曝氣擴散機理p

曝氣擴散機理1

按照流體運動性質分析曝氣擴散的區(qū)別曝氣擴散的實質就是使氣相中的氧向液相中轉移。氣相中的氧轉移為液相中的溶解氧，是通過流體運動形成氣液接觸界面而完成的。因此，按照流體運動性質來分析則可以看出曝氣擴散技術的區(qū)別。如果采用流體運動的性質來區(qū)分，曝氣擴散技術則有下列兩種基本形式。1.1

液相流體主動運動型葉輪與轉刷（盤）表面曝氣是采用制造液相流體的水躍而形成氣液接觸界面；

射流曝氣是依靠射流液相流體吸入氣相流體而形成氣液接觸界面，這些均是屬于液相流體主動運動型，其技術特征是：動能作用于重質液相流體運動；輕質氣相流體是被動接觸；在葉輪或轉刷（盤）攪動處、射流口附近產生局部連續(xù)的氣液接觸界面。1.2

氣相流體主動運動型鼓風曝氣是由風機輸送氣相流體，經曝氣器的擴散作用以升泡運動的方式形成氣液接觸界面，這就是屬于氣相流體主動運動型，其技術特征是：動能作用于輕質氣相流體運動；重質液相流體是被動接觸；由升泡的上升運動，可產生立體連續(xù)的氣液接觸界面。鼓風曝氣與機械曝氣流體運動特點的比較項目鼓風曝氣機械曝氣動能作用氣相（輕質）流體運動液相（重質）流體運動流體運動氣相（輕質）流體主動運動液相（重質）流體主動運動接觸界面氣液接觸界面立體連續(xù)氣液接觸界面局部連續(xù)充氧形式立體升泡局部水躍2

“氧利用率”不能確定曝氣器實際運行的功效曝氣器的作用就是促進氧的傳質，“氧利用率”似乎理所當然的應是反映曝氣器技術性能的指標，因此長期以來就存在著一種采用“氧利用率”來判定曝氣器技術性能的習慣觀點。但是，如果對“氧利用率”作深入的分析，就會發(fā)現該指標不能真實確定曝氣器實際運行的功效。2.1

“氧利用率”實質是不受變量影響的定值2.1.1

氧利用率公式氧利用率=[qc／(0.28×q)]×100%（CJ/T3015.2-93）qc—標準狀態(tài)下，測試條件，曝氣器充氧能力（kg/h）；0.28—標準狀態(tài)下，1M3

空氣所含氧的重量（㎏/M3）；q—標準狀態(tài)下，曝氣器通氣量（M3/h）。由上式可知，氧利用率取決于充氧能力（qc）與通氣量（q）兩個因素。2.1.2

在曝氣器充氧能力（qc）與通氣量（q）兩者之間存在一個正比關系，即充氧能力（qc）的大小取決于通氣量（q）的多少。通氣量為0，充氧能力也等于0。在一定的通氣量范圍之內，隨著通氣量的加大充氧能力也隨之加大。所有曝氣器所標明的充氧能力（qc），都是在清水試驗條件下依據一定的通氣量（q）而測定獲取的。2.1.3

氧利用率公式也可以寫成下式：(1/0.28)×100%×(qc/q)=0.0357×(qc/q)因為充氧能力（qc）與通氣量（q）之間存在正比關系，qc/q結果為常數值，所以“氧利用率”實質上是一個不受變量影響的定值。不受變量影響的定值參數，所表述的僅僅只是一種物理現象，而決不表明功效的技術性能。響的定值參數，所表述的僅僅只是一種物理現象，而決不表明曝氣器實際運行功效。2.2

“氧利用率“不反映氧傳質的效率2.2.1

一個大泡，如果被分割成小泡的數量愈多，則所形成的“泡表膜”面積愈多，“泡表膜”是進行氧傳質的功能膜，如果只站在“氧利用率”這一角度片面的看問題，當然是氣泡被分割得愈小愈好。2.2.2

要獲取較高的“氧利用率”，就必須盡可能產生較多的“泡表膜”。一個大泡（一個單位的空氣）被擴散形成的小泡數量愈多，“泡表膜”也就愈多，“氧利用率”也就愈高。由此可見，“氧利用率”僅僅只是與氣泡擴散程度有關，而與動能作用氣泡擴散的過程無關。也就是說“氧利用率”只表明一個單位的大泡被分割成小泡的多少，而與擴散分割過程如何，動能消耗多少完全無關。因此，“氧利用率”并不等于氧傳質的效率。2.2.3

按照孔隙擴散原則，多大的孔則產生多大的泡。如果空氣通過直徑為1μm的孔眼是被分割形成1μm的氣泡，則此類微孔曝氣器在運行中，無論阻力損耗多大，也無論孔眼堵塞了多少，只要還有孔眼在通氣，就一定是產生1μm的小氣泡，顯然此時“氧利用率”也沒有變化，但真實的運行功效卻是有了很大的變化。2.2.4由于“氧利用率”只與氣泡分割擴散的程度有關，一個單位量的空氣，只要排氣孔眼的直徑是1μm，無論是短時間內經過眾多孔眼排出，或是長時間內經過少量孔眼排出，因為擴散結果始終是分割成直徑為1μm的小泡，所以，其“氧利用率”是會始終保持不變的。由此可見，只用“氧利用率”來說明曝氣器的氧傳質效率，顯然會產生誤導作用。2.2.5

如果曝氣器的設計參數是：通氣量=2M3/h、氧利用率=25%，由于要確保實現較高的氧利用率，排氣孔眼設計為采用微小孔。但在實際運行中，大部分通氣孔眼被堵塞，單個曝氣器的通氣量只能達到0.2M3/h，也就是說工作效率已降低了90%，由于“細孔產生細泡”原理與孔眼堵塞程度無關，此時所謂的“氧利用率=25%”并無變化，但其真實的氧傳質效率已經是變得很低了。2