废水生化处理中,接触好氧段是其中最重要的阶段,其中,好氧菌是这个阶段里面的“主角”,好氧菌利用水中的溶解氧,通过呼吸作用和硝化作用,将经过水解的有机物进一步分解,生成无机物以及气体,减少有机污染物成分。
好氧菌以废水中的活性污泥作为生存场所,通过利用废水中的溶解氧存活,因此,溶解氧决定了好氧菌的多少,活性污泥的浓度即反映了好氧菌存活量,即,溶解氧浓度大小间接影响活性污泥浓度,从而反映生化池对有机污染物的处理效率。
图1 接触好氧池曝气示意图
溶解氧作为好氧菌赖以生存的“原料”之一,现阶段,大部分生化池的溶解氧来源于曝气,如图1,接触氧化池通过鼓风机运行鼓风曝气,将空气打入废水中,使废水中的溶解氧浓度升高,保证曝气池的好氧菌存货量。
那么,生化池的曝气量该如何计算?经过我们技术员查阅资料,曝气量可通过下述方法进行测算,作为曝气机/鼓风机选型的参考数据。
以下面的排放废水参数作为源数据,通过各种方法举例计算:
水量:46t/,h COD:1200mg/L ,按 BOD=0.5×COD=600mg/L 计
方法一:按气水比计算
(1)接触氧化池 15:1,则空气量为:15×46=690m3/h
(2)活性污泥池 10:1,则空气量为:10×46=460m3/h
(3)调节池 5:1,则空气量为:5×46=230m3/h
合计空气量为:690+460+230=1380m3/h=23m3/min
方法二:按去除 1 公斤 BOD 需 1.5公斤 O 2 计算
每小时 BOD 去除量为 0.6kg/m3×1100m3/d÷24=27.5kgBOD/h
需氧气:27.5×1.5=41.25kgO2;空气中氧的重量为:0.233kg O2/kg空气,则需空气量为:41.25 kgO2÷0.233 O2/kg空气=177.04 kg空气
空气的密度为 1.293 kg/m3
则空气体积为:177.04kg÷1.293 kg/m3=136.92 m3
微孔曝气头的氧利用率为 20% ;
则实际需空气量为:136.92 m3÷0.2=684.6m3=11.41m3/min
方法三:按单位池面积曝气强度计算
曝气强度一般为 10~20m3/m2·h(出自《接触氧化池设计规程》 ),取中间值, 曝气强度为 15m3/m2·h;
接触氧化池和活性污泥池面积共为:125.4m2
则空气量为:125.4×15=1881m3/h=31.35m3/min
调节池曝气强度为 3m3/m2·h,面积为 120m2
则空气量为 3×120=360m3/h=6m3/min
总共需要 37.35m3/min
方法四:按曝气头数量计算
根据停留时间算出池容,再计算出共需曝气头 350 只,需气量为 3m3/h·只,
则共需空气 350×3=1050m3/h=17.5m3/min
再加上调节池的需气量 6m3/min,
共需空气:23.5m3/min
图2 曝气盘
方法四只适用于核算,而不能作为计算需气量。
通过上述方法,如果考虑气水比(池容积负荷)和表面负荷来计算需气量均会导致计算值偏大,且表面负荷产生的偏差最大。
同时根据《室外排水设计规范》GB50014-2006中,第6.6条活性污泥法中,明确“生物反应池中的好氧区(池),采用鼓风曝气器时,处理每立方米污水的供气量不应小于3m3”。该条文也可作为我们核算生化池曝气量的重要参考数据。