SBBR与SBR氧传质特性比较研究

1、SBBR与SBR氧传质特性比拟研究摘要：在试验条件一样的情况下，进展了序批式膜生物反响器SBBR与SBR的清水充氧试验，氧传质特性比拟研究结果说明：当曝气强度为0.3立方米/小时时，SBBR的Kla20和E2的值均为SBR的1.59倍。SBBR具有更好的氧传质才能和更高的氧转移效率。关键词：污水处理曝气强度氧传质活性污泥生物膜反响器AparativeStudyfxygenassTransferPerfranesfSBBRandSBRAbstrat:AeratintestsfleanaterithSBBRandSBRereadeunderthesaetestingnditins.Itisshnb

2、ytheresultsfaparativestudyfxygenasstransferperfranesthathentheintensityftheaeratinas0.33/hthevaluesf(KLa)20andE2fSBBRererespetively1.59tiesthevaluesfthe(KLa)20andE2fSBRandthatSBBRhasabetterxygenasstransferapabilityandahisherxygentransfereffiienyKeyrds：seagetreatent；aeratinintensity；xygenasstransfer；

3、ativatedsludge；biebranereatr序批式生物膜反响器(SequeningBifilBathReatrs)简称SBBR，又称膜SBR(BSBR)1，是在SBR的根底上开展起来的一种改进工艺。由于其工艺简单，基建、运行费用低，处理效果好，因此受到了国内外水处理专家的广泛关注。笔者通过SBBR与SBR反响器的清水充氧试验，对两个反响器的氧传质特性进展了比照研究，以期为SBBR工艺的放大设计和工程应用提供理论基矗1试验原理空气中的氧向水中转移的过程通常用双膜理论来描绘，可用公式1表示：d/dt=Kla(*-t)(1)式中：tt时(in)溶解氧的质量浓度，gL；*饱和溶解氧的质量浓

4、度，gL；KLa传质系数，in-1。令0及t分别代表t=0及t=t时水中溶解氧的质量浓度，由式(1)得：进展积分并整理得：lg(*-0)/(*-t)=(Kla/2.303)t(3)由公式(3)即可求得KLa。本试验采用特性参数(KLa)20和氧转移效率E2来评价SBBR与SBR的氧传质特性2。氧转移效率E2可以用公式(4)来计算：E2=VKla(*-)/(Qg2)(4)式中：V反响器容积，3；Qg曝气强度，3s；由于试验条件的限制，每次测量的温度不同，必须进展温度修正，将(KLa)t，统一到(KLa)20，温度修正可用公式(5)2：(KLa)20=(KLa)t/1.02t-20(5)式中：t反

5、响器内介质温度，；2试验装直试验装置为两有机玻璃圆柱，内径220，高1400，总容积53.2L，有效容积45.6L，其中一反响器内装YDT立体弹性填料。生活污水间歇进入反响器，周期运行。控制器可控制进水、厌氧、好氧、排水、闲置、排泥等操作过程。试验所用生物填料为YDT型立体弹性填料。该填料是一种将耐腐蚀、耐温、耐老化的拉毛丝条穿插固着在耐腐蚀、高强度的中心绳上，使丝条呈立体辐射状态均匀排列的悬挂式立体弹性填料，填料单元直径为180，丝条直径0.35，比外表积为5030023，孔隙率大于99。3试验方法进展传质特性研究时，采用了平行比照试验方法、，即设置两个同型号反响器，反响器一加挂填料(SBB

6、R)而另一反响器未挂填料(SBR)，在一样的操作控制条件下，研究两者氧传质的异同。详细操作步骤如下：将反响器内注满清水，并启动空气压缩机，调节转子流量计将进气量控制在选定值上。向反响器内投加复原剂Na2S03和催化剂l2进展脱氧。Na2S03投加量按1gL溶解氧加10g/L计算。l2投加量为2gL。大约1in后溶解氧测定仪指针置零，说明反响气内溶解氧为零。为了纠正每次测量的零点计时误差，每次测量统一在溶解氧测定表盘指数升至0.1g/L时作为充氧过程的计时零点。反响器内溶解氧大约每增加1g/L，就记录下所对应的时间，直至反响器内溶解氧接近饱和。4试验结果及讨论氧传质测定结果见表1。(KLa)20

7、和E2值计算结果见表2，其图形表示见图1。从图1可以看出，无论是否加挂填料，反响器的(KLa)20值均随着曝气强度的增加而增加。当曝气强度较小时，两种反响器的(KLa)20值接近，当曝气强度较大时，SBBR的(KLa)20值明显高于SBR，即两种反响器的(KLa)20值随曝气强度的增加速率不同。当曝气强度从0.123h增大到0.43h时，SBR的(KLa)20加值增大了3.0倍，而SBBR的(KLa)20值增大了3.7倍。对两种反响器的(KLa)20值作趋势分析，从图1上的趋势线可以看出，SBBR的(KLa)20值趋势线的斜率为0.6665，而SBR的(KLa)20值趋势线的斜率为0.4024

8、，这说明SBBR的(KLa)20值增长速率要比SBR的快1.66倍。产生这一结果的原因分析如下：当曝气强度较小时，反响器内气泡密度较小，气泡上升速度较慢，填料对气泡的切割、截留作用不明显。当曝气强度增大时，气泡密度增加，气泡上升速度加快。在SBR反响器内，由于没有阻挡物，可以观察到气泡几乎垂直上升。在SBBR反响器内，由于填料的缘故，可以观察到气泡无法垂直上升，其上升速度减缓，上升轨迹复杂、多变，反响器内气液两相扰动加剧。SBBR反响器内随着曝气强度增加，液体紊动程度增大，在加强传质的同时，气泡被填料分割加剧，较小气泡的增多增加了气液传质界面，总的结果强化了传质过程，并且这种效果随曝气强度增加

9、有增大趋势。故SBBR显示出传质优越性。从表2可以看出，SBR的E2值随着曝气强度增加反而减少，而SBBR的E2值随着曝气强度的增加而增加。SBR反响器内曝气强度到达0.183h时，E2值到达最大，然后E2值走势呈下降趋势，原因是曝气强度到达0.183h后继续增大，氧传质效果增加不明显，而系统供氧量大大增加，造成氧转移效率逐步下降，曝气强度越大，能耗越大。SBBR反响器不同，随着曝气强度的增加，氧传质系数的增加高于供氧量的增加，因此进步了氧转移效率，从而节约了能耗。表1氧传质测定结果曝气强度(3h-1)反响器工程测定结果水温0.12溶解氧t/(gL-1)1.22.43.64.86.028SBB

10、R充氧时间/in2.404.827.1310.7819.10lg*/(*-t)0.07240.15940.26840.41410.6350SBR充氧时间/in2.475.178.7514.0721.24lg*/(*-t)0.07240.15940.26840.41410.63500.18溶解氧t/(gL-1)1.22.43.64.06.07.07.3SBBR充氧时间/in1.563.124.686.6810.0816.3119.4328lg*/(*-t)0.07240.15940.26840.41410.63500.99501.1851SBR充氧时间/in1.472.974.777.1813.

11、2318.9822.1527lg*/(*-t)0.07110.15610.26190.40210.61030.93191.08750.24溶解氧t/(gL-1)1.22.43.64.06.07.07.3SBBR充氧时间/in1.052.123.134.506.729.8215.5025.5lg*/(*-t)0.06900.15100.25230.38460.57580.85150.9727SBR充氧时间/in1.112.233.886.839.9615.3918.1327.5lg*/(*-t)0.07170.15780.26510.40800.62240.96201.13310.30溶解氧t/

12、(gL-1)1.22.43.64.06.07.07.3SBBR充氧时间/in0.871.682.523.655.307.829.1027lg*/(*-t)0.07110.15610.26190.40210.61030.93191.0875SBR充氧时间/in0.982.123.626.439.3514.4417.0127.5lg*/(*-t)0.07170.15780.26510.40800.62240.96201.13310.40溶解氧t/(gL-1)1.22.43.64.06.07.07.3SBBR充氧时间/in0.671.322.023.034.927.408.6427lg*/(*-t)

13、0.07110.07110.15610.26190.40210.61030.9319SBR充氧时间/in0.781.572.624.756.9010.6712.5627.5lg*/(*-t)0.07170.15780.26510.40800.62240.96201.1331表2氧传质特性参数计算结果特性参数反响器不同曝气强度(3/h)的传质特性0.120.180.240.300.40(KLa)20/in-1SBBR0.06800.11990.14930.21020.2524SBR0.05880.09850.12400.13220.1790E2/%SBBR2.853.353.123.523.17SBR2.462.752.602.212.255结论SBBR和SBR的(KLa)20值均随着曝气强度的增加而增加。SBBR的(KLa)20值增长速率要比SBR(KLa)20值是SBR的快1.66倍，当曝气强度为0.33/h时，SBBR的(KLa)20值是SBR的1.59倍