曝气扩散机理p.doc

曝气扩散机理1按照流体运动性质分析曝气扩散的区别曝气扩散的实质就是使气相中的氧向液相中转移。气相中的氧转移为液相中的溶解氧，是通过流体运动形成气液接触界面而完成的。因此，按照流体运动性质来分析则可以看出曝气扩散技术的区别。如果采用流体运动的性质来区分，曝气扩散技术则有下列两种基本形式。1.1液相流体主动运动型叶轮与转刷（盘）表面曝气是采用制造液相流体的水跃而形成气液接触界面；射流曝气是依靠射流液相流体吸入气相流体而形成气液接触界面，这些均是属于液相流体主动运动型，其技术特征是：动能作用于重质液相流体运动；轻质气相流体是被动接触；在叶轮或转刷（盘）搅动处、射流口附近产生局部连续的气液接触界面。1.2气相流体主动运动型鼓风曝气是由风机输送气相流体，经曝气器的扩散作用以升泡运动的方式形成气液接触界面，这就是属于气相流体主动运动型，其技术特征是：动能作用于轻质气相流体运动；重质液相流体是被动接触；由升泡的上升运动，可产生立体连续的气液接触界面。鼓风曝气与机械曝气流体运动特点的比较项目鼓风曝气机械曝气动能作用气相（轻质）流体运动液相（重质）流体运动流体运动气相（轻质）流体主动运动液相（重质）流体主动运动接触界面气液接触界面立体连续气液接触界面局部连续充氧形式立体升泡局部水跃2“氧利用率”不能确定曝气器实际运行的功效曝气器的作用就是促进氧的传质，“氧利用率”似乎理所当然的应是反映曝气器技术性能的指标，因此长期以来就存在着一种采用“氧利用率”来判定曝气器技术性能的习惯观点。但是，如果对“氧利用率”作深入的分析，就会发现该指标不能真实确定曝气器实际运行的功效。2.1“氧利用率”实质是不受变量影响的定值2.1.1氧利用率公式氧利用率=[qc／(0.28×q)]×100%（CJ/T3015.2-93）qc—标准状态下，测试条件，曝气器充氧能力（kg/h）；0.28—标准状态下，1M3空气所含氧的重量（㎏/M3）；q—标准状态下，曝气器通气量（M3/h）。由上式可知，氧利用率取决于充氧能力（qc）与通气量（q）两个因素。2.1.2在曝气器充氧能力（qc）与通气量（q）两者之间存在一个正比关系，即充氧能力（qc）的大小取决于通气量（q）的多少。通气量为0，充氧能力也等于0。在一定的通气量范围之内，随着通气量的加大充氧能力也随之加大。所有曝气器所标明的充氧能力（qc），都是在清水试验条件下依据一定的通气量（q）而测定获取的。2.1.3氧利用率公式也可以写成下式：(1/0.28)×100%×(qc/q)=0.0357×(qc/q)因为充氧能力（qc）与通气量（q）之间存在正比关系，qc/q结果为常数值，所以“氧利用率”实质上是一个不受变量影响的定值。不受变量影响的定值参数，所表述的仅仅只是一种物理现象，而决不表明功效的技术性能。响的定值参数，所表述的仅仅只是一种物理现象，而决不表明曝气器实际运行功效。2.2“氧利用率“不反映氧传质的效率2.2.1一个大泡，如果被分割成小泡的数量愈多，则所形成的“泡表膜”面积愈多，“泡表膜”是进行氧传质的功能膜，如果只站在“氧利用率”这一角度片面的看问题，当然是气泡被分割得愈小愈好。2.2.2要获取较高的“氧利用率”，就必须尽可能产生较多的“泡表膜”。一个大泡（一个单位的空气）被扩散形成的小泡数量愈多，“泡表膜”也就愈多，“氧利用率”也就愈高。由此可见，“氧利用率”仅仅只是与气泡扩散程度有关，而与动能作用气泡扩散的过程无关。也就是说“氧利用率”只表明一个单位的大泡被分割成小泡的多少，而与扩散分割过程如何，动能消耗多少完全无关。因此，“氧利用率”并不等于氧传质的效率。2.2.3按照孔隙扩散原则，多大的孔则产生多大的泡。如果空气通过直径为1μm的孔眼是被分割形成1μm的气泡，则此类微孔曝气器在运行中，无论阻力损耗多大，也无论孔眼堵塞了多少，只要还有孔眼在通气，就一定是产生1μm的小气泡，显然此时“氧利用率”也没有变化，但真实的运行功效却是有了很大的变化。2.2.4由于“氧利用率”只与气泡分割扩散的程度有关，一个单位量的空气，只要排气孔眼的直径是1μm，无论是短时间内经过众多孔眼排出，或是长时间内经过少量孔眼排出，因为扩散结果始终是分割成直径为1μm的小泡，所以，其“氧利用率”是会始终保持不变的。由此可见，只用“氧利用率”来说明曝气器的氧传质效率，显然会产生误导作用。2.2.5如果曝气器的设计参数是：通气量=2M3/h、氧利用率=25%，由于要确保实现较高的氧利用率，排气孔眼设计为采用微小孔。但在实际运行中，大部分通气孔眼被堵塞，单个曝气器的通气量只能达到0.2M3/h，也就是说工作效率已降低了90%，由于“细孔产生细泡”原理与孔眼堵塞程度无关，此时所谓的“氧利用率=25%”并无变化，但其真实的氧传质效率已经是变得很低了。2.2