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1、氧的传递与转移一、双膜理论与氧总转移系数（1）气、液两相接触的界面两侧存在着处于层流状态的气膜和液膜，在其外侧则分别为处于紊流状态的气相主体和液相主体。气体分子以分子扩散方式从气相主体通过气膜和液膜而进入液相主体。（2）气、液两相主体的物质浓度基本上是均匀的，不存在浓度差，也不存在传质阻力，气体向液相主体的传递，阻力仅存在于气、液两层膜中。（3）在气膜中存在氧的分压梯度，在液膜中存在氧的浓度梯度，它们是氧转移的推动力。（4）氧难溶于水，氧转移决定性的阻力集中在液膜上，因此，氧分子通过液膜是氧转移过程的控制步骤。P,C-T11K 二負：dCK（C -C）La IXV dt La sKLa小，则氧
2、转移过程中阻力大；KLa大，则氧转移过程中阻力小。1/KLa的单位为h,表示曝气池中溶解氧浓度从C提高到 Cs所需要的时间。KLa氧总转移系数是评价空气扩散装置的重要参数。二、提高氧转移效率的方法：（1）提高 KLa 值。要加强液相主体的紊流程度，降低液膜厚度，加速气、液面的更新，增大气、液接触面积等（气泡细小）。 什么是液膜呢?你一定知道肥皂泡沫吧，它就是最常见的液膜，它的分子一端亲水，一端亲油，在水中遇到油，亲油的一端向油，亲水的 一端向外，就成为包围着油的泡沫。这种液膜不稳定，一吹就破。（2）提高 Cs 值。可提高气相中的氧分压，如采用纯氧曝气或高压下曝气如深井曝气等。三、影响氧转移的因
3、素（1）污水性质污水中存在着溶解性有机物，特别是表面活性物质，如短链脂肪酸和乙醇，是一种两亲分子，极性端亲水羧基COOH 或羟基一0H 插入液相，而非极性端疏水的碳基链则伸入气相中。由于两亲分子聚集在气液界面上，阻碍氧分子的扩散转移，增加了氧转移过程的阻 力一KLa 引入一个小于1的因子a来修正表面活性物质对KLa的影响a =KLa（污水）/KLa（清水）KLa（污水）=a *KLa（清水）（2）污水中含有盐类，因此，氧在水中的饱和度也受水质的影响。引入小于1的系数0因子来修正。P =Cs（污水）/Cs（清水）Cs（污水）=0 *Cs（清水）（ 3）水温水温降低有利于氧的转移。30-35C的盛
4、夏情况不利。KLa（T）=KLa（20）*1.024（ T-20）（3）氧分压Cs 值受氧分压或气压的影响。气压降低 ，Cs 降低，反之则提高。在当地气压不是一个标 准大气压时，C值应乘以如下修正系数：p =所在地区实际压力（Pa）/101325（Pa） 主要影响因素：气相中氧分压梯度、液相中氧浓度梯度、气液之间的接触面积（气泡大小） 和接触时间、水温、污水性质、水流的紊流程度。对于鼓风曝气池：Csb=Cs (Qt/42+Pb/202600)Pb=101300+1000*10*H (Pa)Qt:气泡从曝气池溢出时的百分数Qt=气泡内氧量/气泡内空气量=21* (l-Ea)/(79+21*(l-
5、Ea)Ea :扩散装置(扩散器)的利用效率，一般为6-12%Ea=M转移量Ro/供氧量S *100%四、需氧量与供氧量计算曝气池总氧量R=V*dc/ dt= V*a *Kla (20)*1.024(T-20)*(p p(Csb(T)-C)曝气设备在标准条件下(latm,水温20C、脱氧清水)脱氧清水中氧总转移量R的计算， 在标准条件下a =1, B =1, p =1, C=0在标准条件下曝气设备的供氧量：R=K *C *V0La(20)sb(20)R=RC/a *1.024 (T-20) *(0 p(C -C)0sb(20)sb(T)一般 R/R=1.33-1.610曝气池混合液总氧量为R,标
6、准条件下供氧量为R0,设备厂家是在标准条件下测试得出 曝气设备性能参数。总供气量 G =R /0.21/1.43/Ea(m3/h)s01.43氧的容重, kg/m3五、机械曝气条件下充氧量Q =R = 0.379*v 2.8*Di.88*Kos 01Q :泵型叶轮在标准条件下充氧量(kg/h)v叶轮线速度，m/s K1：池型修正系数osv =n *D*n/60(m/s) n:叶轮转速，(转/分)D：叶轮直径，m例题(仅共参考)：生化系统进水水质表如下所示：进水量为300m3/d,计算所需氧含量项目bodNH -N3进水80001500出水1010生化系统有关计算有关参数计算(1) 污泥负荷：0
7、.05-0.15kgCOD/m3*d,选取 0.10(2) 污泥浓度：15-20g/L,选取10g/L(3) 反硝化池容积与硝化池容积比例一般为1： 3(4) 污泥增长系数:0.49-0.73,选取0.50(5) 污泥自身氧化率：0.07-0.075,选取0.07(7) UF系统：进水100m3，产水20m3,UF系统回流量为70m3/h,至污泥浓缩池流量为10m3/h，每天运行10h计算曝气池有效容积(m3)(8000-10)*300*1000/1000000/0.10/10=2397，选取 2400活性污泥产生量为(kg/d)(剩余污泥量)0.5* (8000-10) *300/1000-
8、0.07*10*2400/1000=1196污泥龄(d)2400*10/(12.5*10*10)=19.2d，典型范围为 20-50d,通常为取小泥龄的几倍甚至几十倍。曝气量kgO2/h碳化需氧量：1.47* (8000-10) *300/1000=3523 氨化需氧量：4.6*(1500-10)*300/1000=2056 总需氧量：(3523+2056)/24=232标准需氧量计算Nm3/min(设计水温35C)(1) 水温20C时，溶解氧饱和度9.08mg/L；(2) 水温35C时，溶解氧饱和度6.95mg/L;(3) 好氧池中溶解氧浓度为2mg/L；(4) 污水传氧速率与清水传氧速率之
9、比，取a =0.82；(5) 污水中饱和溶解氧与清水中溶解氧之比，取B =0.95；(6) 本工程所在大气压力为101325pa;取卩=1(7) 曝气装置安装高度为5.0m，曝气装置出口绝对压力 为：101325+1000*9.8*5.0=150325Pa(8) 空气扩散装置氧的转移效率，设为35%；空气离开好 氧反应池时氧的百分比为：21* (1-0.35) /(79+21*(1-0.35)=14.73%(9) 好氧反应池中平均溶解氧饱和浓度，mg/L6.95*(150325/202650+14.73%*100/42)=7.59(10) 标准需氧量为：232*9.08/ 0.82*1.024 也)* (0.95*1* (7.59-2)=2106.56/ 1.17*6.00 =300R/R=300/232=1.290(11) Gs=300/0.21/1.43/0.35=2854Nnp/h=47.57Nm3/min
