CN104828966A - 一种曝气充氧装置及其检测液体充氧能力的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种曝气充氧装置及其检测液体充氧能力的方法。所述曝气充氧装置包括容器，设置在容器内的曝气装置，所述容器内还设有检测容器内液体氧气浓度的溶氧仪；所述鼓风装置通过管道与鼓风装置连通；所述管道上装有检测风量的流量计以及检测风压的压力计。本发明实现了就地观测曝气溶氧情况，曝气底部基质反应区域，气水搅拌效果，其曝气充氧装置上的溶氧仪快捷测定曝气器充氧性能，为污废水处理工程运行提供理论与技术支持。

Description

一种曝气充氧装置及其检测液体充氧能力的方法

技术领域

本发明涉及一种曝气充氧装置及其检测液体充氧能力的方法，尤其适用于城镇供水曝气处理、以及污废水的提标改造曝气处理等工程中。

背景技术

目前，曝气处理装置在城镇供水处理、污废水好氧处理及其提标改造工程中的重视程度越来越高，也是处理工序中最经济最实用的一环。而城镇供水曝气处理装置、污废水好氧处理及其提标改造等工程曝气处理装置在污废水厂运行中，其溶氧程度、基质反应程度、搅拌效果等均不能很好的观测，且调控曝气装置需花费较长的时间来进行，操作繁琐。

发明内容

本发明旨在提供一种曝气充氧装置，该曝气充氧装置可以实现就地观测曝气溶氧情况，曝气底部基质反应区域，气水搅拌效果等，其曝气充氧装置上的溶氧仪快捷测定曝气器充氧性能，为污废水处理工程运行提供理论与技术支持。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种曝气充氧装置，包括容器，设置在容器内的曝气装置，其结构特点是，所述容器内还设有检测容器内液体氧气浓度的溶氧仪；所述鼓风装置通过管道与鼓风装置连通；所述管道上装有检测风量的流量计以及检测风压的压力计。

由此，向容器内充入液体，投加脱氧剂，致水中溶氧仪读数显示为零时，进行鼓风机曝气。

以下为本发明的进一步改进的技术方案：

优选地，所述压力计为装在管道上的U型压力计，由此可以实时监测鼓风曝气压力。

作为一种具体的结构形式，所述曝气装置包括与管道连通置于容器底部的曝气支管，以及装在曝气支管的曝气孔上的曝气器。进一步地，所述曝气器为旋混式曝气器。

为了更好地检测容器内的溶氧情况，所述溶氧仪有多个，均装在容器侧壁上。

优选地，所述容器为有机玻璃筒体。

进一步地，本发明还提供了一种利用上述的曝气充氧装置检测液体充氧能力的方法，该方法包括如下步骤：

S1容器内充液体，并投加脱氧剂，直到溶氧仪(4)读数为0mg/L；

S2开启鼓风装置，通过位于容器内的曝气装置向容器内充氧，同时通过压力计(6)观测曝气压力，通过流量计(7)观测风量；

S3通过溶氧仪(4)记录容器内液体中饱和溶解氧浓度C_s和运行温度下溶解氧浓度C_t，然后获得容器内液体的充氧能力N＝0.55K_1aV，单位kg/h，其中；

K_1a＝lnC_S-ln(C_s-C_t)，其中，单位mg/(L·h)，C_s为饱和溶解氧浓度，C_t为运行温度下溶解氧浓度。

进一步地获得，容器内液体的氧利用率其中供氧量等于流量计记录的流量中氧气的总和。

进一步地可以获得，容器内液体的动力效率E_p＝N/W，kg/(kW·h)，其中W为能耗。

本发明的工作原理：容器内充满原水，通过在原水中加入脱氧剂，将原水溶氧置于最低值0mg/L；开启鼓风机，通过流量计与U型压力计将空气鼓入容器底部的曝气支管中，经曝气器后进行水体充氧；通过观测流量计、U型压力计、容器上的溶氧仪数据及容器内的曝气气泡大小、搅拌效果等，作为城镇供水、污废水处理工程运行提供理论与技术支持依据。

在污废水好氧生物处理中，氧利用率越高，好氧微生物处理污废水能力越好，充入的氧量越高，但充入的氧量不宜过高，因过高的氧量将会过量耗费污废水中有机碳源部分使部分好氧生物成为有机碳源被消解掉，同时过量供氧易产生不必要的电耗；反之，氧利用率低，好氧生物处理污废水能力下降，易造成好氧生物内源呼吸致其毙亡。而氧利用率与鼓风设备供给能力即充氧能力、微生物活性等息息相关，为一固定值，动力效率是曝气设备固定指标，直接关系到电耗。在污废水好氧生物处理中，选择合适的曝气设备，合理调节鼓风供氧至关重要。曝气充氧装置为污废水好氧处理设施的缩影，测定曝气设备、调节鼓风供氧的装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明实现了就地观测曝气溶氧情况，曝气底部基质反应区域，气水搅拌效果等，其曝气充氧装置上的溶氧仪快捷测定曝气器充氧性能，为城镇供水、污废水处理工程运行提供理论与技术支持。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。

附图说明

图1是本发明一个实施例的结构原理图；

图2是图1的A—A剖视图。

在图中

1-有机玻璃筒体；11-进排水管；2-曝气支管；21-软管；22-曝气孔；3-曝气器；4-溶氧仪；5-鼓风机；6-压力计；7-流量计。

具体实施方式

一种曝气充氧装置，如图1、图2所示，包括有机玻璃筒体1、曝气支管2、曝气器3、溶氧仪4、鼓风机5、U型压力计6、流量计7等。所述的有机玻璃筒体1底部设有进排水管11，底部中央独立设有曝气支管2，有机玻璃筒体1内壁两侧分别悬置溶氧仪4，外与鼓风机5相连。所述的曝气支管2上开设曝气圆孔22，曝气圆孔22上布设曝气器3；曝气支管2一端封闭，一端通过软管21与有机玻璃筒体1外的U型压力计6相连。所述的鼓风机5设置在有机玻璃筒体1外，鼓风机5风管上设有流量计7，与U型压力计6相连；鼓风机5与流量计7通过调节阀51控制风量大小。

本发明可以利用上述曝气充氧实验装置在水质、风量、大气压强等因素变化大不的情况下运行，观测U型压力计、流量计、溶氧仪数据，通过计算得出充氧能力、氧利用效率、动力效率等，具体计算方法如下：

①氧总转移系数K_1a

$\frac{\mathrm{dc}}{\mathrm{dt}}=K_{1a}(C_s-C_t),\mathrm{mg}/(L\·h)$

经积分得：

ln(C_s-C_t)＝lnC_s-K_1a

C_s——饱和溶解氧浓度

C_t——运行温度下溶解氧浓度

②充氧能力N

N＝0.55K_1aV，kg/h

③氧利用率E

④动力效率E_p(W为能耗)

E_p＝N/W，kg/(kW·h)

以下以某工业污水处理厂为例详细介绍本发明。

某工业污水处理厂进水BOD浓度650mg/L,NH₃-N浓度100mg/L，其曝气设备为旋混式曝气器，曝气充氧装置标准状态下有效体积0.5m³，检测出指标DO变化情况，检测溶解氧9.08mg/L，饱和溶解氧9.21mg/L，流量1.13×10^-3m³/min，计算得出：

K_1a＝ln(C_s-C_t)＝ln9.21-ln(9.21-9.08)＝0.014(20℃)；

N＝0.55K_1aV＝0.55×0.014×0.5＝3.85×10^-3；

经曝气器后最终出水检测指标COD≤60mg/L，BOD≤20mg/L，NH₃-N≤8mg/L，达到《污水综合排放标准GB8978—2002》一级B标。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (9)

1.一种曝气充氧装置，包括容器，设置在容器内的曝气装置，其特征在于，所述容器内还设有检测容器内液体氧气浓度的溶氧仪(4)；所述鼓风装置通过管道与鼓风装置连通；所述管道上装有检测风量的流量计(7)以及检测风压的压力计(6)。

2.根据权利要求1所述的曝气充氧装置，其特征在于，所述压力计(6)为装在管道上的U型压力计。

3.根据权利要求1所述的曝气充氧装置，其特征在于，所述曝气装置包括与管道连通置于容器底部的曝气支管(2)，以及装在曝气支管(2)的曝气孔(22)上的曝气器(3)。

4.根据权利要求3所述的曝气充氧装置，其特征在于，所述曝气器(3)为旋混式曝气器。

5.根据权利要求1所述的曝气充氧装置，其特征在于，所述溶氧仪(4)有多个，均装在容器侧壁上。

6.根据权利要求1-5之一所述的曝气充氧装置，其特征在于，所述容器为有机玻璃筒体(1)。

7.一种利用权利要求1-6之一所述的曝气充氧装置检测液体充氧能力的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1容器内充液体，并投加脱氧剂，直到溶氧仪(4)读数为0mg/L；

S2开启鼓风装置，通过位于容器内的曝气装置向容器内充氧，同时通过压力计(6)观测曝气压力，通过流量计(7)观测风量；

S3通过溶氧仪(4)记录容器内液体中饱和溶解氧浓度C_s和运行温度下溶解氧浓度C_t，然后获得容器内液体的充氧能力N＝0.55K_1aV，单位kg/h，其中；

K_1a＝ln C_S-ln(C_s-C_t)，其中，单位mg/(L·h)，C_s为饱和溶解氧浓度，C_t为运行温度下溶解氧浓度。

8.根据权利要去用7所述的曝气充氧装置检测液体充氧能力的方法，其特征在于，容器内液体的氧利用率

9.根据权利要去用7所述的曝气充氧装置检测液体充氧能力的方法，其特征在于，容器内液体的动力效率E_p＝N/W，kg/(kW·h)，其中W为能耗。