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富氧曝气
富氧曝气
Oxygen Enriched Air Aeration
(OEAA)
PSA&膜制氮机的富氧空气回用
推动OEAA项目的动力
| SMC | 客户 |
|---|---|
| 销售额－内延增长？ | 污水处理电耗降低。 |
| 市场发展切入点？ | 污水处理设备维修费用降低。 |
| 增值技术服务？ | 污水处理停机时间减少。 |
| 企业竞争力补充？ | 节能减排新项目申报机会。 |
| 企业形象（环保理念）提升？ | 安全使用。 |
| 技术（know-how）知识积累？ | 不放水改造安装。 |
OEAA适用的客户
- 自有污水处理厂（站／车间）
- 采用活性污泥法工艺
- 生产工艺中有氧化工序
- 采用空气／氧气曝气
- 制氮机到用气点距离<1500m（理论最大距离9000m，但管路过长，能耗及投资增加）
活性污泥法的由来
1912年英国人Clark and Cage发现对废水进行长时间曝气会产生污泥并使水质明显改善，其后Arden and Lackett进一步研究，发现由于实验容器洗不干净，瓶壁留下残渣反而使处理效果提高，从而发现活性微生物菌胶团，定名为活性污泥。
活性污泥法的基本组成
目前90％左右的污水处理厂还在使用这个工艺
1916年在英国建成的首座活性污泥法污水处理厂
降低污水处理电耗成本
曝气池：
显著的气体搅拌流态
敞开式－流态可见
密闭式－流态不可见，抽风
活性污泥法的三个要素
- 活性污泥－起吸附和氧化分解有机物作用的微生物
- 食物－水体中的有机物
- 氧气（溶解氧）－微生物生存和起氧化反应作用的必需品—曝气
降低污水处理电耗成本
曝气
向水（液体）中提供溶解氧的充气过程
- 空气曝气－利用自然空气，采用加压和非加压的方式，广泛应用
- 纯氧曝气－液氧和制氧机作为气源，加压供气，应用逐步扩大
- 富氧曝气－很少见到工程应用的报道
曝气的要点：八个字
不多不少，混合均匀
曝气在污水处理中的重要性
达标排放：最重要的关键要素之一
处理成本：40～60％ 总成本
目前90％左右的污水处理都有用活性污泥法（曝气）；
在此类污水处理工艺中，电耗占总成本60～70％；
曝气电耗是总电耗的70～80；
为什么富氧曝气可以节能
氧转移效率差异：
纯氧转移效率>富氧转移效率>空气转移效率
氧转移效率＝实际被水体吸收的氧气量／％投加的氧气总量
双膜理论公式
氧转移速率Rm
Rm＝KLa×（Cs－Cp）
氧浓度差，此值越大，氧转移速率越高，
- Kla：总传质系数（与曝气器，水温，水质等相关）
- Cs：饱和溶解氧，特定条件下水中溶解氧能达到的最大值
- Cp：操作溶解氧，水处理运行所需的溶解氧数值
亨利定律
Cs＝H•Px
- Cs：饱和溶解氧
- H：亨利常数
- Px：气体组分分压
道尔顿分压定律：
气体组分的分压与其所占的体积百分比成正比
道尔顿分压定律：
富氧空气的氧分压大于空气的氧分压。
亨利定律：
富氧空气的饱和溶解氧浓度Cs大于空气饱和溶解氧浓度Cs
双膜理论公式 Rm＝KLa×（Cs－Cp）
富氧曝气氧转移速率必然大于空气曝气
以35％富氧空气为例
| 道尔顿分压定律 | 例：在1atm下，空气的氧分压为21kPa，35％富氧空气的氧气分压为36KPa |
| 亨利定律 Cs＝H•Px | 在1个大气压下，空气曝气的饱和溶解氧Cs为9.08，富氧曝气饱和溶解氧Cs＝（36／21）×9.08=15.57 |
| 双膜理论公式 Rm＝KLa×（Cs－Cp） | 富氧曝气氧转移速率与空气曝气氧转移速率相比，假定：KLa相等，Cp为2 |
为什么富氧曝气可以节能
- 氧转移效率高＝氧的利用率高
- 所需的供气总量大幅降低
- 曝气设备所用的功率减少
为什么选择GW射流曝气系统
功能 富氧空气输送和氧气传质设备合二为一
为什么选择GW射流曝气系统
| GW射流器氧转移效率 | 鼓风曝气氧转移效率 |
|---|---|
| 空气：≥30% | 空气：（中孔）≤5% （微孔）≤10% |
| 富氧空气：≥30%×1.9 （36%） =57% |
富氧空气：（中孔）≤9.5% （微孔）≤19% |
为什么选择GW射流曝气系统
举例：
客户曝气池需要／需要补充的氧量为50kg／h；
制氮机富氧空气量为200m³／h；含氧量＝35％×200×1.41=98.7kg/h。
采用GW射流器：氧转移量＝98.7×57%≈56kg/h
鼓风微孔曝气：氧转移量＝98.7×19%≈19kg/h
为什么选择GW射流曝气系统
| GW射流曝气 | 鼓风曝气 |
|---|---|
| 气体输送：负压吸气，气水混合后进入曝气池； | 有压供气－材质的问题；防油密封的问题； |
| 不需要考虑安全因素 | 需要考虑安全因素 |
GW射流曝气系统不放水安装
