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3,曝气方法及曝气设备的选择与计算 ⑴曝气方法与曝气设备 曝气设备是活性污泥法污水处理工艺系统中的重要组成部分,通过曝气设备向曝气池供氧,同时曝气设备还有混合搅拌的功能,以增强污染物在水处理系统中的传质条件,提高处理效果.曝气方法主要有以下几种: ①鼓风曝气 鼓风曝气就是利用风机或空压机向曝气池充入一定压力的空气,一方面供应生化反应所需要的氧量,同时保持混合液悬浮固体均匀混合.扩散器是鼓风曝气的关键部件,其作用是将空气分散成空气泡,增大气液接触界面,将空气中的氧溶解于水中.曝气效率取决于气泡大小,水的亏氧量,气液接触时间和气泡的压力等因素. 目前常用的空气扩散器主要有: a.微孔扩散器;b.中气泡扩散器;c.大气泡扩散器;d.射流扩散器;E.固定螺旋扩散器. 鼓风曝气系统中常用的鼓风机为罗茨鼓风机和离心式风机.罗茨鼓风机在中小型污水厂较为常用,单机风量在80 m3/min以下,缺点是噪声大,必须采取消音,隔音措施.当单机风量大于80 m3/min时,一般采用离心式鼓风机,噪声较小,效率较高,适用于大中型污水厂. ②机械曝气 机械曝气也称为表面曝气,机械曝气器大多以装在曝气池水面的叶轮快速转动,进行表层充氧.按转轴方向不同,可分为立式和卧式两类.常用的立式表面曝气机有平板叶轮,倒伞型叶轮和泵型叶轮等,卧式表面曝气机有转刷曝气机和转盘曝气机等.曝气叶轮的充氧能力和提升能力同叶轮浸没深度,叶轮的转速等因素有关,在适宜的浸深和转速下,叶轮的充氧能力最大,并可保证池内污泥浓度和溶解氧浓度均匀. 一般而言,机械曝气常用于曝气池较小的场合,可减少动力消耗,维护管理也较方便.鼓风曝气供应空气的伸缩性较大,曝气效果也较好,一般用于较大的曝气池. ⑵鼓风曝气设备的选择和计算 鼓风曝气设备的设计内容包括:空气扩散器的选择和布置,空气管路布置及其计算,选择鼓风机并计算所需的台数.其中扩散器按需氧量要求的氧转移量选择,鼓风机台数及管路计算是根据供气量确定的. 管路计算包括:布置管道系统,确定每段最大输气量,根据流量和经济流速计算管径,计算压力损失.从鼓风机房到曝气池上的空气干管,可按经济流速为10～15m/s计算管径.通向扩散设备的支管,可按空气流速为4～5m/s计算管径.空气管道的压力损失包括摩擦损失和局部损失两部分.摩擦损失根据直管长度及流速按摩擦损失计算图进行计算,计算时必须按管内温度和该段管内的压力进行修正.局部损失应根据各配件特征,换算成相应的折算长度,再按摩擦损失计算图进行计算,不同管材有不同的压力损失修正系数. 各配件的折算长度,式中D为配件的直径,K为折算系数,如下: 配件名称 K值 等径直流三通 0.33 异径直流三通 0.42～0.67 转弯三通 1.33 弯头 0.4～0.7 大小头 0.1～0.2 球阀 2.0 角阀 0.9 闸阀 0.25 例题4:已知曝气池的供气量=5040m3/h,鼓风机房至曝气池干管总长44m,管段上有弯头5个,闸阀2个,计算输气干管的直径和压力损失. 解:由于干管上没有支管,可采用同一管径,根据=5040m3/h以及经济流速=15m/s,在空气管管径计算简图上,两点作一条直线,交管径线于一点,得管径为350mm.根据折算公式得配件折长度为=194×0.284=55.2m 所以得到干管的计算长度为44+55.2=99.2m,计算水温为30℃,管内空气压力为60kPa,查摩擦损失计算图,可得到摩擦损失h=5.3kPa/1000m,则管道的压力损失为 一般希望管道及扩散设备的总压力损失不大于15kPa,其中管道损失控制在5kPa以内. 选择风机的依据是风量和风压,并考虑必需的储备量.鼓风机台数不少于2台,其中一台备用,以适应负荷的变化. |
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