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曝气脱除硫化氢

曝气脱除硫化氢

任务

决定污水中氧化硫化氢的理论空气量。这个空气量可以很准确地估算，从而决定所用射流器的条件和型号。

A. 水的化学性质

水的 pH 值不像氧化沉降铁锰离子那么重要。对于硫化氢，pH 值保持在 6.8～7.5 即可。在这个 pH 值下，硫化氢分解成离子形态：H2S → 2H+ + S2-。S 离子才是可以自由地和氧发生反应。

B. 其他因素

硫化氢的空气氧化不是立即发生的。因此必须要有停留时间，或接触罐提供足够的时间让反应和沉降发生。视实际条件而定，接触时间为 5～15 分钟。

C. 反应方程式

2H2S + O2 → 2H2O + 2S0
注：S0 是单质硫。

D. 反应比率

硫的原子量为 32.06，一个氧分子与 2 个硫原子发生反应，氧的分子量为 31.999。反应比率为 31.999 / 32.06 = 0.9981 或 1.0，这意味着 1 mg/L 的氧可以氧化 2 mg/L 的硫化氢（以硫为单位计量）。

E. 残留氧

  1. 提供硫化氢波动时的缓冲。
  2. 使水质更好。
  3. 使混合更好，硫化氢和氧的反应更充分更快。水中残留氧应为 5 mg/L。如果水中已有初始氧，则残留氧的数值应为 5 mg/L 减初始氧。

F. 理论需氧量

氧化硫化氢的理论需氧量计算公式：

理论需氧量 = [Xs · (S)] + R
X = 硫化氢反应系数
(S) = 硫化氢浓度，mg/L（以硫计）
R = 最终残留氧 = (5.0 - 初始氧) mg/L
示例：(S) = 25 mg/L，初始氧 = 0.0 mg/L
需氧量 = (1.0) × (25) + (5.0 - 0.0) = 25 + 5 = 30 mg/L 水流量

G. 理论空气需要量

空气在 20°C、1 个大气压下的密度为 1.2047 g/L。在这个条件下空气的含氧量为 20.95%，于是 1 升空气含有 (1.2047 g/L) × (0.2095) = 0.2524 g/L = 252.4 mg/L 的空气氧。对氧化硫化氢所需的理论空气量计算而言，需要知道水的流量；如果硫化氢含量水平已知，则用千升作为水流量的计量单位较为方便。

示例：以上数据为例，并且水流量为 100 L/min。
理论空气需要量 = (100 L/min) × (30 mg/L) / 252.4 mg/L = 11.89 L/min 空气

H. 实际空气需要量

曝气器的氧传递效率低至 5%，高至射流器的 25～35%。对 GW 射流器可取保守值 25%。因此实际空气需要量是理论空气需要量的 4 倍。所以，实际空气需要量为 47.6 L/min。取决于特殊情况，可取一定的安全系数，实际空气需要量可在此基础上再增加 10～20%。

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