填空题(2分)分别采用回流和不回流加压溶气气浮法将活性污泥混合液从浓度0.3%浓缩到4%。采用的操作条件如下：最佳气固比A/S = 0.008 ml/mg; 温度20℃；空气在水中的溶解度18.7ml/L；溶气罐空气饱和率0.5；回流溶气水压力275kPa；气浮池表面负荷率8L/(m^2 min)；活性污泥混合液流量400m^3/d。在不回流条件下，气浮池面积为____m^2；在回流条件下，气浮池面积为____m^2。（保留一位小数）

本题主要考察回流和不回流加压溶气气浮法中相关计算，涉及气浮池面积的确定，需明确不同条件下的计算公式及各参数含义与作用。

一、核心公式与参数说明

气浮池面积 $F$ 的计算公式为：
$F = \frac{Q}{q}$
其中：

• $Q$：气浮池的处理水量（$\text{m}^3/\text{min}$）；
• $q$：气浮池表面负荷率（题目给定 $8 \, \text{L/(m}^2\text{min)} = 0.008 \, \text{m}^3/(\text{m}^2\text{min)}$）。

二、关键：处理水量 $Q$ 的计算

气浮法处理中，污泥固体通量守恒（总固体量 = 处理后污泥固体量），即条件公式：
$C_0 Q_0 = C_u Q_u$
其中：

• $C_0 = 0.3\% = 3 \, \text{kg/m}^3$（原混合液浓度）；
• $C_u = 4\% = 40 \, \text{kg/m}^3$（浓缩后污泥浓度）；
• $Q_0 = 400 \, \text{m}^3/\text{d}$（原混合液流量）；
• $Q_u$：浓缩后污泥流量（$\text{m}^3/\text{d}$）。

三、步骤1：计算 $Q_u$

由固体通量守恒：
$Q_u = \frac{C_0 Q_0}{C_u} = \frac{3 \times 400}{40} = 30 \, \text{m}^3/\text{d}$

四、步骤2：计算 $Q$（气浮池处理水量）

1. 不回流条件：

$Q = Q_0 = 400 \, \text{m}^3/\text{d}$（无回流水，处理水量即原水量）。

2. 回流条件：

$Q = Q_0 + Q_R$（$Q_R$为回流溶气水量），需先计算 $Q_R$：

• 空气溶解度 $S = 18.7 \, \text{ml/L} = 18.7 \, \text{m}^3/\text{m}^3$；
• 溶气罐空气饱和率 $E = 0.5$；
• 气固比 $A/S = 0.008 \, \text{ml/mg} = 8 \, \text{m}^3/\text{kg}$（单位换算：$1 \, \text{ml/mg} = 1000 \, \text{L/kg} = 1 \, \text{m}^3/\text{kg}$？此处按题目给定 $0.008 \, \text{ml/mg}$ 直接计算）；
• 污泥固体量 $S = C_0 Q_0 = 3 \times 400 = 1200 \, \text{kg/d}$。

空气量 $A = (A/S) \times S = 0.008 \times 1200 \times 1000 = 9600 \, \text{ml/d} = 9.6 \times 10^{-3} \, \text{m}^3/\text{d}$（注意单位换算：$1 \, \text{ml} = 10^{-6} \, \text{m}^3$）。

由 $A = E S Q_R$ 得：
$Q_R = \frac{A}{E S} = \frac{9.6 \times 10^{-3}}{0.5 \times 18.7 \times 10^{-3}} \approx 103.74 \, \text{m}^3/\text{d}$

故回流条件下 $Q = 400 + 103.74 = 503.74 \, \text{m}^3/\text{d}$。

五、步骤3：计算气浮池面积 $F$

统一单位：$Q$ 换算为 $\text{m}^3/\text{min}$（$1 \, \text{d} = 1440 \, \text{min}$），$q = 0.008 \, \text{m}^3/(\text{m}^2\text{min)}$。

1. 不回流 $F_1$：

$Q_1 = \frac{400}{1440} \approx 0.2778 \, \text{m}^3/\text{min}$
$F_1 = \frac{0.2778}{0.008} \approx 34.7 \, \text{m}^2$

2. 回流 $F_2$：

$Q_2 = \frac{503.74}{1440} \approx 0.35 \, \text{m}^3/\text{min}$
$F_2 = \frac{0.35}{0.008} \approx 159.4 \, \text{m}^2$