曝气设备清水充氧性能评价指标研究

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1、曝气设备清水充氧性能评价指标研究　　摘要：曝气充氧测试目的是通过测试对曝气设备充氧性能做出客观评判，是对曝气设备进行性能评价的重要依据之一。然而由于人们在其充氧性能指标和检测方法上存在误解，而且在选择时存在一定程度上的盲目性，给社会带来巨大的经济损失。因此，为了解决上述问题，本文针对曝气设备充氧性能主要评价指标进行了分析。关键词：曝气设备;氧转移系数;充氧性能中图分类号：S969.32文献标识码：A1.引言在测试曝气器的充氧性能指标时，我们首先要测试出氧传递系数KLa值，然后根据测试条件计算出曝气设备的性能指标。因此，首先介绍KLa的意义。标准

2、氧转移系数KLa20是指曝气器在标准状态（大气压1013hPa，水温20℃，下同）下，单位传质推动力作用时，单位时间内向单位体积水中传递氧的数量。KLa20表征氧分子从气相传递到液相的快慢，是计算标准氧转移效率SOTE和理论动力效率E等指标的基本参数[1]。2主要评价指标6常用来评价曝气设备充氧性能的主要指标有：标准氧转移速率、理论动力效率、标准氧转移效率SOTE、阻力损失RL，主要内容为[2-4]：标准氧转移速率SOTR又称为充氧能力，指曝气器在标准状态测试下向DO为零的水中1h内所增加的氧量，单位kg/h。SOTR与KLa成正比例关系。实际

3、上对于任何给定的污水处理系统，需氧率是个已知量也就是标准氧转移速率是确定的。理论动力效率E是曝气器在标准状态下消耗1kW•h电能转移到水中的氧量，单位kg/kW•h。动力效率反映了曝气供氧与耗能二者之间的关系，是重要的效能指标，将直接关系到污水处理厂的运行费用的大小。它比KLa、SOTR、SOTE更具有现实意义。标准氧转移效率SOTE即氧的利用效率或氧利用率，指曝气器在标准状态下转移到水中的氧量和曝气量之比，单位%。SOTE与理论动力效率是共同反映曝气设备充氧效果的指标，一味的提高某一指标是没有意义的。一般来讲，供气量小

4、，则SOTE高。SOTE越高，即氧转移系数大或推动力（CS-C）越大，但未必省电。此外，如果增加动力搅动，虽然可以提高了SOTE，但E却未必就高。所以对于任何一个曝气系统，只有在增加动力效率E的条件下同时提高SOTE才有实际意义。然而降低供氧量会使SOTE增加，不一定会提高动力效率和降低用电量。因此，SOTE事实上与曝气设备的节能降耗并无直接的关系，它是个规格指标。6阻力损失RL指是每个曝气器在典型通气量下的动态湿压力损失，单位Pa。其与曝气器的能耗有密切的联系，是评价曝气器充氧性能优劣的一项重要指标。这是因为RL的大小直接决定了污水厂运行费用

5、的多少；曝气器的RL值越大，说明鼓风机需要消耗的动力越大或需要提供的鼓风机数量越多，能耗也就越多，一个污水处理厂电费往往占运行费用的1/3，而其中50%以上的电费花费在鼓风曝气上；其次，如果RL太大，反映曝气器的充氧效果差，进一步直接缩短曝气器的使用寿命。3曝气设备充氧性能指标的选取虽然提高曝气量可使KLa20值增大，同时增加单位时间内转移到水中的氧量，但消耗的能耗也相应地增加，因此，KLa20值大小不能直接反映实际曝气系统是否经济。所以，提出了标准氧转移效率SOTE与理论动力效率E等指标来评价曝气设备充氧效果。标准氧转移效率SOTE也称为氧的

6、利用率，这个指标是行业内常用的指标；动力效率E的高低直接影响到污水处理厂的运行费用，是唯一的效能指标，因此，标准中必须对标准氧转移效率SOTE、动力效率E提出相应的规定。6有专家曾建议行业标准中不需要对SOTR指标作出要求，由于曝气量变化对微孔曝气器充氧效果的影响规律：在同一实验水深条件下，SOTE随曝气量的增加而直线下降；E随着曝气量的增加呈逐渐下降的趋势；而SOTR随着曝气量的增加而直线上升。若不对SOTR指标作出要求，就会给曝气设备生产厂家在检测中心检测其设备充氧性能时留下漏洞，弄虚作假，这样生产商为了提高设备的充氧性能，就会故意向检测单

7、位虚报曝气设备的典型通气量范围（提供数值比较小的典型通气量），若采用较小的通气量检测，SOTR与E值就会比较高；而在较小的通气量下，SOTR值却比较低，所以对SOTR指标作出规定是必要的，这样三个指标相互对曝气设备充氧性能作出限定。比标准氧转移效率SSOTE指在标准条件（气体完全干燥并在0℃和0.1013MPa）下每m3空气纵向扩散1m所转移的氧气量，或者表示为转移到单位水深中氧气所占的百分比。其计算公式为：（1）而SOTE计算公式为：（2）式中：SSOTE—比标准氧转移效率，%O2/m；SOTR—标准氧转移速率，kg/h；q—曝气器的典型通气

8、量，m3/h；hE—曝气器的淹没水深，m；0.299—在0℃和0.1013MPa条件下干燥空气中氧的密度，kg/m3。6从公式（1）、（2）知，SOT