2011年第3O卷第3期化工进展CHEMICALINDUSTRYANDENGINEERINGPROGRESS·483·新型气液混输型曝气增氧设备性能杨春玲，张有忱，黎镜中(北京化工大学机电工程学院，北京100029)摘要：介绍了水处理过程中曝气氧传质的基本原理以及几种传统曝气设备的优缺点，同时重点介绍了一种新型曝气增氧设备——离式螺旋曝气设备，并对该设备进行曝气性能试验研究。试验结果表明，该曝气装置具有良好的曝气性能，充氧能力良好，氧利用率较高可达30％~X上，安装使用简便，可广泛应用于化工炼油等行业水处理过程。关键词：氧传质；曝气设备；氧总传质系数；清水充氧中图分类号：TQ051；X703．3文献标志码：A文章编号：1000—6613(2011)03—0483—05Studyonaerationperformanceofanewgas—liquidincreasingoxygenaerationequipmentYANGChunling，ZHANGYouchen，LIJingzhong(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，BeijingUniversityofChemicalTechnology，Beijing100029，China)Abstract：Thepaperintroducesthebasicprincipleofoxygentransferinwastewatertreatment，andtherelativemeritsofseveraltypesoftraditionalaerationequipment，andpresentsanewincreasingoxygenaerationequipment，screwaerationequipment．Theaerationperformanceoftheequipmentwasinvestigated．Thetestresultshowedthattheaerationequipmenthadgoodaerationperformance，goodoxygenationcapacity，highoxygenutilizationeficiencyover30％，easyinstallation，andcouldbewidelyusedinwastewatertreatmentprocessofrefining／petrochemical／chemicalindustries．Keywords：oxygentransfer；aerationequipment；oxygentransfercoeficient；oxygenatedcleanwatertest在石油加工行业中，工业废水的处理问题一直是受人关注的问题，随着水资源短缺和水体污染问题越来越严重，废水的处理更加受到世界各国的重视。曝气设备作为废水生物处理工艺中的核心设备也已日益受到世界各国水处理界和企业界的高度重视。近几年，国内废水处理设备多采用进口曝气设备，这不仅增加了工程投资，还由于维护管理或者国外产品本身的性能等问题，给污水处理过程带来许多问题。因此，提高我国曝气设备的自主研发能力至关重要。本文作者介绍了一种新型的曝气设备，并对该曝气设备进行了曝气性能研究。1曝气氧传质的原理在一个含有两种或两种以上组分的体系中，如果存在浓度梯度，则每一种组分都有向低浓度方向转移的趋势。物质由高浓度方向向低浓度方向转移的过程称为质量传递过程，简称为传质。收稿日期：2010—07—19；修改稿日期：2010—08．06。基金项目：中国石油化工集团公司技术开发项目(309040)。第一作者：杨春玲(1986一)，女，硕士研究生。联系人：张有忱，教授，主要从事机械设计理论、流场分析和机械制造的研究。E—mailzhangyc@mail．buctedu．cn。·484·化工进展2011年第3O卷1．1氧传质理论模型在曝气过程中，氧分子通过气、液界面由气相转移到液相，在界面两侧存在着气膜和液膜，气体分子通过气膜和液膜属于传质理论研究的内容。1904年Nemst首先提出传质的单膜模型，后来的发展也是以这一模型为基础的。常用的有3种模型：双膜理论、浅渗理论(penetrationtheory)及表面更新理论(surfacerenewaltheory)。当前被污水生物处理科技界所普遍接受的是双膜理论。双膜理论是基于在气液界面存在着两层膜即气膜和液膜的物理模型。当物质通过相界面从一相转移到另一相时，传质阻力在每相中产生浓度梯度(图1)。在废水生物处理的系统中，氧是难溶气体，它的传递速率可用下式表达。dC／dt=Ke(Cs—c)式中，包括两膜中之一的阻力作用或两膜共同的阻力作用，是单位体积液体所具有的液．气界面面积的函数，其大小表征了曝气设备性能的好坏；和C分别为液相氧的饱和浓度和实际浓度，它们的差值表征了氧传递推动力的大小。相界面图l气液两相界面浓度分布图cb一气相主体浓度；c广气相界面浓度；cL一液相界面浓度cl_一液相主体浓度1．2增强曝气效果的途径曝气工艺的高效低耗体现在高氧转移速率和氧利用率。为改善氧的转移速率，提高曝气效果，可从两...
