潛水曝氣機主要評價(jià)指標

點(diǎn)擊次數：474 更新時(shí)間：2025-06-24

曝氣機主要評價(jià)指標

曝氣設備中理論氧傳遞原理及影響因素

物質(zhì)擴散速率由Fick定律得出：

曝氣設備

式中，Na為物質(zhì)擴散速率；d C為物質(zhì)濃度；D為氣相或是液相中常用的擴散系數，m2/h;dz為沿擴散方向的擴散距離。

氧溶解度可以表示為：

曝氣設備

式中，CS為氧溶解度；p為氧分壓；KS為溶解度常數。

根據氧傳遞雙膜理論可知，氧氣在液體中的溶解度很小，因此，液體中氧的平衡濃度實(shí)際上與氧的飽和溶解度相差不大。氧氣在氣相和液相中的擴散速度并不一致，在氣相中的擴散速度比在液相中的擴散速度大得多，因此想要提升氧的傳質(zhì)速率，必須借助曝氣設備，通過(guò)控制液膜來(lái)提升氧的傳遞速度。所以，在曝氣工藝中，氧的傳質(zhì)公式為：

曝氣設備

式中，KL為與曝氣設備相關(guān)的常數；A為氣液接觸面積。

從理論上來(lái)說(shuō)，提高氧傳遞速率的主要方式有兩種。一是提高曝氣設備常數，提高氣液接觸面積，即提高KL·A值。在相同的污水水體條件下，相同曝氣設備的常數KL值通常是固定的，選擇KL較高的曝氣設備是提高樣傳遞速率的重要方式；增加氣液接觸面積可以通過(guò)縮小氣泡體積等方式實(shí)現，借助微氣泡曝氣等設備可以有效提升氣液接觸面積，提高氧的傳遞速率。二是提高氧的溶解度，即（CS-C）值。要想提高氧的溶解度，可以采用高含氧空氣曝氣設備，或采用純氧進(jìn)行曝氣。

溫度、曝氣深度會(huì )影響兩方陣數值，需要具體分析。

曝氣設備的主要評價(jià)參數

評價(jià)曝氣設備，主要采用測定特性曲線(xiàn)，最大可能地模擬和體現實(shí)際使用過(guò)程中曝氣器的曝氣情況，有助于曝氣設備的實(shí)際使用和綜合因素的全面考慮。以下幾個(gè)指標同樣是衡量曝氣設備的重點(diǎn)。

充氧能力（RO）是指在單位時(shí)間內曝氣設備向混合液中傳輸氧氣的量，單位是kgO2/h。氧的利用率（EA）通常以曝氣氣量、密度來(lái)表示，指總供氧量中曝氣系統所轉移的氧量的百分比，特性曲線(xiàn)中橫軸表示曝氣氣量，豎軸表示氧的密度。動(dòng)力效率（Ep）是指單位能量消耗帶來(lái)的曝氣量，應用電能的情況下，指的是每消耗1 kW·h電所帶來(lái)的曝氣量，單位為kgO2/（kW·h）。

需要指出的是，在運用曝氣復氧技術(shù)時(shí)，必須重視對水質(zhì)改善目標的設定，重視對污水治理工程的環(huán)境經(jīng)濟效益評價(jià)，從而合理選擇充氧設備。例如，可以分階段制定水質(zhì)改善目標，據此確定曝氣所需充氧設備的能力與數量，而不必一次性配足充氧能力。逐步進(jìn)行設備升級，可以有效提高設備的利用效率，以免造成資金、物力和人力的浪費。

在實(shí)際工程中，人們十分關(guān)注氣水比、布氣。為方便施工布置，對于黑臭水體治理中復雜的現場(chǎng)情況，應該引入服務(wù)面積的參數。

綜合比較分析

一般情況下，曝氣設備的服務(wù)面積在進(jìn)行定性分析時(shí)，沒(méi)有統一的定義，而且其受水體環(huán)流等可變因素的影響太大，無(wú)法建立可靠的數學(xué)模型。因此，國內外曝氣機的曝氣參數中往往將服務(wù)面積舍去，更多的是關(guān)注氣水比和布氣。對于河道和湖泊水體治理過(guò)程中采用的機械式和鼓風(fēng)式曝氣機，其服務(wù)面積的大小隨氣泡越小和氧氣的有效傳輸距離延長(cháng)而增大，在實(shí)際工程應用中可以設定一個(gè)范圍，便于工程前期設計。

從工程應用角度出發(fā)，應科學(xué)量化曝氣增氧在河道治理過(guò)程中的效用。評價(jià)曝氣設備參數性能的指標主要是充氧能力、動(dòng)力效率、氧利用率和服務(wù)面積，以指導工程前期曝氣機的定量，滿(mǎn)足治理初期水體、底泥耗氧量的需求。

對于鼓風(fēng)型曝氣設備性能，主要利用動(dòng)力效率和氧利用率兩項指標評判，因為鼓風(fēng)曝氣屬于水下曝氣，其曝氣量已知，可用單位時(shí)間內轉移到混合液中的氧量占總供氧量的百分比和氧的利用率來(lái)表示充氧性能；

而對于機械型曝氣設備性能，主要利用動(dòng)力效率和氧的轉移效率來(lái)評判，因為機械型曝氣設備在水面處進(jìn)行曝氣，這些設備在單位時(shí)間內的氧氣曝氣量無(wú)法進(jìn)行測量和求證，只能用曝氣設備在單位時(shí)間內成功轉移的氧量來(lái)進(jìn)行計算，即氧轉移效率來(lái)表示充氧性能。

動(dòng)力效率對于鼓風(fēng)型和機械型曝氣設備均是可求的，可同時(shí)用來(lái)表征兩者的充氧性能。然而，服務(wù)面積僅用來(lái)半定量化地表征曝氣設備在初期設計方案制定過(guò)程中的數量控制，初步滿(mǎn)足河道水體前期曝氣增氧的需求，而后期需要根據水體溶解氧和微生物、底泥消耗氧來(lái)實(shí)際控制曝氣機的數量。

從氧利用率的角度看，微納米曝氣機的氧利用率比推流和射流曝氣機高出很多，并且服務(wù)面積大很多，主要是由于微納米曝氣機的溶氧能力較強，產(chǎn)生的氣泡直徑較小且在水體中的接觸面積、時(shí)間較長(cháng)。

氧的轉移速率與氣泡的大小、液體的紊流程度以及氣泡與液體的接觸時(shí)間有關(guān)，氣泡粒徑的大小可通過(guò)選擇擴散器來(lái)決定。氣泡尺寸越小，則接觸面積越大，將有利于KL·A值的提高，有利于氧的轉移。

但是，氣泡小不利于紊流，對氧的轉移也有不利的影響，紊流程度大，接觸充分，KL·A值增高，氧轉移速率也將有所提高，氣泡與液體接觸時(shí)間加長(cháng)有助于氧充分轉移，同時(shí)氣泡形成、上升、破裂和紊流都有助于氣泡液膜的更新和氧的轉移。

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