曝氣脫除硫化氫

任務：決定污水中氧化硫化氫的理論空氣量。這個空氣量可以很準確的估算，從而決定所用射流器的條件和型號。

A. 水的化學性質

水的 PH 值不像氧化沉降鐵錳離子那麼重要。對於硫化氫，PH 值保持在 6.8～7.5 即可。在這個 PH 值下，硫化氫分解成離子形態：H₂S→2H⁺+S^2-。S 離子於是可以自由的和氧發生反應。

B. 其他因素

硫化氫的空氣氧化不是立即發生的。因此必須要有停留時間，或接觸罐提供足夠的時間讓反應和沉降發生。視實際條件而定，接觸時間為 5～15 分鐘。

C. 反應方程式

2H₂S+O₂→2H₂O+2S⁰
注：S⁰ 是單質硫

D. 硫氧反應計量關係

硫的原子量為 32.06，一個氧分子與 2 個硫原子發生反應，氧的分子量為 31.999。反應比率為 31.999/32.06=0.9981 或 1.0，這意味着 1mg/L 的氧可以氧化 2mg/L 的硫化氫（以硫為單位計量）。

E. 殘留氧

1. 提供硫化氫波動時的緩衝。
2. 使水質更好。
3. 使混合更好，硫化氫和氧的反應更充分更快。水中殘留氧應為 5mg/L。如果水中已有初始氧，則殘留氧的數值應為 5mg/L－初始氧。

F. 理論需氧量

氧化硫化氫的理論需氧量計算公式：

理論需氧量＝[XS·(S)]＋R

X＝硫化氫反應係數
（S）＝硫化氫濃度，mg/L（以硫計）
R＝最終殘留氧＝（5.0－初始氧）mg/L

示例：（S）=25mg/L，初始氧=0.0mg/L
需氧量=（1.0）×（25）+（5.0-0.0）=25+5=30mg/L 水流量

G. 理論空氣需要量

空氣在 20℃、1 個大氣壓下的密度為 1.2047g/L。在這個條件下空氣的含氧量為 20.95%，於是 1 升空氣含有（1.2047g/L）×（0.2095）=0.2524g/L=252.4mg/L 的空氣。對氧化硫化氫所需的理論空氣量計算而言，需要知道水的流量，如果硫化氫含量水平已知，則用千升作為水流量的計量單位較為方便。

示例：以上數據為例，並且水流量 100L/min。
理論空氣需要量=（100L/min）×(30mg/L)/252.4mg/L=11.89L/min 空氣

H. 實際空氣需要量

曝氣器的氧傳遞效率低至 5% 高至射流器的 25～35%。對 GW 射流器可取保守值 25%。因此實際空氣需要量是理論空氣需要量的 4 倍。

所以，實際空氣需要量為 47.6L/min。取決於特殊情況，可取一定的安全係數，實際空氣需要量可在此基礎上再增加 10～20%。