气液混合泵式曝气生物滤池试验研究_章西林

129科技创新导报ScienceandTechnologyInnovationHerald环境科学2009NO.22ScienceandTechnologyInnovationHerald科技创新导报传统的曝气生物滤池及其形成的污水处理工艺,是集生物氧化和截留悬浮物于一体的污水处理方法,此方法具有大容量处理,出水水质高的优点,被广泛的应用。现有的曝气生物滤池需要通过鼓风机使污水流卷入空气进行曝气来提供空气源,以便满足好氧生物生长的用氧。不足之处是曝气于滤池内分布不均匀,气体析出快,氧的传递效果差,不利好氧生物的培植,不易形成有效的生物膜,有机物分离效率低,耗能高。因此,设计了一种新型的利用气液混合泵将空气溶进污水中,获取极高氧气传递效果的气液混合泵式曝气生物滤池,以保证向污水中供足够的氧气,气液混合泵的充氧和水利循环为微生物创造了适宜的生长环境,提高对污染物氧化分解的效率。气液混合泵使气水充分混合,污水中携带有充足的氧气输入曝气生物滤池,充足的氧使微生物分解处理加快,污水处理效率高,运行成本低。1计算公式曝气器性能主要由氧总转移系数K1a、充氧能力Qc、氧利用率EA、动力效率Ep四个主要参数来衡量。1.1氧总转移系数K1a[1]经积分得:(1)在试验中得K1a即为清水中的氧总转移系数,如果水温不同,按下式进行K1a的温度变换计算:(2)—水温为20℃时氧总转移系数;—水温为T℃时氧总转移系数;T—实验时水温,℃。1.2充氧能力Qc充氧能力是指某曝气装置在实验体积内单位时间的充氧量(kg/h):(3)1.3动力效率Ep动力效率是指每度电的充氧能力:(4)1.4氧利用率EA氧的利用率是充氧能力占供氧量的百分比:(5)氧的利用率是评价一种曝气装置的指标,但它不是最重要的指标。一般认为,供气量小,则空气的利用率高,但此时供氧量可能不能满足需氧量。另外,氧的利用率高,动力效率不一定就高。因此,我们不能单从氧利用率来评价曝气设备性能的优劣。2装置结构及试验过程2.1装置结构示意图2.2具体实施方式气液混合泵式曝气生物滤池,包括曝气生物滤池1、污水池2、气液混合泵3。所述的气液混合泵3连接的输入管路4为三通管,其中管的一端与气液混合泵3的输入口连接,另两端分别与污水池2中的污水和空气相通,并分别设有进水阀5和进气阀6,气液混合泵3连接的输出管7两端分别与气液混合泵3的输出口和曝气生物滤池1连接,输出管7上设有出水阀8。开启进水阀5、进气阀6和出水阀8,污水和气液混合泵式曝气生物滤池试验研究章西林(辽宁省水利水电科学研究院辽宁沈阳110003)摘要:设计了一种新型的气液混合泵式曝气生物滤池,主要应用于生活污水和有机工业废水的实际处理工程中。本文分析了气液混合泵的充氧作用与理论,并进行清水充氧试验以测定其性能。实验结果表明,其氧总转移效率和氧气利用率均高于传统的鼓风曝气法。关键词:气液混合泵充氧性能气液混合泵曝气中图分类号:TH3文献标识码:A文章编号:1674-098X(2009)08(a)-0129-021.生物氧化滤池,2.污水池,3.气液混合泵,4.输入管,5.进水阀,6.进气阀,7.输出管,8.出水阀图1气液混合泵式曝气生物滤池结构示意图图2水深变化与氧总转移系数KLa的关系图3水深变化与充氧能力Qc的关系DOI:10.16660/j.cnki.1674-098x.2009.22.123130科技创新导报ScienceandTechnologyInnovationHerald2009NO.22ScienceandTechnologyInnovationHerald环境科学科技创新导报图4水深变化与动力效率Ep的关系表1鼓风曝气充氧性能参数空气吸入气液混合泵3充分混合后输送到曝气生物滤池,构成气液混合泵式曝气生物滤池。3实验结果与讨论3.1水深变化与氧总转移系数K1a的关系氧总转移系数K1a是评价曝气器优劣的重要指标之一,氧总转移系数大,则氧从液相传递到气相所用的时间就短,单位时间内就可以将更多的氧转移到混合液中,一定程度上能够起到降低能耗和减小水力停留时间的作用[2]。由图1可知,随着深度的增加K1a逐渐提高,可见增加水深能够有效提高氧的转移系数。加强液相的紊动程度,降低液膜厚度,加速气-液界面的更新,增大气液接触面积等均能够提高氧总转移系数。3.2水深变化与充氧能力Qc的关系在测定充氧能力时,需要代入饱和溶解氧进行计算。在本次计算中取定饱和溶解氧值为8.8mg/L。计算结果如图3所示。由图3可知,随着深度的增加,充氧能力逐渐提高。充氧能力是氧总转移系数的一次函数,充氧能力的提高,有氧总转移系数的贡献。同时,水深增加水中的饱和溶解氧值提高,则(Cs-Ct)增加,传质推动力加强,也能提高充氧能力。3.3水深变化与动力效率Ep的关系生物和