奥贝尔氧化沟溶解氧分布与节能特性分析_颜秀勤

奥贝尔氧化沟溶解氧分布与节能特性分析颜秀勤,　王树成(中国市政工程华北设计研究院,天津300074)　　摘　要:　分析了奥贝尔氧化沟溶解氧的分布与能耗之间的关系,比较了奥贝尔氧化沟与其他处理工艺所需供氧量的差别。理论分析与实际计算结果证明,与同类型处理工艺相比,奥贝尔氧化沟可节省供氧能耗15%～20%。　　关键词:　奥贝尔氧化沟;　溶解氧分布;　供氧量;　能耗中图分类号:X505　　文献标识码:B　　文章编号:1000-4602(2001)03-0029-031　奥贝尔氧化沟中溶解氧的分布特征奥贝尔氧化沟为多反应器系统,通常由三个同心的沟渠串联组成,沟渠呈圆形或椭圆形。污水从外沟道(第一沟)进入,然后流入中沟道(第二沟),再经内沟道后由中心岛流出。由二沉池来的回流污泥通常只进到第一沟。在三个沟道内均设有曝气转碟以供氧并起推动混合液的作用。曝气转碟按各沟道供氧量的分配设置,实际运行中还可根据需要调节其转速与浸没深度。奥贝尔氧化沟外、中、内三个沟道的容积占总容积的百分比分别为50%～60%、30%～35%、15%～20%,多采用50%∶33%∶17%。除沟形上的特征外,奥贝尔氧化沟的一个最显著特征是三个沟的溶解氧呈0—1—2mg/L(外—中—内)的梯度分布。典型的设计是将碳源氧化、反硝化及大部分硝化设定在第一沟(外沟)内进行,控制其DO在0～0.5mg/L;第二沟的DO控制在0.5～1.5mg/L,可进一步去除剩余的BOD或继续完成硝化;第三沟(内沟)的DO为2～2.5mg/L,以保证出水中有足够的DO带入二沉池。此种DO的分布方式不仅使奥贝尔氧化沟具有卓越的脱氮性能,而且大大节省了能耗。2　需氧量与供氧量的设计计算奥贝尔氧化沟的节能特征主要是通过供氧量的减少来体现的。在一个有硝化/反硝化的生物反应池中,实际需氧量可由式(1)计算:　AOR=1.7QSBOD-1.42XVSS+4.57QDN-2.86QDDN(1)式中　AOR———实际需氧量,kgO2/d　SBOD———设计BOD去除浓度,g/L　XVSS———活性污泥生成量,kg/d　DDN———需反硝化的氮量,g/L　DN———需硝化的氮量,g/L　Q———设计进水流量,m3/d在设计条件、设计参数相同的条件下,任何处理系统对氧的需求量理论上是相同的,但由于氧在实际传递过程中受多种因素的影响,在转换为需氧量(作为选择曝气设备依据的标准)时各处理系统就会有所差别,故引入一个系数———现场修正系数FCF。对表面曝气设备,其值由式(2)计算:　FCF=βρCs-CC20α×1.024(Tmax-20)(2)式中　α———清、污氧传递速率修正系数,α=污水中的氧转移系数KLa′清水中的氧转移系数KLa　β———清、污氧饱和度修正系数,β=污水中的氧饱和度Cs′清水中的氧饱和度Cs　ρ———海拔高度修正系数,ρ=所在地区实际气压(Pa)1.013×105　C20———标准大气压下水温20℃时氧的饱和溶解度,mg/L　Cs———设计最高水温Tmax下氧的饱和溶解度,mg/L　Tmax———设计最高水温,℃·29·　　　中国给水排水2001Vol.17　　　　　　　　　　CHINAWATER&WASTEWATER　　　　　　　　　　No.3　C———设计反应池内平均DO浓度,mg/L于是标准需氧量(SOR)为:　SOR=AORFCF　　　(kgO2/d)(3)由式(2)、(3)可知,反应池混合液中DO越小,现场修正系数越大,则相应的标准需氧量就少,实际供氧量降低,从而也就降低了动力消耗。当混合液中