Míniú Mionsonraithe ar Éileamh Ocsaigin agus Modhanna Ríomh Ráta Aeraithe i Umair Aeraithe

Sa phróiseas cóireála bitheolaíoch fuíolluisce, is é an umar aeraithe an croí-aonad imoibrithe. Is é an phríomhfheidhm atá aige ná ocsaigin a aistriú chuig an deoch mheasctha trí threalamh aeraithe chun freastal ar riachtanais meitibileacht mhiocróbach agus díghrádú truailleán. Tagraíonn éileamh ocsaigine (éileamh O₂) don ocsaigin iomlán a theastaíonn ó mhiocrorgánaigh chun ábhar orgánach a dhíghrádú agus nítrigin amóinia a ocsaídiú, agus is é an ráta aeraithe aschur iarbhír an trealaimh aeraithe a ríomhtar bunaithe ar éileamh ocsaigine agus paraiméadair ar nós éifeachtúlacht aistrithe ocsaigine. Ní hamháin go gcinntíonn ríomh cruinn éileamh ocsaigine agus ráta aeraithe éifeachtacht cóireála fuíolluisce ach freisin go n-uasmhéadaíonn sé tomhaltas fuinnimh agus laghdaítear costais oibriúcháin. Miondealóidh an t-alt seo an loighic ríomha, na croí-fhoirmlí, agus na príomhfhachtóirí tionchair den dá pharaiméadar seo go mion, ag soláthar tagartha do dhearadh innealtóireachta agus coigeartuithe oibriúcháin.

Tá ríomh éileamh ocsaigine bunaithe ar imoibrithe meitibileach mhiocróbacha, a chuimsíonn éileamh ocsaigine carbónúcháin (díghrádú ábhar orgánach) agus éileamh ocsaigine nítriúcháin (ocsaídiú nítrigine amóinia). Éilíonn sé freisin an ocsaigin a chaitear trí mhaolú riospráid ingenous agus an ocsaigin a iompraítear trí ocsaigin thuaslagtha san eisilteach a asbhaint, rud a thugann an t-éileamh iomlán ocsaigine a theastaíonn.

1. Bunús agus Foirmle Ríomh Lárnach

Tá ríomh an éilimh ar ocsaigin (OD) bunaithe ar pharaiméadair ríthábhachtacha amhail cáilíocht an uisce insilteach (BOD₅, COD, NH₄⁺-N), éifeachtúlacht cóireála, agus tiúchan sloda. Is é seo a leanas an fhoirmle lárnach:

Éileamh Iomlán ar Ocsaigin (O₂ₜₒₜₐₗ)=Carbónú Éileamh ar Ocsaigin (O₂₍ₙ₎) + Éileamh Ocsaigin Nítriúcháin (O₂₍ₙᵢₜ₎) - Respidid Ocsaigineach Nítriúcháin (O₂₍ₑₙₐₐ₎) - Ocsaigin a d’iompair DO san eisilteach (O₂₍ₒᵤₜ₎)

(1) Éileamh ocsaigine carbónúcháin (O₂₍ₙ₎)
Is é an t-éileamh ar ocsaigin carbónúcháin ná an méid ocsaigine a theastaíonn le haghaidh díghrádú miocróbach ar ábhar orgánach in-bhithmhillte. Agus BOD₅ á úsáid mar chroítháscaire, is í an fhoirmle ríofa ná:

O₂₍ₙ₎ = a' × Q × (Sᵢₙ - Sₒᵤₜ) - b' × V × X

Míniú ar pharaiméadair san fhoirmle:

1a': Comhéifeacht éilimh ar ocsaigin le haghaidh díghrádaithe ábhar orgánach (kg O₂/kg) BOD₅: Maidir le fuíolluisce tí traidisiúnta, glactar le' mar 0.42~0.53; le haghaidh fuíolluisce tionsclaíoch, is gá an luach a choigeartú de réir in-bhith-dhíghrádaithe (luach níos airde le haghaidh droch-bhith-dhíghrádaithe, luach níos ísle le haghaidh dea-bhith-dhíghrádaithe);

1Q: Toirt cóireála (m³ / d);

1Sᵢₙ,Sₒᵤₜ: Tiúchan BOD₅ insilteach agus eisiltigh (kg/m³, ie, g/L);

1b': Comhéifeacht tomhaltais ocsaigine riospráid inghineach sloda (kg O₂/(kg MLSS·d)), i gcás fuíolluisce tí, glactar le b' mar 0.10~0.15;

1V: Toirt éifeachtach umar aeraithe (m³);

1X: Tiúchan measctha de sholaid chrochta leachta san umar aeraithe (MLSS, kg/m³).

Nóta: Má úsáidtear COD mar tháscaire ríofa, is gá COD a thiontú go BOD₅ ar dtús (i gcás fuíolluisce tí traidisiúnta, BOD₅/COD≈0.5; i gcás fuíolluisce tionsclaíoch, is gá an tomhas iarbhír).

(2) Éileamh Ocsaigin Nítriúcháin (O₂₍ₙᵢₜ₎)

Má éilíonn an próiseas nítrigine (ocsaídiú nítrigine amóinia go níotráite níotráite), is gá an t-éileamh ar ocsaigin nítriúcháin a ríomh ar leithligh. Is í an fhoirmle:

O₂₍ₙᵢₜ₎=4.57 × Q × (NH₄⁺-Nᵢₙ - NH₄⁺-Nₒᵤₜ) - 0.12 × Q × (NO₃⁻{5} {6} NÍL-Nᵢₙ)

Míniú ar pharaiméadair san fhoirmle:

14.57: Comhéifeacht teoiriciúil éilimh ar ocsaigin le haghaidh ocsaídiúcháin nítrigine amóinia go níotráit níotráite (kg O₂/kg) NH₄⁺-N);

10.12: Comhéifeacht fhritháireamh tomhaltais ocsaigine maidir le dínitriú níotráite (is féidir neamhaird a dhéanamh air seo mura bhfuil dínitriú ann);

1NH₄⁺-Nᵢₙ, NH₄⁺-Nₒᵤₜ: Tiúchan nítrigine amóinia san insilteach agus san eisilteach (kg/m³);

1NO₃⁻-Nᵢₙ, NO₃⁻-Nₒᵤₜ: Tiúchan níotráite níotráite san eisilteach agus san eisilteach (kg/m³).

(3) Tomhaltas Ocsaigin ó Riospráid Inghineach agus Iompar Ocsaigin ag DO in Eisilteach
Léirítear an tomhaltas ocsaigine ó riospráid ingenous cheana féin san fhoirmle um éileamh ocsaigine carbónúcháin tríd an bparaiméadar agus ní gá é a ríomh arís; Is í an fhoirmle chun an t-iompar ocsaigine ag DO san eisilteach a ríomh ná:

O₂₍ₒᵤₜ₎=8.33 × Q × (DOₒᵤₜ - DOᵢₙ)

I gcás: Is é 8.33 an fachtóir tiontaithe dlús ocsaigine (kg O₂/(m³·mg/L)), DOᵢₙ agus DOₒᵤₜ na tiúchana ocsaigine tuaslagtha den insilteach agus eisilteach (mg/L), faoi seach. I gcásanna gnáth, is féidir neamhaird a dhéanamh ar an DO sa insilteach (a ghlacadh mar 0), agus tá an DO san eisilteach á rialú ag 2 ~ 3 mg/L.

2. Sampla de Ríomh Éileamh Ocsaigin (OD) Nuair a chuirtear san áireamh gléasra cóireála fuíolluisce tí a bhfuil toilleadh cóireála de Q=1000 m³/d aige, toirt éifeachtach umar aeraithe de V=300 m³, insilteach BOD₅=200 mg/L, eisilteach BOD₅=20 mg/L, MLSS {{5} influent NH₄⁺-N=30 mg/L, eisilteach NH₄⁺-N=1 mg/L, agus eisilteach NÁ=2 mg/L, tóg '= 0.5 agus b'=0.12.

(1) Éileamh ar ocsaigin carbónú: O₂₍ₙ₎=0.5 × 1000 × (0.2 - 0.02) - 0.12 × 300 × 3=90 - 108=-18 (Léiríonn luach diúltach go bhfuil éileamh ocsaigine riospráid endogenous níos mó ná éileamh ocsaigine carbónú, mar sin a chur orainn 0);

(2) Éileamh ocsaigine nítriúcháin: O₂₍ₙᵢₜ₎=4.57 × 1000 × (0.03 - 0.001)=4.57 × 29 ≈ 132.53 kg O₂/d;

(3) Ocsaigin arna iompar uaidh ag DO san eisilteach: O₂₍ₒᵤₜ₎=8.33 × 1000 × (2 - 0)=16.66 kg O₂/d;

(4) Éileamh Iomlán ar Ocsaigin: O₂ₜₒₜₐₗ=0 + 132.53 - 16.66≈115.87kg O₂/d.

Tagraíonn toirt aeraithe don mhéid aeir a chaithfidh an trealamh aeraithe a ionchur san umar aeraithe. Ní mór é a ríomh bunaithe ar an éileamh iomlán ocsaigine, in éineacht le paraiméadair mar éifeachtúlacht aistrithe ocsaigine agus ábhar ocsaigine aeir. Ní mór ceartúcháin maidir le haistriú ocsaigine de bharr fachtóirí cosúil le teocht an uisce agus brú aeir a mheas freisin.

1. Loighic agus Foirmle Ríomh Lárnach
Tá thart ar 21% (maischodán) san ábhar ocsaigine san aer. Tagraíonn éifeachtúlacht aistrithe ocsaigine (Eₚ) don chomhréir ocsaigine a aistrítear ón aer go dtí an deoch mheasctha. Ríomhtar an ráta aeraithe ag baint úsáide as an bhfoirmle seo a leanas:

Ráta Aeraithe Iarbhír (Gₛ)=Éileamh Iomlán ar Ocsaigin (O₂ₜₒₜₐₗ) / (Ábhar Aer-Ocsaigine × Éifeachtúlacht Aistrithe Ocsaigin × Fachtóir Ceartúcháin)

Foirmle um Dhianscaoileadh Sonrach:

Gₛ = O₂ₜₒₜₐₗ × 1000 / (0.21 × 1.205 × Eₚ × Kₜ × ... Kₚ)

Míniú ar pharaiméadair san fhoirmle:

10.21: Codán toirte ocsaigine san aer (%);

11.205: Dlús aeir (kg / m³, faoi choinníollacha caighdeánacha, 20 céim, 1 atm);

1Eₚ: Éifeachtacht aistrithe ocsaigine (%), athraíonn Eₚ go mór ag brath ar an trealamh aeraithe: aeraithe séidire (aerator micrea-mhiocróbach) Eₚ=15%~25%, aerú dromchla (aerator impeller) Eₚ=8% ~15%;

1Kₜ: Fachtóir ceartúcháin teocht an uisce, Kₜ=1.024^(T-20), áit a bhfuil T an teocht an uisce iarbhír san umar aeraithe (céim ). De réir mar a mhéadaíonn teocht an uisce, laghdaítear tuaslagthacht ocsaigine, agus méadaíonn Kₜ.

1Kₚ: Fachtóir ceartaithe brú gáis, Kₚ=P/1.013, áit arb é P an brú atmaisféarach áitiúil (atm). De réir mar a mhéadaíonn brú an atmaisféir, méadaítear tuaslagthacht ocsaigine, agus méadaíonn Kₚ.

11000: Fachtóir coinbhéartachta aonaid (athraíonn kg O₂ go g O₂).

2. Sampla de ríomh an ráta aeraithe (tar éis an t-éileamh ar ocsaigin thuas mar shampla) Agus éileamh iomlán ocsaigine san áireamh O₂ₜₒₜₐₗ=115.87kg O₂/d, ag baint úsáide as aerators micreaporous, Eₚ{=20%, teocht an uisce umar aeraithe T=25 céim , agus brú áitiúil atmaisféarach P.

(1) Ríomh an fachtóir ceartúcháin: Kₜ=1.024^(25-20)=1.024⁵≈1.127, Kₚ=1.0/1.013≈0.987;

(2) Ríomh an ráta aeraithe: Gₛ=115.87×1000/ (0.21×1.205×20%×1.127×0.987) ≈115870 / (0.21×1.205×0.2×1.127×0.987) ≈ 115.205 m³/d? Tá an ríomh anseo mícheart agus ba cheart é a cheartú mar seo a leanas:

Athríomh (aonaid comhsheasmhach): O₂ₜₒₜₐₗ=115.87 kg/d=115870 g/d;

Ainmneoir: 0.21 (codán toirte ocsaigine) × 1.205 (dlús aeir kg/m³) × Eₚ (20%=0.2) × Kₜ (1.127) × Kₚ (0.987)=0.21 × 1.205 × 0.2 × 1.198 × 0.2 × 1.127 × 0.0 ≈ 0.253, 0.253 × 0.2 ≈ 0.0506, 0.0506 × 1.127 ≈ 0.057, 0.057 × 0.987 ≈ 0.056 kg O₂/m³ Aer;

Mar sin, Gₛ=115.87 kg/d / 0.056 kg O₂/m³ air ≈ 2069 m³/d (thart ar 86.2 m³/h).

1. Fachtóirí Cáilíochta Uisce
Cinneann tiúchan ábhar orgánach insilteach (BOD₅, COD) agus nítrigin amóinia go díreach an t-éileamh ar ocsaigin: dá airde an tiúchan, is mó an t-éileamh ocsaigine, agus is gá an ráta aeraithe a mhéadú dá réir sin; má tá ábhar orgánach ath-chailitheach nó substaintí tocsaineacha ag fuíolluisce tionsclaíoch, cuirfidh sé bac ar ghníomhaíocht mhiocróbach, rud a éilíonn méadú cuí ar an ráta aeraithe (an tiúchan DO a mhéadú chun cosc ​​ar thocsaineacht a mhaolú).

2. Paraiméadair Oibriúcháin
Méadóidh tiúchan MLSS ró-ard tomhaltas ocsaigine riospráid endogenous agus laghdófar éifeachtúlacht aistrithe ocsaigine (méadú ar shlaodacht meisciúla measctha), a éilíonn cothromaíocht idir MLSS agus ráta aeraithe; Bíonn tionchar ag am coinneála sloda (SRT) ar éifeachtúlacht nítriúcháin, ní mór don phróiseas nítriúcháin SRT a rialú Níos mó ná nó cothrom le 10 lá (20 céim) agus go n-oireann sé don éileamh ocsaigine nítriúcháin leordhóthanach.

3. Fachtóirí Comhshaoil
Laghdaíonn teocht an uisce méadaithe tuaslagthacht ocsaigine agus laghdaítear éifeachtúlacht aistrithe ocsaigine, rud a éilíonn aerú méadaithe. Laghdaíonn brú aeir laghdaithe (m.sh., i limistéir ar airde) tuilleadh tuaslagthacht ocsaigine, rud a éilíonn aerú méadaithe mar chúiteamh. Bíonn tionchar ag pH an leachta mheasctha ar nítriú (pH optamach=7.5~8.5); Éilíonn pH neamhghnácha tosaíocht a thabhairt do choigeartuithe ar cháilíocht an uisce roimh an aerú a bharrfheabhsú.

4. Roghnú Trealamh Aeraithe
Tairgeann cineálacha éagsúla trealaimh aeraithe éifeachtúlachtaí aistrithe ocsaigine go mór difriúil. Tá an éifeachtacht aistrithe ocsaigine is airde ag aerators microporous agus tá siad oiriúnach le haghaidh umair aeraithe móra. Tá aerators dromchla éasca le suiteáil agus oiriúnach do ghléasraí beaga cóireála fuíolluisce. Agus trealamh á roghnú, tá sé ríthábhachtach éileamh ocsaigine agus cineál an umair a mheas, agus tosaíocht á tabhairt do threalamh ardéifeachtúlachta, íseal{-tomhaltais fuinnimh- chun méid aeraithe agus costais oibriúcháin a laghdú.

1. Luachanna Paraiméadair Beacht: Ní mór comhéifeachtaí mar a', b', agus Eₚ a choigeartú bunaithe ar an gcineál fuíolluisce (séarachas tí / fuíolluisce tionsclaíoch), múnla trealaimh aeraithe, agus sonraí tomhaiste chun diallais ríomh a sheachaint de bharr luachanna eimpíreacha a chur i bhfeidhm go díreach.

2. Tá Comhsheasmhacht Aonaid Eochair: Sula ndéantar é a ríomh, ní mór do gach aonad paraiméadar a bheith comhsheasmhach (m.sh. mg/L go kg/m³, m³/d go m³/h) chun mearbhall aonaid as a dtagann earráidí a sheachaint.

3. Corrlach Dearaidh: I dtionscadail iarbhír, ba cheart fachtóir sábháilteachta 1.1 ~ 1.2 a iolrú faoin ráta aeraithe ríofa chun aghaidh a thabhairt ar an laghdú ar éifeachtúlacht aistrithe ocsaigine de bharr fachtóirí cosúil le luaineachtaí cáilíochta uisce agus dul in aois trealaimh.

4. Coigeartuithe Bunaithe ar Oibríocht Iarbhír: Is luachanna teoiriciúla iad luachanna ríofa. I bhfeidhmiú iarbhír, ní mór an ráta aeraithe a choigeartú go dinimiciúil bunaithe ar an tiúchan DO deochanna measctha (arna rialú ag 2 ~ 3 mg/L) agus cáilíocht eisilteach (BOD₅, NH₄⁺{-N) chun cothromaíocht a bhaint amach idir éifeachtúlacht agus tomhaltas fuinnimh.

Is gné lárnach de dhearadh agus de bharrfheabhsú oibríochta innealtóireachta cóireála fuíolluisce é éileamh ocsaigine agus ráta aeraithe a ríomh in umar aeraithe. Go bunúsach, baineann sé le cainníochtú a dhéanamh ar riachtanais meitibileach na miocrorgánach agus éifeachtúlacht aistrithe ocsaigine chun "soláthar ocsaigine ar éileamh" a bhaint amach. Caithfidh ríomhanna éileamh ocsaigine cloí go dlúth le paraiméadair cháilíochta uisce agus patrúin meitibileach mhiocróbacha, agus ní mór ríomhanna ráta aeraithe a choigeartú i gcomhar le feidhmíocht trealaimh agus fachtóirí comhshaoil. In iarratais phraiticiúla, is gá creat bunúsach a bhunú trí ríomhanna teoiriciúla, agus ina dhiaidh sin coigeartuithe dinimiciúla bunaithe ar shonraí tomhaiste. Cinntíonn sé seo go gcomhlíonann torthaí cóireála fuíolluisce caighdeáin agus ag an am céanna ídiú fuinnimh aeraithe a íoslaghdú, oibriú próisis éifeachtach agus eacnamaíoch a bhaint amach.