微孔曝气器孔径与运行气量对微孔曝气氧传质的影响研究

贾荣畅等微孔曝气器孔径与运行气量对微孑L曝气氧传质的影响研究微孔曝气器孔径与运行气量对微孔曝气氧传质的影响研究贾荣畅刘颖朱燕。庄健。尹训飞齐鲁。王洪臣张源凯(1．山东省化工研究院，山东济南250014；2．中国科学院生态环境研究中心，北京100085；3．中国人民大学环境学院，北京100872)摘要曝气是污水生物处理最重要的单元之一，也是能耗最高的单元，微孔曝气氧传质影响因素的探究一直是污水处理领域的研究热点。微孔曝气器的孔径与其运行气量是影响微孔曝气氧传质的重要因素。在1．5m水深条件下对不同孔径的钟罩型刚玉微孔曝气器在不同运行气量条件下的充氧性能进行了评价。结果表明，随微孔曝气器孔径增大，标准氧总转移系数(Ka)、标准氧转移速率(SOTR)、阻力损失(RL)、标准氧转移效率(SOTE)及理论动力效率(SAE)减小；随运行气量增大，KLa、SOTR、RL显著增大，而SAE、SOTE减小。关键词微孔曝气氧传质孔径运行气量充氧性能DOI：10．15985／j．cnki．1OO1—3865．2O15．08．014EffectsofporediameterandairflowrateonoxygenmasstransferinfineporeaerationJIARongchang，LIUYing。ZHUYan。，ZHUANGJian。，yjNXunfei。，QILu。，WANGHongchen。，ZHANGYuankai。．(1IChemicalTechnolo—gYAcademyofShandongProvince，JinanShandong250014；2．ResearchCenterforEco—EnvironmentalSciences，ChineseAcademyofSciences，Beijing100085；3．SchoolofEnvironment&NaturalResource，RenminUniversityofChina，Beijing100872)Abstract：Aerationsystemwasoneofthemostimportantpartsinthewastewatertreatmentplants，andaccoun—tedforthelargestfractionofenergyconsumption．Researchontheimpactfactorsofoxygenmasstransferhadre—ceivedconsiderableattentioninwastewatertreatmentfield．Porediameterandairflowrateweretwoimportantfactorsthataffectedtheoxygenationperformance．Thepaperstudiedtheimpactsthroughapilottestusingthecorundumbell—typefinebubblediffusersat1．5mwaterdepth．TheresultsshowedthatKLa，SOTR，RL，SOTEandSAEde—creasedwiththeporediameterincreasing；however，KLas，SOTR，RLincreasedwiththeairflowrateincreasingandSAE，SOTEdecreasedwithairflowrateincreasing．Keywords：finebubbleaeration；oxygenmasstransfer；porediameter；airflowrate；oxygenationperformance截至2013年6月，我国已建成污水处理厂3500座，基础建设已基本完成，污水处理行业进入提效改造阶段。作为污水处理的一个必要单元，曝气系统运行能耗占污水处理总能耗的45～75L1]，节能潜力巨大。通过研究微孔曝气氧传质的影响因素，以此为依据，改善微孔曝气的充氧性能对污水处理节能降耗意义巨大[215_。在污水处理曝气系统的设计运行中，影响曝气系统充氧性能的因素很多[6。，微孔曝气器的孔径与其运行气量是最重要的两个因素。目前，国内外对微孔曝气器充氧性能与孔径、运行气量的关系研究不多，加强这些方面研究对完善曝气的氧传质理论体系具有一定价值，对曝气环节的节能降耗也具有重要的现实意义。本研究使用国内污水处理领域常见的不同孔径的微孔曝气器，测定其在不同运行气量条件下的充氧性能，得到充氧性能与孔径、运行气量变化的规律，为指导污水处理曝气系统的设计与运行提供参考。1试验装置与方法1．1试验装置充氧性能试验装置如图1所示，测试主体为一个O．5In×2．0In的有机玻璃圆柱形曝气池，曝气