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射流曝气器扩散管(尾管)​对工艺的影响有哪些?

时间: 2020-05-18 08:34:49来源: 宜兴市汉华环保科技有限公司

射流曝气器扩散管(尾管)对工艺的影响有哪些?

1、在喉管内液体的紊动与吸氧率的关系

射流形成高速紊流,一方面可使曝气器喷嘴处局部饱和的水迅速与亏氧混合以增加吸氧速率;另一方面可产生穿透活性污泥絮体的剪切应力,提高了传质速率,单位时间内能获得较高的吸氧率。根据双膜理论,Fick等人认为物质扩散速率与浓度梯度成正比,即Vd=DL*(dC/dX)(1)式中:Vd—物质的扩散速率(溶解氧的传质速度),单位时间内单位断面上通过的物质数量(溶氧量):DL—扩散系数,表示物质在某种物质中的扩散能力,主要取决于扩散物质和介质的特性及温度;dC/dX—浓度梯度,即单位长度内的浓度变化值,从射流器构造来分析我们可以这样认为,在射流的管段内,当氧和污水(污泥)接触的瞬时,射流水柱的表面氧的浓度大,然后水柱流经喉管时,气流开始混合,在剪切力的作用下发生紊流,氧向管内的污水转移,被吸收的氧的总量不变,但浓度在降低,为浓度梯度的形成段。dX不能单纯的理解为长度,它可以是一个面或一个单位体积,一个微粒体积的水和一个微粒体积的氧相互切割、碰撞、磨擦产生不规则的高速运动,它们的比表面积成倍增大,浓度梯度在不断减小,氧的利用率在不断提高。这就是溶解氧为什么利用率较高的成因之一。对于不与溶剂起化学作用,并且溶解度较小的气体,在一定温度下溶入液体的气体量可用亨利定律计算:CA=HA·PA(2)式中:CA—溶质在液相中的摩尔浓度,mol/L;PA—溶质在气相中的分压,Pa;HA—亨利系数,mol/(L·Pa)。由以上的公式(1)、(2)可推导出氧转移公式:dC/dt=KLa(CS-C)(3)式中:dC/dt—液相主体中溶解氧浓度变化速率(或氧转移速率),KgO2/(m3·h);Cs—饱和溶解氧浓度,KgO2/m3;(Cs-C)—氧浓度差,Cs-C差越大,Vd越大,由此而形成氧的传质推动力,KgO2/m3;KLa—氧总转移系数,比值表示在曝气过程中氧的总传递性,当传递过程中阻力大时,则KLa值低,反之则KLa高;我们把它称为一次氧向污水(或回流污泥)的转移,此时污水(污泥)为氧含量高,处于过饱和状态。dC/dt在射流管内的过程是相当快的。一般在2秒内即可完成。

2、扩散管(尾管)排出与吸氧率的关系扩散管(尾管)充当着气—液—固混合物向曝气池中排放的作用。扩散管(尾管)的大小影响到抽吸气气量及氧转移作用,尾管具有增强水气混合和增加溶解氧的作用,从而能达到强烈搅拌的目的,在喉管存在着过饱和的溶解氧和夹带微型空气泡,通过尾管的释放作用,我们把它称为二次氧的转移,公式(1)、(2)、(3)照样适用,特别是式(3)它完成的过程是较慢的,其速度主要取决于曝气池的大小和池中水体有效的搅拌半径的密切的联系,小到几分钟,大到数个小时。这个过程是应控制的。池中的溶解氧维持在1.5—2.5mg/l的范围内。此时将处于传质状态,此时的传质状态,可以从以上论述得知,尾管大小、长度、浸没深度及出口位置对充氧效果都有重要影响。气—液排放方式。气—液混合物经尾管后排至曝气池中,采用两种形式:即尾管直接排放(又称直管排放)和用穿孔管分布排放。研究结果表明:在佳工作状态下,如果在尾管输送过程中发生气液二次分离,穿孔管可以起一定的空气扩散器作用,采用穿孔管分布要比用直管分布充氧能力提高30%以上,若尾管中不发生气液二次分离,仅能提高10%。但尾管上增加穿孔管会增大阻力损失,并且当应用于污水处理中时,由于活性污泥及杂质的堵塞作用,穿孔管往往因为小孔被堵而减小通液面积,亦会降低进气量。

3、扩散管对控制曝气池工艺的运行的作用扩散管(尾管)的作用就是把从射流器引射的空气释放到曝气池中,扩散管布置型式对曝气池运行工况有比较重要的作用。从曝气池工艺要求来看,混合液的流速不能低于10cm/s,否则就出现沉淀,不利于曝气池的运行工艺。但扩散管安装布置是很难办得到的。扩散管孔口开的小而多,其结果是阻力大,易堵塞;孔口开的大而少,是比较有利的。从实践中单孔直径不少于50mm。布置型式如图2,有条件的情况下在配以闸门,以便控制运行工况。既不致使曝气池的混合液沉淀,也不会产生扩散管堵塞和增加阻力。曝气池好设计成廊道型,以便提高流速。再配以水下搅拌器防止污泥沉淀,根据需要布置一组或多组扩散管,形成一段水下搅拌,一段扩散管曝气交替运行的工艺。曝气池需氧量是根据水量的多少来确定的。如果水量变化系数在1.3左右。射流器的充氧量是能够满足曝气池溶解氧(1.5—2.8mg/l)的变化幅度。当水质水量变化幅度较大时,射流器就难以满足,这就是射流器不易调节氧的缺点。因为充氧量是一个定容式的。缩小吸气孔电耗浪费大,如果不运行水泵,则失去了搅拌作用,使污泥产生沉淀。

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