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微孔曝气系统和穿孔曝气系统的综合比较
发布时间:2013-2-6 阅读:2622次   打印本页 || 关闭窗口
       参考某地一座4万m3/d产水量的生物接触氧化池的实际工程设计,假定池表面积560 m2,有效水深为4.5m;并假定填料均采用立体弹性填料,曝气用鼓风机均采用国产罗茨风机,水下空气管道采用UPVC管材(水上空气总管采用钢管)。在此假定前提下,对可能用的两种曝气系统方案进行了经济上的比较与分析。
  3.1 曝气系统造价比较
  (1) 微孔曝气系统的气水比为0.7,总供气量为2.8万 m3/d。采用鼓风机的额定空气流量为19.4 m3/min,出口静压49kpa,配套电动机功率30kw。
  空气总管管径300mm,采用钢管。为曝气均匀,将整个生物接触氧化池分为四个曝气区。位于生物接触氧化池底部的布气管道布置成环状,管径100mm,管道间距0.6m,采用abs管。曝气器采用膜片式微孔曝气器,安装于环状布气管道上,每个曝气器的服务面积约0.5m2,共1200个曝气器。
  (2) 穿孔曝气系统的气水比为1,总供气量为4万m3/d。采用鼓风机的额定空气流量为27.8m3/min,出口静压49kpa,配套电动机功率37kw。
  空气总管管径350mm,采用钢管。为曝气均匀,位于生物接触氧化池底部的穿孔曝气管采取环路布置和曝气管下弯配置方法。穿孔管采用abs管,沿管道每隔25mm开孔,孔径为2~3mm,管道间距为1.5~2.0m。
  (3) 曝气系统主要包括鼓风机和管道系统(曝气器、管道、管件、阀门、支撑、水平调节器等)。计算曝气系统造价时,参照1999年上半年上海市的市场价格,再考虑相应的安装调试费用,**后得出两种曝气系统的工程造价(未考虑利润率)如下:
  微孔曝气系统:约60万元;
  穿孔曝气系统:约35万元。
  3.2 曝气系统运行成本比较
  因为两种曝气系统的维护管理所需人工费相近,所以主要考虑用电量的差别。
  参考上海市工业用电价格,设电价平均为0.7元/kw.h,并假定生物接触氧化池每天24小时运行。微孔曝气系统所用电动机功率为30kw,每年耗电量262800kw.h,每年电费约为18.4万元;穿孔曝气系统所用电动机功率为37kw,每年耗电量324120kw.h,每年电费约为22.7万元。所以两种曝气系统每年所需电费相差约为4.3万元。
  由以上分析可知,微孔曝气系统每年的运行成本比穿孔曝气系统约少4.3万元。
  3.3 曝气系统对制水成本的增加
  (1) 整个曝气系统按15年折旧计算,为简化起见,不考虑土建投资、贷款及利息,则曝气系统的年折旧费用为:
  微孔曝气系统:约4万元/年;
  穿孔曝气系统:约2.3万元/年。
  (2) 曝气系统所需运行费用主要包括电费和人工费,人工费均按4.8万元/年计算,所以年运行费用为:
  微孔曝气系统:约23.2万元/年;
  穿孔曝气系统:约27.5万元/年。
  (3) 因生物接触氧化池日产水量为4万m3/d,年产水量为1460万m3/年,所以曝气系统对制水成本的增加为:
  微孔曝气系统:(4+23.2)/1460=0.0186元/m3水,约1.86分/m3水;
  穿孔曝气系统:(2.3+27.5)/1460=0.0204元/m3水,约2.04分/m3水。
 
结语
  通过对微孔曝气系统和穿孔曝气系统的综合比较,可认为:
  (1) 在充氧性能方面,微孔曝气系统明显优于穿孔曝气系统。就文中所述的五项充氧性能评定指标而言,前者较后者均有所提高,其氧的总转移系数、氧利用率、充氧动力效率可提高50%~60%。
  (2) 在经济比较上,尽管微孔曝气系统的造价高于穿孔曝气系统,但由于前者耗电量较低,微孔曝气系统对制水成本的增加低于穿孔曝气系统约0.1~0.2分/m3水。
  (3) 在运行管理方面,两种曝气系统各有优势。微孔曝气系统采用微孔曝气器曝气,一般不存在孔眼和管道堵塞的问题,但由于有的布气膜片可能破损,对曝气器的质量要求较高;穿孔曝气系统采用穿孔管曝气,管道一般不会破损,但由于给水生物处理中曝气强度一般较小,易存在曝气均匀性较差及孔眼和局部管道堵塞的问题。
  一般来说,在给水生物接触氧化法的工程实践应用中,采用微孔曝气系统优于穿孔曝气系统。
参考文献:
  1、 许保玖,当代给水与废水处理原理,1990,高等教育出版社;
  2、 顾夏声,废水生物处理数学模式(第二版),1993,清华大学出版社;
  3、 曝气器清水充氧性能测定,cj/t3015.2—93;
  4、 黄长盾、吴之丽、唐宝忠,不同试验对充氧性能影响的试验研究,《中国给水排水》,1993,vol.9,no.6;
  5、 同济大学、宁波市自来水总公司,受污染水弹性填料微孔曝气生物接触氧化预处理生产性研究,“九五”国家科技攻关计划子专题鉴定材料之一;
  6、 汤利华、许建华、张晴浩,宁波市梅林水厂生物预处理工艺设计。
 
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