化學(xué)消氧法曝氣器充氧性能測(cè)試方法及應(yīng)用.pdf

1、截至2014年3月底，我國(guó)累計(jì)建成城鎮(zhèn)污水處理廠3622座，污水處理能力約1.53億m3/d，按噸污水能耗0.20-0.35 kWh計(jì)算，全國(guó)城鎮(zhèn)污水處理能耗為0.30-0.54億kWh/d。曝氣系統(tǒng)作為建設(shè)污水處理廠的一部分，設(shè)備及安裝成本占比并不高，但卻是污水處理過(guò)程的主要耗能單元，占總能耗的50％-60％。
　　目前我國(guó)現(xiàn)行曝氣器充氧性能測(cè)試方法以1993年頒布的《曝氣器清水充氧性能測(cè)定》(CJ/T3015.2-1993)為

2、依據(jù)。限值標(biāo)準(zhǔn)以《環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求中、微孔曝氣器》(HJ/T252-2006)和《水處理用剛玉微孔曝氣器》(CJ/T263-2007)及《水處理用橡膠膜微孔曝氣器》(CJ/T264-2007)等為依據(jù)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，市場(chǎng)現(xiàn)有設(shè)備性能均已超出現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的要求，由于標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)重滯后，缺乏對(duì)曝氣器充氧性能檢測(cè)的有效手段，導(dǎo)致市場(chǎng)上充斥著大量低性能、高耗能、短壽命的曝氣產(chǎn)品，造成了電能的大量無(wú)功消耗，嚴(yán)重影響了污水廠的長(zhǎng)期穩(wěn)定達(dá)標(biāo)運(yùn)行

3、。因此對(duì)現(xiàn)有測(cè)試方法進(jìn)行合理優(yōu)化、修改、對(duì)標(biāo)準(zhǔn)限制體系重新修訂勢(shì)在必行。
　　本研究在全面調(diào)閱和系統(tǒng)查閱了國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，搭建了一套貼合國(guó)內(nèi)污水處理實(shí)際工況的曝氣測(cè)試平臺(tái)并針對(duì)化學(xué)消氧法曝氣器充氧性能測(cè)試方法優(yōu)化及標(biāo)準(zhǔn)限值修訂工作開(kāi)展了系列研究，主要內(nèi)容和成果如下:
　　1.結(jié)合我國(guó)曝氣器充氧性能檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試平臺(tái)設(shè)計(jì)、使用現(xiàn)狀，以實(shí)現(xiàn)曝氣器充氧性能工程化規(guī)模的測(cè)試為目的，通過(guò)對(duì)國(guó)際上成熟、先進(jìn)的曝氣器充氧性能測(cè)

4、試方法技術(shù)的消化、吸收，在山東省設(shè)計(jì)搭建了一套曝氣器測(cè)試平臺(tái)，整套平臺(tái)包括:測(cè)試水池、風(fēng)量控制系統(tǒng)、水位控制系統(tǒng)、溶解氧檢測(cè)裝置、PLC控制模塊、壓力檢測(cè)裝置、加藥裝置等部分。測(cè)試水池的規(guī)格為直徑5m、有效水深10m的圓柱形罐體，可滿足工程化規(guī)模測(cè)試的需求，并獲得了CMA資質(zhì)認(rèn)證。
　　2.為提高曝氣產(chǎn)品測(cè)試的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性、指導(dǎo)性，在詳細(xì)比對(duì)國(guó)內(nèi)外污水處理用曝氣器相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，采用更貼近實(shí)際工況的測(cè)試條件，通過(guò)比對(duì)測(cè)試、驗(yàn)證

5、測(cè)試等方式，提出了更加通用、準(zhǔn)確、快速的測(cè)試方法以確保測(cè)試數(shù)據(jù)代表性和結(jié)果準(zhǔn)確度。主要研究及改進(jìn)內(nèi)容包括以下三個(gè)方面:
　　(1)分別采用線性回歸與非線性回歸法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過(guò)測(cè)試數(shù)據(jù)證明，采用線性回歸的計(jì)算方法需要6/kLaT的時(shí)長(zhǎng)可以判定測(cè)試結(jié)束;而采用非線性回歸的計(jì)算方法需要4/kLaT的時(shí)長(zhǎng)即可判定測(cè)試結(jié)束，并在新方法中規(guī)定采用時(shí)間效率更高的非線性回歸方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
　　(2)對(duì)原有測(cè)試方法中關(guān)于數(shù)據(jù)有效性

6、判定做了修改:在1組不同通氣量的曝氣器清水充氧測(cè)試中，單次測(cè)試各測(cè)點(diǎn)的kLaT值與其均值的誤差應(yīng)在±5％以內(nèi)，否則應(yīng)分析其原因，重新測(cè)試。在1組測(cè)試中3個(gè)及以上不同通氣量測(cè)試對(duì)應(yīng)的SOTR值的線性擬合度值R2≥0.99時(shí)，測(cè)試結(jié)果視為有效;否則同種測(cè)試條件下的重復(fù)測(cè)試應(yīng)≥3次，kLaT值單次測(cè)試與重復(fù)測(cè)試平均值的誤差應(yīng)在±10％以內(nèi)。
　　(3)修改了原有方法中Cs，20代入固定值9.17mg/L的計(jì)算方法，參考國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)，引入公式

7、對(duì)Cs,20進(jìn)行精確計(jì)算。
　　3.確定了化學(xué)消氧法曝氣器充氧性能測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)限值，不再對(duì)標(biāo)準(zhǔn)氧轉(zhuǎn)移速率(SOTR)提出限值要求，而對(duì)標(biāo)準(zhǔn)氧轉(zhuǎn)移效率(SOTE)、比標(biāo)準(zhǔn)氧轉(zhuǎn)移效率(SSOTE)、理論動(dòng)力效率(E)等參數(shù)進(jìn)行規(guī)范。
　　通過(guò)本課題的研究，在山東省率先建立適合我省省情的污水處理用曝氣器技術(shù)要求及測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)體系，進(jìn)一步規(guī)范我省曝氣器市場(chǎng)，為工程設(shè)計(jì)提供更準(zhǔn)確、有效的數(shù)據(jù)支持，引導(dǎo)高效節(jié)能型曝氣器的研發(fā)應(yīng)用，為我省水處理