气体传递原理和曝气设备ppt课件.ppt

《气体传递原理和曝气设备ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、§12-4气体传递原理和曝气设备一、气体传递原理二、氧转移的影响因素三、氧转移速率与供气量的计算四、曝气设备§12-4气体传递原理和曝气设备活性污泥法三要素：①引起吸附和氧化分解作用的微生物—活性污泥②处理对象-废水中的有机物。③溶解氧。必须使微生物，有机物和氧充分接触，需进行混合、搅拌。充氧和混合是通过曝气设备来实现§12-4气体传递原理和曝气设备一、气体传递原理１．Fick定律传质过程：物质从一相传递到另一相的过程。曝气过程中氧从气相传递到液相，靠扩散完成。扩散过程的推动力:扩散界面两侧物质间浓度差。浓度梯度：扩散过程中单位路程长度上浓度变化值；浓度梯度

2、的大小影响扩散速度。§12-4气体传递原理和曝气设备一、气体传递原理1.Fick定律扩散的基本定律，表明在静止或层流状态的介质中分子扩散规律。vd-扩散速率，单位时间内通过单位截面积的物质数量；D-扩散系数，与扩散物质和介质特性及温度有关。Fick定律也可表示为：单位时间内通过界面的物质数量为：§12-4气体传递原理和曝气设备一、气体传递原理2.双膜理论气体分子从气象转移到液相，经过气、液相界面。双膜理论的基本论点：(1)气液两相界面附近存在做层流运动的气膜和液膜，主体湍动情况影响膜的厚度。(2)两膜以外的气、液相主体中流体充处于湍动，物质浓度均匀，不存在浓

3、度差，没有传质阻力，传质阻力仅存在于气液两层层流膜。(3)气液两相界面上物质浓度相平衡，界面上无阻力。(4)气体分子从气相向液相传递时，若气体溶解度低，阻力主要来自液膜。氧是难溶气体，溶解度小，传质阻力主要在于液膜。§12-4气体传递原理和曝气设备一、气体传递原理2.双膜理论氧在气膜中的传质阻力很小，气相主体分压pG与界面分压pi相差很小，认为pG=pi。这样界面处溶解氧浓度cs是氧分压为pG下的饱和浓度。液膜厚度小，液膜内浓度可按直线变化考虑，即：dM/dt——氧传递速率，kgO2/h.A——气液界面面积（气体扩散通过的面积），m2；cs、c—饱和溶解氧浓

4、度和溶解氧浓度，kgO2／m3§12-4气体传递原理和曝气设备一、气体传递原理2.双膜理论液相主体的体积为V，则：dc/dt-氧转移速率，kgO2/(m3h)KL-液膜中氧分子的传质系数，m/h；以KLa=KL(A/V)表示氧分子总传质系数(h-1),则：解决了界面面积无法测量的问题§12-4气体传递原理和曝气设备一、气体传递原理2.双膜理论积分：得：c1、c2-在t1、t2时气体在溶液中浓度,可求出KLa。§12-4气体传递原理和曝气设备一、气体传递原理3.影响氧传递速率的主要参数：溶解氧的不饱和程度、气液接触面积和液膜厚度。提高氧转移速率办法：①.提高K

5、La值：增加液体紊动、减小液膜厚度、更换气水界面、使气泡变小、增加气水接触面积。②.提高cs值：增加大气中的氧分压(纯氧曝气、富氧曝气、深井曝气)。§12-4气体传递原理和曝气设备二、氧转移的影响因素1.污水水质2.液体温度3.氧分压4.液体紊流程度§12-4气体传递原理和曝气设备二、氧转移的影响因素1.污水水质与清水中的不同，废水含有污染物，在界面处会形成一层分子薄膜；另外,混合液中含有大量活性污泥,扩散阻力比清水大。曝气设备在混合液中曝气时，氧传递速率:,应修正为：α-因混合液含污泥颗粒而降低传递系数的修正值(＜1)β-废水饱和溶解氧的修正值(＜1)§1

6、2-4气体传递原理和曝气设备二、氧转移的影响因素1.污水水质α、β可通过对污水和清水的曝气充氧试验测定,鼓风曝气设备,机械曝气设备，α取值有所不同(参考教材)。测定dρ0/dt的直线方程§12-4气体传递原理和曝气设备二、氧转移的影响因素2.温度温度影响KLa和cs值。温度上升，黏度下降，膜厚度减小，KLa上升；温度不同，氧传递系数应修正为：KLa(T)—水温为T℃时总氧传递系数KLa(20)—水温为20℃时总氧传递系数T-设计计算温度；1.024-温度系数§12-4气体传递原理和曝气设备二、氧转移的影响因素2.温度温度上升,cs值下降,KLa上升,对氧转移

7、有两种相反的影响,二者不能完全抵消。但总的来看，温度降低利于氧传递，活性污泥法温度多在10～30℃。怎么理解KLa：1.传质阻力大时，其值小；传质阻力小时，其值大。2.1/KLa单位为小时，可以看作全池水溶液溶解氧从S0增加到饱和的时间。3.KLa可以看作是混合系数。4.废水中存在表面活性剂时，对KLa有很大影响。一方面由于表面活性剂在界面上集中，增大了传质阻力，降低KLa另一方面，由于表面张力降低，使形成的空气泡尺寸减小，增大了气泡的比表面积，许多时候由于A／V的增大超过了KLa的降低，从而使传质速率增加。5.KLa一般随着废水杂质浓度的增大而减小。6.K

8、La也与空气扩散设备的淹没深度有关(KLa)１／(K