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曝气是城市污水处理厂好氧生物处理系统中的一个重要工艺环节,它的作用是向曝气池内充氧,保证微生物生化作用所需之溶解氧,并保持曝气池内微生物、底物、溶解氧三相的充分混合,为微生物降解有机物提供有利的生化反应条件。曝气设备的能耗占污水处理厂总能耗的60％-70％,其中氧传质速率是影响能耗和处理效果的关键因素。本文以某城市污水处理厂的实际污水为对象,采用曝气处理模拟试验装置,首次系统地研究了清水、污水和气、固、液三相中的氧传质速率、氧转移系数,探讨了污水COD、污泥浓度以及污泥负荷对氧传质过程的影响,从而为城市生活污水处理厂的设计计算、节约能耗等提供了科学依据。研究结果表明:
(1)清水中氧转移系数随气量的增加而增加,在一定的气量范围内氧转移效率基本维持恒定。氧传递系数随水温的升高而增加,但是受温度影响饱和溶解氧Cs的影响,综合考虑水温的升高不利于氧转移的进行。在水深0-4m范围内,氧转移系数随水深的增加而减小。
(2)在污水中氧转移系数随COD浓度的增加而减小。清污修正系数α也随COD浓度的增加而减小,在气量为1.0m3/h,COD浓度为200-300mg/1条件下,其清污修正系数α均值为0.51;在COD浓度高于300mg/1条件下,α值均值为0.46。清污修正系数β随COD浓度变化幅度不大,其均值为0.89。污水经前端紫外照射后其清污修正系数α均值为0.53;修正系数β均值为0.91。
(3)在含有活性污泥的污水中,在同等COD浓度情况下其氧转移系数随污泥负荷的增加而降低,同等污泥负荷下Kla随COD浓度的增加而减小。清污修正系数α随着污泥负荷的升高减小,的清污修正系数β的值不随污泥负荷的变化而变化,一直维持在0.80-0.84之间。其中α在处于正常运行状态的污泥负荷时,其值在0.55-0.70之间。