为什么夏季曝气池水温常常比进水还高2~3℃?
为什么夏季曝气池水温常常比进水还高2~3℃?
核心答案
不是太阳晒的。曝气池自己就是个放热反应器——微生物降解有机物放出的代谢热,是水温抬升的大头。加上鼓风机压缩热、脱水滤液和浓缩池上清液带回的高温液体,进水30℃、池子33℃这种情况太常见了。想降温先得知道热从哪来,否则遮阳网买回来一点用没有。
详细解析
代谢热是可以算出来的
好氧氧化每去除 1 kg COD 放热约 13.9 MJ。一座 5 万 m³/d 的厂,进水 COD 350 mg/L、出水 50 mg/L,一天去除 15 t COD,总放热 2.09×10⁸ kJ。这些热全进了水里,水的比热 4.18 kJ/(kg·℃),5×10⁷ kg 水对应的温升正好是 1.0 ℃。
这是硬底子,跑不掉。进水 COD 越高、去除率越高,这个数越大。工业园区污水厂进水 COD 800 以上的,光代谢热就能顶 2.3 ℃。
鼓风机压缩热没想象的大
罗茨风机出口 110130 ℃,离心机 90110 ℃,看着吓人。但算总量:气水比 5:1,5 万吨水配 25 万 Nm³ 空气,质量约 3.2×10⁵ kg,从 105 ℃ 降到 33 ℃,放热 2.3×10⁷ kJ,摊到水里只有 0.11 ℃。
也就是说压缩热只有代谢热的十分之一。它对风机房和管道是大问题,对水温不是。
真正被忽略的是回流液
脱水机滤液常年 3540 ℃——离心机剪切生热,带式机也有 32 ℃ 以上。浓缩池上清液夏季能到 34 ℃。这两股水量不大(占进水 13%),但温度高、而且是持续的。更要命的是这些回流液氨氮 200~600 mg/L,进生化池又要额外耗氧、额外产热。
太阳辐射呢?曝气池 2100 m² 水面,夏季晴天净辐射 18 MJ/(m²·d),日得热 3.8×10⁷ kJ,折 0.18 ℃,还要被蒸发和长波辐射抵消掉大半。基本可以忽略。
常见误区
以为水温高是被太阳晒的,就想搭遮阳棚。 算下来水面净得热不到 0.2 ℃,搭个几十万的遮阳棚白花钱,还挡了风影响自然散热。
以为鼓风机吹热风所以池子热,去给进气口做降温。 进气降温对风机本身有意义(提高效率、降低排温),对池温的影响只有 0.05 ℃ 量级。别把两件事混为一谈。
一说降温就上冷却塔。 一套能降 3 ℃ 的冷却系统,5 万吨水的换热量在 6×10⁸ kJ/d 量级,投资和电费都很吓人。先把脱水滤液的热掐掉,成本低一个数量级。
实践建议
- 同步测四个点温度:进水井、曝气池首端、曝气池末端、二沉池出水。上午 8 点和下午 4 点各一次,连测一周画曲线。首末端温差超过 1.5 ℃,说明沿程产热明显。
- 单独测脱水滤液和浓缩池上清液的温度与流量,按 Q×ρ×c×ΔT 算出这部分热负荷占比。很多厂算完发现占了三成。
- 滤液回流点如果直接接在生化池进水,改到调节池或初沉池前,让它先跟主流水混合降温再进生化。有条件的加一台小板换,用清水或再生水预冷。
- 池温超过 35 ℃ 才启动主动降温措施。33~35 ℃ 区间靠工艺调整(提 DO、缩 SRT)扛得住。
- 建热平衡台账:每月记一次进水温度、气温、池温、去除 COD 量,两年数据一对比,什么时候该动手心里就有数了。