各种曝气设备的性能及充氧能力概要

Pb Ot Csb T Cs T 5 2.026 10 42
Pb－扩散装置出 口处的绝对 压力； Ot－气泡离开 池面时氧的 百分比。
曝气设备在污水中的充氧性能
在标准条件下，转移到曝气池混合液中的总氧量R0为： R0= KLa(20)Cs(20)V (kg/h) 在实际条件下，转移到曝气池的总氧量R为： R= α KLa(20)[β ρ CS(T)-C]·1.024(T-20)V 由上两式可解得：
普通
调速
1930
引自：文献[4]
34.5~49.3
45
48~130
96
10200~29300
22020
55
45
转刷曝气器图片
GTA 系列水平转刷曝气机
JSBZS 型转刷曝气机
转刷曝气器图片
转刷曝气机外形图
Mammoth转刷曝气器的技术性能指标
动力效率均为：2.0～3.0kgO2/kWh
直径 mm 700 双 速 双 速 规格 高速 低速 单速 700 高速 低速 单速 6000 48/72 72 17/26 30 155 25~30 6.5~8.5 有效长 度mm 4500 转速 r/min 72 40~80 电机功 率kW 22 15 叶片浸 深mm 25~30 15~20 155 155 引自：文献[4] 推动力 m3/m 155 充氧能力 kgO2/h 6.5~8.5
引自：文献[1]
曝气设备的分类
微气泡、中气泡、大气泡 鼓风曝气器 曝气设备 水力剪切式 自吸式 供气式
射流曝气器
水下曝气器
立轴式
机械曝气器
倒伞形叶轮
泵形叶轮 转刷 转碟(盘)
卧轴式
表示曝气设备技术性能的主要指标
对鼓风曝气设备： (1)动力效率－Ep，指每消耗1kWh电能转移到混合 液中的氧量，以kgO2/kWh计； (2)氧的利用率－EA，通过鼓风曝气转移到混合液 中的氧量占总供氧量的百分比(%)。
国内某厂倒伞型叶轮曝气器技术参数
型号 普通 调速 普通 调速 普通 调速 1500 1000 叶轮直径 转速 (mm) (r/min) 400 167~252 216 67~95 85 44.5~63.9 55 清水充氧量 (kgO2/h) 2.5~8.0 5 14~39 27 30~82.5 54.5 提升力 (N) 410~1400 670 2640~7670 5450 6100~18000 11450 电机功率 (kw) 2.2 1.5 15 11 30 22
SBQⅠ-37-100
3.7
5.5
4
4
75-3
103-3
3.53.95
2-4
5.3-5.9 2-5
水下曝气器的技术性能指标
SBQⅡ潜水式曝气机
泵形叶轮曝气器图片
1. 上平板 2. 进气孔 3. 上压罩 4.下压罩 5. 导流锥顶 6. 引气孔 7. 进水口 8. 叶片
泵形叶轮曝气器的技术性能指标
R0
C s (T ) C 1.024(T 20)
RCs 20
曝气设备在污水中的充氧性能
曝气系统的能耗约占活性污泥法处理厂总能耗的50%以上 [文献6]。目前，污水厂的充氧动力效率据统计：鼓风曝气为 1.1～2.2kgO2/kWh，机械表曝为0.5～1.7kgO2/kWh，参差不齐， 因此某些污水厂是很有节能的潜力。 氧的传递是一复杂过程，受许多因素的影响，如：曝气器 的种类和布置方式、曝气器的淹没水深、曝气器已使用的年限、 曝气池的形状、输入空气的流率、污水水质及水流状态、泥龄、 是否有消化作用和水温等。据21个污水厂65次试验结果得知： 从氧传递的角度，微孔曝气器优于中、粗孔曝气器，曝气器的 格形布置优于使水流呈螺旋状前进的池一例布置，推流式池优 于多点进水式池，污泥龄长优于污泥龄短，有消化作用优于无 消化作用。
对机械曝气设备： (1)动力效率－Ep，以kgO2/kWh计； (2)氧的转移效率－EL，又称充氧能力，通过机械 曝气装置的转动，在单位时间内转移到混合液中 的氧量，以kgO2/h计。
各种曝气设备在清水中的充氧能力 生产厂家提供曝气设备的氧转移参 数是在标准条件下测定的，即水温 20°C、气压为1.013×105Pa。测定 用水是脱氧清水。
•叶轮的浸没度hS－－水面距叶轮上边缘的距离。 hS=0～40mm •叶轮外缘最佳线速度应在4.5～5.0m/s的范围内。 •泵型叶轮的充氧量和轴功率可按下列经验公式计算： Qs=0.379K1v2.8D1.88 (kgO2/h) Na=0.0804K2v3D2.08 (kW)
引自：文献[3]
倒伞形型叶轮曝气器的技术性能指标
引自：文献[9,10]
主要参考文献
1. 张自杰主编，排水工程(第四版)－下册 2. Richard, W. W. et al. Jet aeration in activated sludge system. JWPCF, 1969, Vol. 41(10): 1726~1736 3. 张自杰主编，环境工程手册(水污染防止卷) 4. 王凯军等，《城市污水生物处理新技术开发与应用》 5. 沈云新等，Orbal氧化沟的评价与改进设想，化工给排水设计，1998，No4 ，23～ 27 6. Kathy Powell Groves et al. Evaluation of oxygen transfer efficency and alphafactor on a variety of diffused aeration systerms. Water Environment Research, 1992,Vol.60(5): 991~698 7.汪慧贞等，混合曝气系统充氧效率的探讨，中国给水排水，1994，Vol. 10 (3): 16~19 8.林荣忱et al. 污水处理厂泵站与曝气系统的节能途径, 《中国给水排水》1999年 第1 期 9. Marcus J. Healey et al. Improvments in the activated sludge process in the U.K. and U.S., J. WPCF,1989,Vol. 61(4):446~451 10. Fisher Michael J. et al. Effect of anaerobic and anoxic selectors on oxygen transfer in wasterwater. Water Environment Research, 1999,Vol.71(1): 84~93 11. Wager Martin R. et al. Oxygen transfer and aeration efficiency-influence of diffuser submergence, diffuser density,and blower type. Water Science and Technology,1998,Vol.38(3):1~6
7.4～11.1 2.24～2.48 9.5～11.0 8.7 1.5～2.5 2.2～2.6
引自：文献[1]
射流曝气器的技术性能指标
单级单喷嘴射流曝气器
自吸供气，动力效率为1.4～2.0kgO2/kWh ； 压力供气，动力效率为2.0kgO2/kWh以上。
引自：文献[2]
水下曝气器的技术性能指标
氧利用 动力效率EP 率EA(%) (kgO2/kWh)
7～14 10～13 1.8～2.5 2.0 4～6 4～6 3.4 4.4～5.45
0.3～0.75 0.3～0.75 1～3 2
20～25 20～25 27～38 18～30
引自：文献[1]
微孔曝气器图片
膜片式微孔曝气器
微孔曝气器图片
平板型微孔曝气器
各种微气泡曝气器的技术性能指标
名称
扩散板 扩散管 固定式 平板型 固定式 钟罩型 膜片式 微气泡 曝气管 PE-III HWB-1,HWB-2 BYW-1 HWB-3,BGW-1 Ø 520 Ø 70 L500
型号
规格 (mm)
300×300×35 Ø 60～100 L500～600
服务面积 (m2/个)
上海天山污水处理厂
废水生物处理的分类
好氧生物处理
废水生物处理
厌氧生物处理
曝气装置的作用
曝气装置在曝气池内的主要作用为：
(1)充氧 将空气中的氧(或纯氧)转移到混合液中的活性 污泥絮凝体上，以供应微生物呼吸之需。 (2)搅拌、混合
使曝气池内的混合液处于剧烈的混合状态，使 活性污泥、DO、污水中的有机物三者充分接触。 同时，防止活性污泥在曝气池内沉淀。
SBQ I 水下曝气器
型号 SBQⅠ-31-50 SBQⅠ-32-80 SBQⅠ-33-80 额定 极 空气量 马力 数 -水深 0.75 1.5 2.2 4 4 4 11-2 22-3 37-3 供氧量 适合 水深 0.350.45 1.751.95 1-3
1.0-1.2 1-3 1.53.5
SBQⅠ-35-100
各种曝气器适用的构筑物
转碟曝气器－Orbal® 氧化沟
引自：文献[5]
曝气设备在污水中的充氧性能
氧转移速度(dC/dt)=KLa(CS-C) 污水中氧转移的影响因素： 1. 污水水质 • 杂质： KLa’= α KLa；盐类： CS’＝ β CS 2. 水温：KLa(T)= KLa(20)· 1.024(T-20) 3. 氧分压： 对表面曝气器：CS’＝ρCS ρ=(所在地区实际气压)/（1.013×105） 对鼓风曝气池：
钟罩型微孔曝气器
各种中气泡曝气器的技术性能指标
名称
穿孔管
型号
规格 (mm)
Ø 25～50
服务面积 (m2/个)
氧利用 动力效率EP 率EA(%) (kgO2/kWh)
4～6 1.0
网状膜 曝气器
WM-180
0.5
12～15
2.7～3.7
引自：文献[1]
水力剪切式曝气器的技术性能指标
名称 倒盆式曝 气器 固定单螺 旋曝气器 固定双螺 旋曝气器 固定三螺 旋曝气器 XH1500 XH1740 XH1740 型号 规格 (mm) Ø 152 Ø 200 2-Ø 200 3-Ø 180 3-Ø 185 3～9 5～6 3～8 服务面积 (m2/个) 氧利用率 动力效率EP EA(%) (kgO2/kWh) 6.5～8.8 1.75～2.88
1000
双 速
双 速
高速
低速 单速
高速 低速 单速
6000
48/72
72
17/26
30
25~30
6.5~8.5
155
155
1000
9000
48/72 72
32/40 45
25~30
6.5~8.5
265 265
转碟(盘)曝气器图片
转碟(盘)曝气器的技术性能指标
曝气转盘常用技术性能如下：
•直径：1400mm； •适用转速：50～55 r/min；经济转速：50 r/min； •适用浸没深度：400～530mm；经济浸没深度：500mm； •单盘标准清水充氧能力：0.82～1.63kgO2/h； •动力效率：1.86～2.10kgO2/kWh； •适用工作水深：<=5.2m； •水平轴跨度：单轴<=9m、双轴9～14m之间； •曝气盘安装密度：<5片/m； •设计功率密度：10～12.5W/m3。
引自：文献[4]
各种曝气器适用的构筑物
微孔曝气器－推流式曝气池
10 1
2
3 4
5
9
7
6 8
各种曝气器适用的构筑物
天津纪庄子污水处理厂
各种曝气器适用的构筑物
泵形叶轮曝气器－完全混合曝气池
表曝机
进水
出水
各种曝气器适用的构筑物
倒伞形叶轮曝气器－Carrousel氧化沟
Fra Baidu bibliotek 各种曝气器适用的构筑物
转刷曝气器－T型或D型氧化沟
引自：文献[7，11]
曝气设备在污水中的充氧性能
不同充氧方式的效率
曝气方式 单边曝气 全面曝气 (间距6.1 m) 1.57 中心曝气 全面曝气 (间距3.05 m) 1.82
充氧效率 kgO2/(kW· h)
引自：文献[8]
1.05
1.33
曝气设备在污水中的充氧性能
在污水中，特别是负荷较高时，由于表面活性物质的影 响及微孔曝气器的堵塞，微孔曝气的效率下降。在混合液中， 池进口处α 系数约0.3、池尾处则约为0.8，即其充氧效率从 1.2左右增至3.2kgO2/kWh，而机械表曝α 系数始终接近1，故 在混合液中其充氧效率仍接近2kgO2/kWh。HAS即为曝气他入 口处使用机械表曝。其效率不因水中存在有机物而降低，再 接之以微孔曝气，这样就同时吸取了它们的长处，避免了短 处。此外，还在很大程度上减少了微孔曝气器堵塞的可能性。