[发明专利]臭氧接触池的设计方法

摘要

本发明涉及一种臭氧接触池的设计方法。所述臭氧接触池的设计方法包括：设定一臭氧接触池模型，该臭氧接触池包括多个处理单元，每个处理单元包括一曝气段和一反应段，处理单元的个数记为i个，所述臭氧接触池包括i个曝气段和i个反应段；通过计算方法获得每个曝气段的出水液相臭氧浓度与液面尾气余臭氧的浓度的数值；通过每个曝气段出水液相臭氧浓度与液面尾气余臭氧的浓度计算最终出水液相臭氧浓度及整个臭氧接触池的液面尾气余臭氧平均浓度；利用最终出水液相臭氧浓度及整个臭氧接触池的液面尾气余臭氧平均浓度优化臭氧接触池。

主权项

一种臭氧接触池的设计方法，其包括以下步骤：设定一臭氧接触池模型，该臭氧接触池包括多个处理单元，每个处理单元包括一曝气段和一反应段，处理单元的个数记为i个，所述臭氧接触池包括i个曝气段和i个反应段；通过计算方法获得每个曝气段的出水液相臭氧浓度与液面尾气余臭氧的浓度的数值，每个曝气段臭氧的输入浓度记为Cgin，每个曝气段出水液相臭氧浓度记为Cli，第一处理单元中第1曝气段的出水液相臭氧浓度C11与输入臭氧的浓度Cgin的关系为：Cl1=(eq1h0-ep1h0)(HRT+vb1q1db16kL1)(HRT+vb1p1db16kL1)eq1h0(HRT+vb1q1db16kL1)-ep1h0(HRT+vb1p1db16kL1)Cgin,]]>液面尾气余臭氧浓度Cg1满足：Cg1=e(p1+q1)h0vb1(q1-p1)db16kL1eq1h0(HRT+vb1q1db16kL1)-ep1h0(HRT+vb1p1db16kL1)Cgin,]]>其中，h0为臭氧接触池中的水深；T为水温；R为普适常数；H为亨利常数，其计算公式为H＝10‑0.035pH‑7.353exp(2428/T)×1.024T‑293；db1为第1曝气段气泡粒径，其计算公式为V1为第1个反应段体积；vb1为第1个曝气段的气泡实际上升速度，其计算公式为p1和q1为中间参数，中间参数的计算公式为：p1=-b2+b22-4b1b32b1,q1=-b2-b22-4b1b32b1,]]>b1=-Qlvb1db16Qg1kL1,b2=1-QlQg1HRT+k1S1vb1db16kL1Qg1,b3=k1S1Qg1HRT,]]>其中，Q1为进水流量，Qg1为第1曝气段的进气流量，k1为一级反应动力学常数，S1为第1曝气段的横截面积，kL1为第1曝气段的臭氧传质系数，其计算公式为在第1曝气段中，i等于1；第i曝气段气泡静水上升速度vgi计算公式：第i曝气段气泡实际上升速度vbi计算公式：第i个处理单元中第i曝气段的出水液相臭氧浓度为Cli计算公式为：液面尾气余臭氧的浓度Cgi为：Cgi＝A1exp(pih0)+A2exp(qih0)，其中，i大于等于2；T为水温；R为普适常数；H为亨利常数；dbi为第i曝气段气泡粒径；vbi为第i个曝气段的气泡实际上升速度；kLi为第i曝气段的臭氧传质系数，A1、A2、pi、qi为中间参数，中间参数的计算公式为：xi=-QlQgidbivbi6kLi,yi=1-QlQgiHRT+k1dbivbiSi6kLiQgi,zi=k1SiHRTQgi,]]>pi=-yi+yi2-4xizi2xi,qi=-yi-yi2-4xizi2xi,]]>m1=(HRT+dbivbipi6kLi)exp(pih0),]]>m2=(HRT+dbivbiqi6kLi)exp(qih0),]]>A1=Cl(i-1)exp(-k1V(i-1)Ql)-Cginm2m1-m2,]]>A2=Cginm1-Cl(i-1)exp(-k1V(i-1)Ql)m1-m2]]>其中，h0为臭氧接触池的水深，Si为第i个曝气段的横截面积；Vi为第i个反应段的体积；V(i‑1)为第(i‑1)个反应段体积；Qgi为第i个曝气段进气流量；C1(i‑1)为第(i‑1)曝气段的出水液相臭氧浓度，k1为臭氧一级反应动力学常数，Q1为进水流量；通过每个曝气段出水液相臭氧浓度与液面尾气余臭氧的浓度计算最终出水液相臭氧浓度及整个臭氧接触池的液面尾气余臭氧平均浓度，臭氧与待处理的水在i个曝气段和i个反应段反应之后，待处理的水从臭氧接触池的出口流出，部分臭氧余留在流出的水中，这部分臭氧的浓度为最终出水液相臭氧浓度，记为C’li，C’li的计算公式为：Cli′=Cliexp(-k1ViQl);]]>利用最终出水液相臭氧浓度及整个臭氧接触池的液面尾气余臭氧平均浓度优化臭氧接触池，整个臭氧接触池的液面尾气余臭氧平均浓度Cgout的计算公式如下：Cgout=Cg1Qg1+Cg2Qg2+Cg3Qg3......+CgiQgiQg1+Qg2+Qg3......+Qgi,]]>其中，Cgi为第i段曝气段液面尾气余臭氧浓度，Qgi为第i曝气段进气流量。