活性污泥法曝气量有关计算(仅供参考)

氧的传递与转移

一、双膜理论与氧总转移系数

（1）气、液两相接触的界面两侧存在着处于层流状态的气膜和液膜，在其外侧则分别为处于紊流状态的气相主体和液相主体。气体分子以分子扩散方式从气相主体通过气膜和液膜而进入液相主体。（2）气、液两相主体的物质浓度基本上是均匀的，不存在浓度差，也不存在传质阻力，气体向液相主体的传递，阻力仅存在于气、液两层膜中。（3）在气膜中存在氧的分压梯度，在液膜中存在氧的浓度梯度，它们是氧转移的推动力。（4）氧难溶于水，氧转移决定性的阻力集中在液膜上，因此，氧分子通过液膜是氧转移过程的控制步骤。 V A X D K f L a

L =()C C K dt dC s La -=

KLa 小，则氧转移过程中阻力大；KLa 大，则氧转移过程中阻力小。1/KLa 的单位为h ，表示曝气池中溶解氧浓度从C 提高到Cs 所需要的时间。KLa ——氧总转移系数是评价空气扩散装置的重要参数。

二、提高氧转移效率的方法：

（1）提高KLa 值。要加强液相主体的紊流程度，降低液膜厚度，加速气、液面的更新，增大气、液接触面积等（气泡细小）。 什么是液膜呢?你一定知道肥皂泡沫吧，它就是最常见的液膜，它的分子一端亲水，一端亲油，在水中遇到油，亲油的一端向油，亲水的一端向外，就成为包围着油的泡沫。这种液膜不稳定，一吹就破。

（2）提高Cs 值。可提高气相中的氧分压，如采用纯氧曝气或高压下曝气如深井曝气等。

三、影响氧转移的因素

（1）污水性质

污水中存在着溶解性有机物，特别是表面活性物质，如短链脂肪酸和乙醇，是一种两亲分子，极性端亲水羧基COOH －或羟基－OH －插入液相，而非极性端疏水的碳基链则伸入气相中。由于两亲分子聚集在气液界面上，阻碍氧分子的扩散转移，增加了氧转移过程的阻力→KLa ↓，引入一个小于1的因子α来修正表面活性物质对KLa 的影响

α=KLa ’(污水）/KLa(清水） KLa ’(污水）=α*KLa(清水）

（2）污水中含有盐类，因此，氧在水中的饱和度也受水质的影响。引入小于1的系数β因子来修正。

β=Cs ’(污水）/Cs(清水） Cs ’(污水）=β*Cs(清水）

（3）水温

水温降低有利于氧的转移。30-35℃的盛夏情况不利。

KLa （T)=KLa （20）*1.024（T-20）

（3）氧分压

Cs 值受氧分压或气压的影响。气压降低 ，Cs 降低，反之则提高。在当地气压不是一个标准大气压时，C 值应乘以如下修正系数：

ρ=所在地区实际压力（Pa)/101325(Pa)

主要影响因素：气相中氧分压梯度、液相中氧浓度梯度、气液之间的接触面积（气泡大小）和接触时间、水温、污水性质、水流的紊流程度。

对于鼓风曝气池：Csb=Cs（Qt/42+Pb/202600) Pb=101300+1000*10*H (Pa) Qt:气泡从曝气池溢出时的百分数

Qt=气泡内氧量/气泡内空气量=21*（1-Ea)/(79+21*(1-Ea))

Ea:扩散装置（扩散器）的利用效率，一般为6-12% Ea=氧转移量Ro/供氧量S *100% 四、需氧量与供氧量计算

曝气池总氧量

R=V*dc/ dt= V*α*Kla（20）*1.024（T-20）*(βp(Csb(T)-C))

曝气设备在标准条件下（1atm，水温20℃、脱氧清水）脱氧清水中氧总转移量R0的计算，在标准条件下α=1，β＝1，ρ＝1，C＝0

在标准条件下曝气设备的供氧量：

R0=K La(20)*C sb(20)*V

R0=RC sb(20)/［α*1.024（T-20）*(βp(C sb(T)-C))］

一般R0/R=1.33-1.61

曝气池混合液总氧量为R，标准条件下供氧量为R0,设备厂家是在标准条件下测试得出曝气设备性能参数。

总供气量G s=R0/0.21/1.43/Ea(m3/h)

1.43——氧的容重，kg/m3

五、机械曝气条件下充氧量

Q os=R0= 0.379*ν 2.8*D1.88*K1

Q os：泵型叶轮在标准条件下充氧量（kg/h) ν叶轮线速度，m/s K1：池型修正系数ν=π*D*n/60(m/s) n:叶轮转速，（转/分） D：叶轮直径，m

例题（仅共参考）：

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