环保设备之——曝气（一）

一、有关曝气、供氧的基本概念

1. 曝气作用：供氧、搅拌

2曝气方式：（1）.鼓风曝气系统；（2）.机械曝气装置（纵轴表面曝气机、横轴表面曝气器）（3）.鼓风+机械曝气系统曝气的原理与过程：需氧、供氧、曝气（供气）；标准供氧量与实际供氧量。

二、曝气原理——双膜理论

双膜理论：污水生物处理领域中广泛应用的气体传递理论。这一理论的基本点可归纳如下：在曝气过程中，氧分子通过气、液界面由气相转移到液相的过程中 。

（1）在气、液两相接触的界面两侧存在着处于层流的气膜和液膜，在其外侧分别是气相和液相的主体（紊流）。

（2）在气、液两相中，不存在传质阻力，气体分子从气相主体传递到液相主体的阻力，主要存在于气膜和液膜中。

（3）在气膜中存在氧的分压梯度，液膜中存在氧的浓度梯度，都是氧转移的推动力。

（4）气膜中氧分子的传递动力很小，界面处的溶解氧浓度值是氧分压为p条件下的饱和浓度值。

（5）氧难溶于水，因此氧转移主要阻力主要来自液膜，

2. 通过液膜的转移速率是氧扩散转移全过程的控制速率。氧转移过程中的传递速率认为主要是界面上的饱和溶解氧浓度值(ρs0 )与液相主体中的溶解氧浓度值(ρ0 )之差。在废水生物处理系统中，氧的传递速率可用下式表示：

式中：dm/dt——氧传递速率，kgO2/h；Kg ——氧分子在液膜中的扩散系数；A ——气、液两相接触界面面积；ρs0 ——氧在界面上的饱和溶解氧浓度；ρ0 ——氧在溶液中的实际溶解氧浓度。dm=Vdρ0（V：液相主体的容积），则上式可改写成：

式中：dρ0/dt——液相主体中溶解氧浓度变化速度，氧转移速度kgO2/m3 h；通常KgA/V项用KLa（总转移系数）来代替，由此上式变为：

KLa：氧总转移系数，此值表示在曝气过程中氧的总转移性，当传递过程中阻力大，则KLa值低，反之则KLa值高。当混合液中氧的浓度为零时，由于具有最大的推动力，因此氧的转移速率最大。将上式进行积分，可求得总转移系数KLa ：

影响氧转移的主要因素：

水温对氧转移速率有两种相反的影响，总的来说，水温降低有利于氧转移。不同温度下，蒸馏水中的饱和溶解氧浓度：

三、鼓风曝气系统的计算

1. 氧的利用率（EA）：又称氧转移效率，是指通过鼓风曝气系统转移到混合液中的氧量占总供氧量的百分比（%）。

标准氧转移速率——指脱氧清水在20°C和标准大气压条件下测得的氧转移速率，一般以R0表示（kgO2/h）；

实际氧转移速率——以城市废水或工业废水（实际水质）为研究对象，按当地实际情况（指水温、气压等）进行测定，所得到的是氧转移速率，以R表示，单位为kgO2/h。