑和壓力損失。 解（1） 干管上無(wú)支管，故采用同一直徑。查P11

6、2圖7-23，通過(guò)Gs5040m3h和v15ms，兩點(diǎn)作一直線(xiàn)，交管徑線(xiàn)于一點(diǎn)，得管徑為350mm。配件折算長(zhǎng)度為： (m) 故干管計(jì)算長(zhǎng)度為：44+55.2992(m)。 （2）D=350mm，水溫為30，管內(nèi)空氣壓力為60kPa，空氣量84m3min 求管道總壓頭損失？ 由空氣流量管徑管徑84m3min350mm，在管徑350mm線(xiàn)上交30線(xiàn)于一點(diǎn)（t） 過(guò)30的焦點(diǎn)作橫軸垂直線(xiàn)交空氣壓力60kPa線(xiàn)于一點(diǎn)，作縱軸垂線(xiàn)，得h5.3kPa1000m。故管道壓力損失： kPa 鼓風(fēng)機(jī)選擇：離心式鼓風(fēng)機(jī)適用于大中型污

7、水廠。風(fēng)機(jī)的規(guī)格依據(jù)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)壓的要求，風(fēng)壓可按下式估算： 式中 H-擴(kuò)散設(shè)備的浸水深度，m； 15-儲(chǔ)算的管路壓力損失及擴(kuò)散設(shè)備壓力損失之和，kPa。 2機(jī)械曝氣設(shè)備 包括選擇葉輪型式、確定葉輪直徑和構(gòu)造尺寸、確定安裝尺寸、選擇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 葉輪型式的選擇可根據(jù)葉輪的充氧能力、動(dòng)力效率以及加工條件等考慮。 例如：若要求平板葉輪的充氧能力Qs10kgh，求葉輪功率？ （1）圖7-25查法：由Qs=10kg/H作橫軸/線(xiàn)交Qs-D一點(diǎn)，過(guò)交點(diǎn)作橫坐標(biāo)垂線(xiàn)叫橫坐標(biāo)點(diǎn)，查得需要的直徑Dlm，葉輪軸功率N葉4.lkW。 （2）葉輪構(gòu)造查圖7-25(b)， 由Dlm作橫坐標(biāo)垂線(xiàn)，交d-D、J-D、H-D、n-D、G-D、Hs-D線(xiàn)于一點(diǎn)，各交點(diǎn)即為所求的數(shù)值。 平板上的開(kāi)孔直徑d37mm，葉輪邊緣距池壁最小躍離。J800mm，葉輪高度H110mm，葉輪片數(shù)n26，支架底與葉輪項(xiàng)間最小距離G800mm，葉輪浸沒(méi)深度hs75m。 （3）圖7-25(c)為安裝略圖。 （4）圖7-25(d)是泵型葉輪線(xiàn)速度為4.5ms的泵型 葉輪計(jì)算：由Qs求 DN葉，查圖7-25(d) 由Qs-QsD，交Qs-d一點(diǎn)，作與縱坐標(biāo)平行線(xiàn)交橫標(biāo)D，求得D