中国给水排水
水体曝气复氧工程充氧量计算与设备选型
王瑟澜 孙从军 张明旭
上海市苏州河综合整治建设有限公司 上海 上海市环境科学研究院
上海
充氧量的确定和充氧设备的选择等方面阐述了污染水体曝气复氧 摘 要 从需氧量的计算
关键词 污染水体 曝气复氧 充氧设备
个反应器 河段 即可∀
箱式模型
高效 简便易行的污染水体治理技术 它既可以速
有效去除水体中的致黑致臭物质 改善水质 又可以提高水体中的溶解氧含量 强化水体的自净功能 促进水体生态系统的恢复∀
要进行污染水体曝气复氧工程的设备选型 首氧效率确定供氧量∀
水体需氧量的计算
W W
进而根据设备的充先必须确定河道水体的需氧量
. Z
充氧量的计算
H U
L O
或池塘 由于其面积较小 水深较浅 且外界输入污式模型∀为方便起见 只考虑有机物生化降解与大则 气复氧作用
Ο Λ Κ τ Χσ Χ
Κ τ Χ ς
染负荷一般较小 因此可以采用基于一级反应的箱
污染水体的需氧量主要取决于
网
W
式中 Ο 水体的需氧量
ς 水体的体积
τ 充氧时间
Χ 水体的溶解氧浓度 Λ 水体初始的ΒΟ∆ 浓度 Κ ΒΟ∆ 生化反应速率常数 Χ σ 水体的饱和溶解氧 Κ 水体的复氧速率常数
Χ 维护水体好氧微生物生命活动的最低
按水流状态分为静止水体 如湖 水体的类型
即设计水质 所要达到的预定目标 即改善后水体法的不同∀
组合式推流反应器模型
上海市环对于河流等流动水体需氧量的计算
境科学研究院曾在苏州河曝气复氧工程方案研究中建立了一种简便的组合式推流反应器模型 ∀该模型是将河流近似地看作多个推流式反应器 河段 的串联组合 在充分利用河道现有水质 水力资料的基对相关边界条件作了合理简化和假设后 综合础上
考虑了还原物质耗氧 有机物耗氧 硝化耗氧 底泥耗氧等耗氧作用和大气复氧 藻类光合作用复氧等复氧作用而建立起来的∀该模型是一种近似的计算要提高其计算精度 只需将河道分成尽可能多方法
筑
的水质∀其中水体类型的不同决定了需氧量计算方
龙
泊 水库 和流动水体 如河流 水体目前的水质
Λ Λ
N G
曝气复氧技术是一种快 国内外的实践证明
对小型静止水体 如公园 居住小区的景观湖泊
溶解氧浓度 一般可取
充氧时间τ根据下式确定
Κ τ
. C
中图分类号 文献标识码 文章编号
O M
工程中需要注意的环节 并提出了充氧设备选型的一般步骤和方法∀
式中 Λ 水体改善后的ΒΟ∆ 浓度
如果水体污染严重 长期处于黑臭状态 则在计
算需氧量时还需考虑无机还原物质 如 和底泥耗氧作用的影响∀
耗氧特性曲线法
在缺乏水质模型和污染源资料不全的情况下
可利用实验室试验确定设计水体的耗氧特性曲线 根据设计目标和各阶段耗氧量可以对总需氧量和各
曝气点的充氧量进行估算∀这种方法适用于没有外界输入污染负荷条件下的湖泊 水库等静止水体∀如将河道分段并对各河段水体分别进行试验 以相应的耗氧曲线 或相应的耗氧动力学模型 来计算需
那么也可用于河流等流动水体∀这种方法比氧量
较简单 计算结果令人满意 但工作量大 而且试验结果只能反映当前水体的耗氧状况∀ 充氧量的计算
水体的需氧量并不等于设备的充氧量∀充氧设备标称的充氧动力效率均是通过清水试验获得的∀在标准条件下 水温为 ε 气压为 ≅
单位时间内转移到脱氧清水中的溶解氧量为
Ρ ΚΛα Χσ ς
Χσ 水温为 ε时的饱和溶解氧浓
在实际应用中 Ρ值可取 节计算出的需氧量的 ∗ 倍∀
设备容量的确定
机械曝气
机械曝气设备的主要技术参数是动力效率 以 计 ∀根据 节计算得到的氧转移速率Ρ 与设备的动力效率即可确定设备总功率与数量∀
需要注意的是 充氧动力效率与水深有关∀设备标称的充氧动力效率是在固定水深 一般为
而污染水体中设备安装的深度往往小于 测得的
因此在计算时使用的充氧设备动力效率应此水深
当根据实际水深做适当调整∀
鼓风曝气当污染水体采用鼓风曝气 氧源为空气 的方式
设备容量 主要指风机的功率和数量 进行充氧时
的计算可参考污水处理工程设计手册的相关内容∀如采用的氧源是液态纯氧 设备容量 如纯氧的使用量 也可用类似的方法进行计算确定 此时曝气器一般采用氧利用率较高的微孔扩散装置∀
式中 ΚΛα 水温为 ε时的氧总转移系数
ς 水体的容积 ∀
W W
与清水不同 污染水体中含有大量的杂质 这些
还会影响杂质不仅直接影响氧的总转移系数ΚΛα
水体的饱和溶解氧Χ因此 充氧设备在污染水体σ
在设备选型计中的氧转移速率与清水有很大不同
算充氧量时需进行适当的校正∀一般引入系数Α校
引入系数Β校正杂质对正水中杂质对ΚΛα的影响
Χσ的影响∀在污染水体条件下单位时间内转移到
. Z
W
网
Χ Τ ς Ρ ΑΚΛα Β Θσ Τ Χ
龙
水体的溶解氧量为
式中 Ρ 单位时间转移到实际水体中的溶解氧
量 在此处即为需氧量
Θ 压力修正系数 Τ 设计水温 ε
Χ 水体中实际溶解氧浓度
筑
Α Β值可通过污水 清水的充氧试验予以确定∀
对于城市生活污水而言 Α Β值分别在 ∗
和 ∗ 之间 ∀通常河流水体的污染程度低于城市生活污水 因此其Α Β值可参照上限取值∀将式 代入式 并整理后得
Ρ
ΡΧΑ Β Θ Χ Τ σ Τ Χ
H U
度
L O
系统∀
充氧设备类型
鼓风机 微孔布气管曝气系统
应用于城市生活污水与工业废水的好氧生化处理工
艺中 如活性污泥法的供氧系统等 ∀近年来氧转移效率较高的微孔布气管被广泛应用 使该供氧方法的充氧效率得到较大提高∀根据一些国外公司的产
微孔管的氧转移效率可达 ∗ 水品介绍
深为 ∀
该系统的主要缺点是 安置在河底的布气管对航运有一定影响 尤其是在低潮位时 布气管安装工
水平定位施工精度要求较高 布气管损坏程量较大
潮汐河流水位变化较大 选择鼓风机后维修较困难
须满足高水位时的风压 导致在低水位曝气时动力效率较低 鼓风机房占地面积较大 考虑到市区内征其投资较大 鼓风机运行噪声较大 地和拆迁的费用
可能对沿岸居民生活带来影响 为了降低噪声的影
风机房须设置在地下 从而增加了投资费用∀鼓响
风机 微孔布气管曝气系统宜用于郊区不通航河道∀
N G
充氧设备的选型
水体充氧设备可分为纯氧曝气系统和空气曝气
由鼓风机和布气管组成的鼓风曝气系统被广泛
. C
O M
工程实例 上海市徐汇区上澳塘河道曝气系统∀
纯氧 微孔管曝气系统
离心轮三者组成的复叶式结构 通过复叶在泵体内的高速旋转 在叶背 叶前中心区产生较强的负压 从而将空气通过主导气管和辅助导气管吸入 同时在螺旋桨进水的环形面上形成高速螺旋状运动的
产生局部高压 将气和水充分混合和乳化∀气 水
水乳化液通过导流器以 β方向辐射至水体∀叶轮推动吸气曝气器的优点是 安装方便 只需将装上浮筒的设备安置在水面上用缆绳加以固定安装工程量小 并可根据需要随时加以或锚固即可
调整 位置 台数等 方便灵活 由于设备漂浮在
受水位影响较小 设备安装在河道内 除了水面
是 叶轮易被堵塞缠绕 可以通过在设备上安装防护网来克服 复叶推流式曝气器由于进水口与出水使用该类设备易将底泥搅起 ∀ 影响航运∀ 运行时可能会在水面上形成一些泡沫 影响环境美观∀工程实例 韩国 江河口釜山港湾曝气系统 北京清河河道曝气复氧工程∀
水下射流曝气设备的工作原理是用潜水泵将水
纯氧 微孔布气设备曝气系统由氧源和微孔布气管组成∀系统的氧源可采用液氧 或利用制氧设备 制氧∀以液氧为氧源的曝气系统占地
可露天放置 不需建造专门的构筑物 只面积很小
要安放在河岸边绿化地带中即可∀该系统无动力装置 省却了供电 电控设备和电力增容费 系统运行可靠 无噪音∀德国 公司的曝气系统采用一
种特殊的大阻力橡胶微孔布气管 其微气泡直径约氧转移效率为 水深 以 曝气为
垫 的形式置于河床上∀这种曝气垫强度高 在河道中安装方便 而且不易堵塞∀在水深较深 的河流中该系统的充氧效率可达 左右∀
工程实例 德国 河液氧 微孔布气设备曝气系统∀
纯氧 混流增氧系统
河水经水泵抽吸加压后 制氧∀工作原理为
将氧气或液氧注入设置在增压管上的文氏管 利用经过特制的喷射器进入水体∀该类系统的溶氧效率
文氏管将气泡粉碎和溶解 氧气 水的富氧混合液较高 在 水深时即可达到 左右∀纯氧
混流增氧系统可用于固定式充氧站 亦可用于移动式水上充氧平台∀用于固定式充氧站的纯氧 混流
W
W W
增氧系统喷射器可安置在河床边近岸处 对航运的
工程实例 英国 河 艘曝气船 氧源为 澳大利亚 曝气船
氧源为 苏州河曝气船 制 氧∀
叶轮吸气推流式曝气器
龙
影响较小∀
网
筑
德国 制氧 河曝气船
. Z
叶轮吸气推流式曝气器是河道 湖泊人工充氧中较广泛使用的充氧设备之一∀该类设备一般由电动机 传动轴 进气通道与叶轮等部件组成 可分为轴向流液下曝气器与复叶推流式曝气器∀轴向流液下曝气器的工作原理是通过在水下高速旋转的叶轮在进气通道中形成负压 空气通过进气孔进入水中 叶轮形成的水平流将空气转化为细微 均匀的气泡∀复叶推流式曝气器采用了螺旋桨和叶背 叶前两个
H U
纯氧 混流增氧系统是由氧源 水泵 混流器和喷射器组成∀氧源可采用液氧或利用制氧设备
L O
水下射流曝气设备
吸入增压从泵体高速推出后 利用设置在出水导管
上的水射器将空气吸入 气 水混合液经水力混合切割后进入水体∀水下射流曝气设备安装较方便
基本不占地 运行噪音较叶轮吸气推流曝气器小∀水下射流曝气器的充氧动力效率一般为 ∗ ∀如果水泵被堵塞或出现其他故障时 须将设备吊出水面进行维修 与叶轮推动吸气曝气器相比维修较麻烦∀
叶轮式增氧机
污水处理的表曝机作用相似∀设备的充氧动力效率一般可达 较高 ∀该设备安装方便 基本不占地 尤其适用于水深较浅的水体∀但运行时会产生一定的噪声 ∗ 且外观不太美 观∀
充氧设备的选择
根据污染水体水质改善的要求 如消除黑臭 改善水质 恢复生态等 外部条件 包括水深 流速 河道断面形状 周边环境条件等 水体功能 如航运功能 景观功能等 污染源特征 如长期污染负荷 冲击污染负荷等 的不同 污染水体曝气复氧工程中充
N G
口距离较远 不易被堵塞缠绕 在水深较浅的河流中
其增氧原理和叶轮式增氧机多用于渔业水体
. C
O M
电控设备外 基本不占地 维修简单方便∀其缺点
氧设备的应用一般有如下两种形式 固定式充氧站和移动式充氧平台∀
搭载充氧设备的移动式水上平台机动灵活 可以对河道 湖泊的局部的突发性污染在较短的时间内进行干预 但单位充氧量的建设成本和运行成本较高∀移动式水上充氧平台可以具有动力推进装置 亦可借助其他船只将平台移往需要充氧的水域进行短时期的定点工作∀根据国外的成功经验 对付河道突发性污染宜采用具有动力推进装置的充氧平台 曝气船∀充氧能力为 大型曝气 的中
船一般采用纯氧作为氧源∀
曝气船是一种移动式的水上充氧平台 选择曝气船充氧设备时应同时考虑到充氧效率 工程河道情况 曝气船的航运及操作性能等因素∀由于曝气依靠布气管的充氧技术显然是不船在河道中移动
合适的∀叶轮吸气推流曝气器可用于曝气船 如兼顾推进与充氧两个功能 多功能曝气船 但充氧能力有限∀考虑到充氧设备与船舶结合的可纯氧 混流增氧系统是较合能性 充氧效率等因素
适的曝气船充氧装置∀目前国外的曝气船以纯氧 混流增氧系统占主导地位∀
应结合工程河流的水文 使用功能等特点确定∀
需要指出的是 在应用曝气复氧技术治理水体必须重视工程的环境经济效益评价 即合理污染时
设定水质改善的目标 以恰当地选择充氧设备∀如景观水体的治理 在没有外界污染源进入的条件下可以分阶段制定水体改善的目标 然后根据每一阶段的水质目标确定所需的充氧设备的能力和数量 而不必一次性备足充氧能力 以免造成资金 物力 人力上的浪费∀
结语
充氧设备的选型是污染水体曝气复氧工程顺利
首先必须实施的重要环节∀要正确选择充氧设备
然后综合考虑水质对设备充氧效率的影响 正确估确定适当的设备形式 或组合 ∀
. Z
和运行成本较低 缺点是对排放时间 地点与排放水定污染源的河流∀固定式充氧站宜设置在主要污染模型计算结果确定∀固定式充氧站的充氧设备选择
W W
固定式充氧站的优点是单位充氧量的建设成本
W
质均不确定的污染源的反应能力弱 适合于具有固
网
源下游附近处 其充氧能力以及相互之间间距应以
H U
L O
参考文献
张明旭 河道曝气技术在河流污染治理中的 孙从军
环境保护 应用
中国给水排水 需氧量计算 版社 电话
Ε αιλ
张明旭 组合推流反应器模型用于河道曝气 孙从军
北京 中国建筑工业出 张自杰 排水工程 下册
N G
算设备的充氧能力 进而根据现场条件和设备特点
收稿日期
. C
根据水体特征和水质改善的目标计算水体需氧量
O M
中国给水排水
水体曝气复氧工程充氧量计算与设备选型
王瑟澜 孙从军 张明旭
上海市苏州河综合整治建设有限公司 上海 上海市环境科学研究院
上海
充氧量的确定和充氧设备的选择等方面阐述了污染水体曝气复氧 摘 要 从需氧量的计算
关键词 污染水体 曝气复氧 充氧设备
个反应器 河段 即可∀
箱式模型
高效 简便易行的污染水体治理技术 它既可以速
有效去除水体中的致黑致臭物质 改善水质 又可以提高水体中的溶解氧含量 强化水体的自净功能 促进水体生态系统的恢复∀
要进行污染水体曝气复氧工程的设备选型 首氧效率确定供氧量∀
水体需氧量的计算
W W
进而根据设备的充先必须确定河道水体的需氧量
. Z
充氧量的计算
H U
L O
或池塘 由于其面积较小 水深较浅 且外界输入污式模型∀为方便起见 只考虑有机物生化降解与大则 气复氧作用
Ο Λ Κ τ Χσ Χ
Κ τ Χ ς
染负荷一般较小 因此可以采用基于一级反应的箱
污染水体的需氧量主要取决于
网
W
式中 Ο 水体的需氧量
ς 水体的体积
τ 充氧时间
Χ 水体的溶解氧浓度 Λ 水体初始的ΒΟ∆ 浓度 Κ ΒΟ∆ 生化反应速率常数 Χ σ 水体的饱和溶解氧 Κ 水体的复氧速率常数
Χ 维护水体好氧微生物生命活动的最低
按水流状态分为静止水体 如湖 水体的类型
即设计水质 所要达到的预定目标 即改善后水体法的不同∀
组合式推流反应器模型
上海市环对于河流等流动水体需氧量的计算
境科学研究院曾在苏州河曝气复氧工程方案研究中建立了一种简便的组合式推流反应器模型 ∀该模型是将河流近似地看作多个推流式反应器 河段 的串联组合 在充分利用河道现有水质 水力资料的基对相关边界条件作了合理简化和假设后 综合础上
考虑了还原物质耗氧 有机物耗氧 硝化耗氧 底泥耗氧等耗氧作用和大气复氧 藻类光合作用复氧等复氧作用而建立起来的∀该模型是一种近似的计算要提高其计算精度 只需将河道分成尽可能多方法
筑
的水质∀其中水体类型的不同决定了需氧量计算方
龙
泊 水库 和流动水体 如河流 水体目前的水质
Λ Λ
N G
曝气复氧技术是一种快 国内外的实践证明
对小型静止水体 如公园 居住小区的景观湖泊
溶解氧浓度 一般可取
充氧时间τ根据下式确定
Κ τ
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中图分类号 文献标识码 文章编号
O M
工程中需要注意的环节 并提出了充氧设备选型的一般步骤和方法∀
式中 Λ 水体改善后的ΒΟ∆ 浓度
如果水体污染严重 长期处于黑臭状态 则在计
算需氧量时还需考虑无机还原物质 如 和底泥耗氧作用的影响∀
耗氧特性曲线法
在缺乏水质模型和污染源资料不全的情况下
可利用实验室试验确定设计水体的耗氧特性曲线 根据设计目标和各阶段耗氧量可以对总需氧量和各
曝气点的充氧量进行估算∀这种方法适用于没有外界输入污染负荷条件下的湖泊 水库等静止水体∀如将河道分段并对各河段水体分别进行试验 以相应的耗氧曲线 或相应的耗氧动力学模型 来计算需
那么也可用于河流等流动水体∀这种方法比氧量
较简单 计算结果令人满意 但工作量大 而且试验结果只能反映当前水体的耗氧状况∀ 充氧量的计算
水体的需氧量并不等于设备的充氧量∀充氧设备标称的充氧动力效率均是通过清水试验获得的∀在标准条件下 水温为 ε 气压为 ≅
单位时间内转移到脱氧清水中的溶解氧量为
Ρ ΚΛα Χσ ς
Χσ 水温为 ε时的饱和溶解氧浓
在实际应用中 Ρ值可取 节计算出的需氧量的 ∗ 倍∀
设备容量的确定
机械曝气
机械曝气设备的主要技术参数是动力效率 以 计 ∀根据 节计算得到的氧转移速率Ρ 与设备的动力效率即可确定设备总功率与数量∀
需要注意的是 充氧动力效率与水深有关∀设备标称的充氧动力效率是在固定水深 一般为
而污染水体中设备安装的深度往往小于 测得的
因此在计算时使用的充氧设备动力效率应此水深
当根据实际水深做适当调整∀
鼓风曝气当污染水体采用鼓风曝气 氧源为空气 的方式
设备容量 主要指风机的功率和数量 进行充氧时
的计算可参考污水处理工程设计手册的相关内容∀如采用的氧源是液态纯氧 设备容量 如纯氧的使用量 也可用类似的方法进行计算确定 此时曝气器一般采用氧利用率较高的微孔扩散装置∀
式中 ΚΛα 水温为 ε时的氧总转移系数
ς 水体的容积 ∀
W W
与清水不同 污染水体中含有大量的杂质 这些
还会影响杂质不仅直接影响氧的总转移系数ΚΛα
水体的饱和溶解氧Χ因此 充氧设备在污染水体σ
在设备选型计中的氧转移速率与清水有很大不同
算充氧量时需进行适当的校正∀一般引入系数Α校
引入系数Β校正杂质对正水中杂质对ΚΛα的影响
Χσ的影响∀在污染水体条件下单位时间内转移到
. Z
W
网
Χ Τ ς Ρ ΑΚΛα Β Θσ Τ Χ
龙
水体的溶解氧量为
式中 Ρ 单位时间转移到实际水体中的溶解氧
量 在此处即为需氧量
Θ 压力修正系数 Τ 设计水温 ε
Χ 水体中实际溶解氧浓度
筑
Α Β值可通过污水 清水的充氧试验予以确定∀
对于城市生活污水而言 Α Β值分别在 ∗
和 ∗ 之间 ∀通常河流水体的污染程度低于城市生活污水 因此其Α Β值可参照上限取值∀将式 代入式 并整理后得
Ρ
ΡΧΑ Β Θ Χ Τ σ Τ Χ
H U
度
L O
系统∀
充氧设备类型
鼓风机 微孔布气管曝气系统
应用于城市生活污水与工业废水的好氧生化处理工
艺中 如活性污泥法的供氧系统等 ∀近年来氧转移效率较高的微孔布气管被广泛应用 使该供氧方法的充氧效率得到较大提高∀根据一些国外公司的产
微孔管的氧转移效率可达 ∗ 水品介绍
深为 ∀
该系统的主要缺点是 安置在河底的布气管对航运有一定影响 尤其是在低潮位时 布气管安装工
水平定位施工精度要求较高 布气管损坏程量较大
潮汐河流水位变化较大 选择鼓风机后维修较困难
须满足高水位时的风压 导致在低水位曝气时动力效率较低 鼓风机房占地面积较大 考虑到市区内征其投资较大 鼓风机运行噪声较大 地和拆迁的费用
可能对沿岸居民生活带来影响 为了降低噪声的影
风机房须设置在地下 从而增加了投资费用∀鼓响
风机 微孔布气管曝气系统宜用于郊区不通航河道∀
N G
充氧设备的选型
水体充氧设备可分为纯氧曝气系统和空气曝气
由鼓风机和布气管组成的鼓风曝气系统被广泛
. C
O M
工程实例 上海市徐汇区上澳塘河道曝气系统∀
纯氧 微孔管曝气系统
离心轮三者组成的复叶式结构 通过复叶在泵体内的高速旋转 在叶背 叶前中心区产生较强的负压 从而将空气通过主导气管和辅助导气管吸入 同时在螺旋桨进水的环形面上形成高速螺旋状运动的
产生局部高压 将气和水充分混合和乳化∀气 水
水乳化液通过导流器以 β方向辐射至水体∀叶轮推动吸气曝气器的优点是 安装方便 只需将装上浮筒的设备安置在水面上用缆绳加以固定安装工程量小 并可根据需要随时加以或锚固即可
调整 位置 台数等 方便灵活 由于设备漂浮在
受水位影响较小 设备安装在河道内 除了水面
是 叶轮易被堵塞缠绕 可以通过在设备上安装防护网来克服 复叶推流式曝气器由于进水口与出水使用该类设备易将底泥搅起 ∀ 影响航运∀ 运行时可能会在水面上形成一些泡沫 影响环境美观∀工程实例 韩国 江河口釜山港湾曝气系统 北京清河河道曝气复氧工程∀
水下射流曝气设备的工作原理是用潜水泵将水
纯氧 微孔布气设备曝气系统由氧源和微孔布气管组成∀系统的氧源可采用液氧 或利用制氧设备 制氧∀以液氧为氧源的曝气系统占地
可露天放置 不需建造专门的构筑物 只面积很小
要安放在河岸边绿化地带中即可∀该系统无动力装置 省却了供电 电控设备和电力增容费 系统运行可靠 无噪音∀德国 公司的曝气系统采用一
种特殊的大阻力橡胶微孔布气管 其微气泡直径约氧转移效率为 水深 以 曝气为
垫 的形式置于河床上∀这种曝气垫强度高 在河道中安装方便 而且不易堵塞∀在水深较深 的河流中该系统的充氧效率可达 左右∀
工程实例 德国 河液氧 微孔布气设备曝气系统∀
纯氧 混流增氧系统
河水经水泵抽吸加压后 制氧∀工作原理为
将氧气或液氧注入设置在增压管上的文氏管 利用经过特制的喷射器进入水体∀该类系统的溶氧效率
文氏管将气泡粉碎和溶解 氧气 水的富氧混合液较高 在 水深时即可达到 左右∀纯氧
混流增氧系统可用于固定式充氧站 亦可用于移动式水上充氧平台∀用于固定式充氧站的纯氧 混流
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增氧系统喷射器可安置在河床边近岸处 对航运的
工程实例 英国 河 艘曝气船 氧源为 澳大利亚 曝气船
氧源为 苏州河曝气船 制 氧∀
叶轮吸气推流式曝气器
龙
影响较小∀
网
筑
德国 制氧 河曝气船
. Z
叶轮吸气推流式曝气器是河道 湖泊人工充氧中较广泛使用的充氧设备之一∀该类设备一般由电动机 传动轴 进气通道与叶轮等部件组成 可分为轴向流液下曝气器与复叶推流式曝气器∀轴向流液下曝气器的工作原理是通过在水下高速旋转的叶轮在进气通道中形成负压 空气通过进气孔进入水中 叶轮形成的水平流将空气转化为细微 均匀的气泡∀复叶推流式曝气器采用了螺旋桨和叶背 叶前两个
H U
纯氧 混流增氧系统是由氧源 水泵 混流器和喷射器组成∀氧源可采用液氧或利用制氧设备
L O
水下射流曝气设备
吸入增压从泵体高速推出后 利用设置在出水导管
上的水射器将空气吸入 气 水混合液经水力混合切割后进入水体∀水下射流曝气设备安装较方便
基本不占地 运行噪音较叶轮吸气推流曝气器小∀水下射流曝气器的充氧动力效率一般为 ∗ ∀如果水泵被堵塞或出现其他故障时 须将设备吊出水面进行维修 与叶轮推动吸气曝气器相比维修较麻烦∀
叶轮式增氧机
污水处理的表曝机作用相似∀设备的充氧动力效率一般可达 较高 ∀该设备安装方便 基本不占地 尤其适用于水深较浅的水体∀但运行时会产生一定的噪声 ∗ 且外观不太美 观∀
充氧设备的选择
根据污染水体水质改善的要求 如消除黑臭 改善水质 恢复生态等 外部条件 包括水深 流速 河道断面形状 周边环境条件等 水体功能 如航运功能 景观功能等 污染源特征 如长期污染负荷 冲击污染负荷等 的不同 污染水体曝气复氧工程中充
N G
口距离较远 不易被堵塞缠绕 在水深较浅的河流中
其增氧原理和叶轮式增氧机多用于渔业水体
. C
O M
电控设备外 基本不占地 维修简单方便∀其缺点
氧设备的应用一般有如下两种形式 固定式充氧站和移动式充氧平台∀
搭载充氧设备的移动式水上平台机动灵活 可以对河道 湖泊的局部的突发性污染在较短的时间内进行干预 但单位充氧量的建设成本和运行成本较高∀移动式水上充氧平台可以具有动力推进装置 亦可借助其他船只将平台移往需要充氧的水域进行短时期的定点工作∀根据国外的成功经验 对付河道突发性污染宜采用具有动力推进装置的充氧平台 曝气船∀充氧能力为 大型曝气 的中
船一般采用纯氧作为氧源∀
曝气船是一种移动式的水上充氧平台 选择曝气船充氧设备时应同时考虑到充氧效率 工程河道情况 曝气船的航运及操作性能等因素∀由于曝气依靠布气管的充氧技术显然是不船在河道中移动
合适的∀叶轮吸气推流曝气器可用于曝气船 如兼顾推进与充氧两个功能 多功能曝气船 但充氧能力有限∀考虑到充氧设备与船舶结合的可纯氧 混流增氧系统是较合能性 充氧效率等因素
适的曝气船充氧装置∀目前国外的曝气船以纯氧 混流增氧系统占主导地位∀
应结合工程河流的水文 使用功能等特点确定∀
需要指出的是 在应用曝气复氧技术治理水体必须重视工程的环境经济效益评价 即合理污染时
设定水质改善的目标 以恰当地选择充氧设备∀如景观水体的治理 在没有外界污染源进入的条件下可以分阶段制定水体改善的目标 然后根据每一阶段的水质目标确定所需的充氧设备的能力和数量 而不必一次性备足充氧能力 以免造成资金 物力 人力上的浪费∀
结语
充氧设备的选型是污染水体曝气复氧工程顺利
首先必须实施的重要环节∀要正确选择充氧设备
然后综合考虑水质对设备充氧效率的影响 正确估确定适当的设备形式 或组合 ∀
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和运行成本较低 缺点是对排放时间 地点与排放水定污染源的河流∀固定式充氧站宜设置在主要污染模型计算结果确定∀固定式充氧站的充氧设备选择
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固定式充氧站的优点是单位充氧量的建设成本
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质均不确定的污染源的反应能力弱 适合于具有固
网
源下游附近处 其充氧能力以及相互之间间距应以
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参考文献
张明旭 河道曝气技术在河流污染治理中的 孙从军
环境保护 应用
中国给水排水 需氧量计算 版社 电话
Ε αιλ
张明旭 组合推流反应器模型用于河道曝气 孙从军
北京 中国建筑工业出 张自杰 排水工程 下册
N G
算设备的充氧能力 进而根据现场条件和设备特点
收稿日期
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根据水体特征和水质改善的目标计算水体需氧量
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