1?充氧量的計算

要進行污染水體曝氣復氧工程的設備選型，首先必須確定河道水體的需氧量，進而根據設備的充氧效率確定供氧量。

1.1水體需氧量計算

污染水體的需氧量主要取決于：①水體的類型，按水流狀態分為靜止水體(如湖泊、水庫)和流動水體(如河流)；②水體目前的水質，即設計水質；③所要達到的預定目標，即改善后水體的水質。其中水體類型的不同決定了需氧量計算方法的不同。

1.1.1?組合式推流反應器模型?

對于河流等流動水體需氧量的計算，浙江中寰環保科技有限公司建立了一種簡便的組合式推流反應器模型[2]。該模型是將河流近似地看作多個推流式反應器(河段)的串聯組合，在充分利用河道現有水質、水力資料的基礎上，對相關邊界條件作了合理簡化和假設后，綜合考慮了還原物質耗氧、有機物耗氧、硝化耗氧、底泥耗氧等耗氧作用和大氣復氧、藻類光合作用復氧等復氧作用而建立起來的。該模型是一種近似的計算方法，要提高其計算精度，只需將河道分成盡可能多個反應器(河段)即可。

?1.1.2?箱式模型?

對小型靜止水體(如公園、居住小區的景觀湖泊或池塘)，由于其面積較小、水深較淺，且外界輸入污染負荷一般較小，因此可以采用基于一級反應的箱式模型。為方便起見，只考慮有機物生化降解與大氣復氧作用，則：?

???O=[1.4L0(1-eK1t)-(Cs-C)(1-eK2t)+Cm]?V(1)?式中O———水體的需氧量，g??

V———水體的體積，m3?t———充氧時間，d?

C———水體的溶解氧濃度，mg/L?

L0———水體初始的BOD5濃度，mg/L?K1———BOD5生化反應速率常數，d-1

Cs———水體的飽和溶解氧，mg/L?K2———水體的復氧速率常數，d-1?

Cm———維護水體好氧微生物生命活動的最低溶解氧濃度，一般可取2mg/L

充氧時間t根據下式確定：???L=L0(1-e-K1t)(2)?式中?L———水體改善后的BOD5濃度，mg/L?

如果水體污染嚴重，長期處于黑臭狀態，則在計算需氧量時還需考慮無機還原物質(如Fe2+)和底泥耗氧作用的影響。

1.1.3?耗氧特性曲線法?

在缺乏水質模型和污染源資料不全的情況下，可利用實驗室試驗確定設計水體的耗氧特性曲線，根據設計目標和各階段耗氧量可以對總需氧量和各曝氣點的充氧量進行估算。這種方法適用于沒有外界輸入污染負荷條件下的湖泊、水庫等靜止水體。如將河道分段并對各河段水體分別進行試驗，以相應的耗氧曲線(或相應的耗氧動力學模型)來計算需氧量，那么也可用于河流等流動水體。這種方法比較簡單，計算結果令人滿意，但工作量大，而且試驗結果只能反映當前水體的耗氧狀況。?

1.2充氧量的計算??

水體的需氧量并不等于設備的充氧量。充氧設備標稱的充氧動力效率均是通過清水試驗獲得的。在標準條件下(水溫為20℃，氣壓為1.013×105?Pa)，單位時間內轉移到脫氧清水中的溶解氧量為：?????

R0=KLa(20)Cs(20)V???(3)?

式中KLa(20)———水溫為20℃時的氧總轉移系數，?h-1??

Cs(20)———水溫為20℃時的飽和溶解氧濃度，mg/L??V———水體的容積，m3。

與清水不同，污染水體中含有大量的雜質，這些雜質不僅直接影響氧的總轉移系數KLa，還會影響水體的飽和溶解氧Cs，因此，充氧設備在污染水體中的氧轉移速率與清水有很大不同，在設備選型計算充氧量時需進行適當的校正。?

一般引入系數α校正水中雜質對KLa的影響，引入系數β校正雜質對Cs的影響。在污染水體條件下單位時間內轉移到水體的溶解氧量為：??

R=αKLa(20)(β?ρ?Cs(T)-C)1.024(T-20)?V???(4)??

式中R———單位時間轉移到實際水體中的溶解氧量，在此處即為需氧量?

ρ———壓力修正系數?T———設計水溫，℃?

C———水體中實際溶解氧濃度，mg/L??

α、β值可通過污水、清水的充氧試驗予以確定。

對于城市生活污水而言，α、β值分別在0.80～0.85和0.90～0.97之間[3]。通常河流水體的污染程度低于城市生活污水，因此其α、β值可參照上限取值。?

將式(4)代入式(3)并整理后得：?

R0=RCs(20)/[α(β?ρ?Cs(T)-C)1.024(T-20?)]???(5)???

在實際應用中，R值可取1.1節計算出的需氧量的1.2～1.5倍。

1.3設備容量的確定??

①?機械曝氣??

機械曝氣設備的主要技術參數是動力效率[以kgO2/(kW?h)計]。根據1.2節計算得到的氧轉移速率R0與設備的動力效率即可確定設備總功率與數量。需要注意的是，充氧動力效率與水深有關。設備標稱的充氧動力效率是在固定水深(一般為4.5m)測得的，而污染水體中

設安裝的深度往往小于此水深，因此在計算時使用的充氧設備動力效率應當根據實際水深做適當調整。?

②?鼓風曝氣??

當污染水體采用鼓風曝氣(氧源為空氣)的方式進行充氧時，設備容量(主要指風機的功率和數量)的計算可參考污水處理工程設計手冊的相關內容。如采用的氧源是液態純氧，設備容量(如純氧的使用量)也可用類似的方法進行計算確定，此時曝氣器一般采用氧利用率較高的微孔擴散裝置。

2充氧設備的選型?

2.1充氧設備類型??

水體充氧設備可分為太陽能曝氣設備和非太陽能曝氣設備。?

2.1.1太陽能微孔曝氣機??

微孔太陽能瀑氣機，是一種適用于水污染治理的增氧瀑氣與水體循環設備，使用太陽能作為動力源，具有運行管理費用低，增氧效果好，大流量，抗堵塞，壽命長、運行噪音低等特征。WK24V-550K噴泉式太陽能瀑氣機，適用于河道、湖泊、水庫、人工湖等供電條件不足的水體。WK系列噴泉式太陽能曝氣機是首次依照噴泉式瀑氣理論進行設計的瀑氣設備，由太陽能電池組件、控制系統、主機、等部分組成。具有以下特點:

    .成本低、見效快安裝方便，無需日常人工操作

    .出水口可根據需要設計，適合于深水湖泊或水庫

    .采用不銹鋼和工程塑料等耐腐材料，使用壽命長

    .設備漂浮在水面，無需安裝基礎，不受水位影響

       .生態環保，無需投加任何化學藥劑，無二次污染