(二)完全混合活性污泥法 1)主要特点:a可以方便地通过对FM的调节,使反应器内的有机物降解反应控制在最佳状态:b.进水一 进入曝气池,就立即被大量混合液所稀释,所以对冲击负荷有一定的抵抗能力:c适合于处理较高浓度的 有机工业废水。d问题:微生物对有机物的降解动力低,易产生污泥膨胀:处理水水质较差 2)主要结构形式:a合建式(曝气沉淀池):b.分建式 三)阶段曝气活性污泥法—一又称分段进水活性污泥法或多点进水活性污泥法 工艺流程主要特点:a废水沿池长分段注入曝气池,有机物负荷分布较均衡,改善了供养速率与需氧 速率间的矛盾,有利于降低能耗:b.废水分段注入,提高了曝气池对冲击负荷的适应能力。c.混合液中的活 性污泥浓度沿池长逐步降低,出流混合液的污泥较低,减轻二次沉淀池的负荷,有利于提高二次沉淀池固、 液分离效果。 (四)吸附再生活性污泥法——又称生物吸附法或接触稳定法 主要特点是将活性污泥法对有机污染物降解的两个过程一—吸附、代谢稳定,分别在各自的反应器内 进行。1)主要优点:a废水与活性污泥在吸附池的接触时间较短,吸附池容积较小,再生池接纳的仅是浓度 较高的回流污泥,因此,再生池的容积也是小的。吸附池与再生池容积只和仍低于传统法曝气池的容积, 建筑费用较低;b.具有一定的承受冲击负荷的能力,当吸附池的活性污泥遭到破坏时,可由再生池的污泥 予以补充。2)主要缺点:对废水的处理效果低于传统法:对溶解性有机物含量较高的废水,处理效果更差 (五)延时曝气活性污泥法—一—完全氧化活性污泥法 1)主要特点:a有机负荷率非常低,污泥持续处于内源代谢状态,剩余污泥少且稳定,勿需再进行处理;b 处理出水出水水质稳定性较好,对废水冲击负荷有较强的适应性:c在某些情况下,可以不设初次沉淀池。 2)主要缺点:池容大、曝气时间长,建设费用和运行费用都较高,而且占地大:一般适用于处理水质要求 高的小型城镇污水和工业污水,水量一般在100m3/d以下。 (六)高负荷活性污泥法——又称短时曝气法或不完全曝气活性污泥法 主要特点:有机负荷率高,曝气时间短,对废水的处理效果较低:在系统和曝气池的构造等方面与传统法 相同。 (七)纯氧曝气活性污泥法 主要特点:a纯氧中氧的分压比空气约高5倍,纯氧曝气可大大提高氧的转移效率:b.氧的转移率可提高到 80-90%,而一般的鼓风曝气仅为10%左右;c可使曝气池内活性污泥浓度高达40007000ng,能够大大提 高曝气池的容积负荷:d剩余污泥产量少,SⅥI值也低,一般无污泥膨胀之虑 (八)浅层低压曝气法一—又称Inka曝气法 1)理论基础:只有在气泡形成和破碎的瞬间,氧的转移率最高,因此,没有必要延长气泡在水中的上升距 离:2)其曝气装置一般安装在水下0.8-09米处,因此可以采用风压在1米以下的低压风机,动力效率较高 可达180~260kgo/kwh:3)其氧转移率较低,一般只有2.5%;4)池中设有导流板,可使混合液呈循环流动 状态。 (九)深水曝气活性污泥法 1)主要特点:a曝气池水深在7-8m以上,b由于水压较大,氧的转移率可以提高,相应也能加快有机物的 降解速率:ε占地面积较小。2)一般有两种形式:a深水中层曝气法(空气扩散装置设在深4m左右处) b深水深层曝气法(空气扩散装置仍设于池底部) (十)深井曝气活性污泥法——又称超深水曝气法 1)工艺流程:一般平面呈圆形,直径约介于1~6m,深度一般为50~150m。2)主要特点:a氧转移率高, 为常规法的10倍以上:b.动力效率高,占地少,易于维护运行:c耐冲击负荷,产泥量少:d一般可以不 建初次沉淀池:c但受地质条件的限制
16 （二）完全混合活性污泥法 1）主要特点：a.可以方便地通过对 F/M 的调节，使反应器内的有机物降解反应控制在最佳状态；b.进水一 进入曝气池，就立即被大量混合液所稀释，所以对冲击负荷有一定的抵抗能力；c.适合于处理较高浓度的 有机工业废水。d.问题：微生物对有机物的降解动力低，易产生污泥膨胀；处理水水质较差。 2）主要结构形式：a.合建式（曝气沉淀池）：b.分建式 （三）阶段曝气活性污泥法——又称分段进水活性污泥法或多点进水活性污泥法 工艺流程主要特点：a.废水沿池长分段注入曝气池，有机物负荷分布较均衡，改善了供养速率与需氧 速率间的矛盾，有利于降低能耗；b.废水分段注入，提高了曝气池对冲击负荷的适应能力。c.混合液中的活 性污泥浓度沿池长逐步降低，出流混合液的污泥较低，减轻二次沉淀池的负荷，有利于提高二次沉淀池固、 液分离效果。 （四）吸附再生活性污泥法——又称生物吸附法或接触稳定法。 主要特点是将活性污泥法对有机污染物降解的两个过程——吸附、代谢稳定，分别在各自的反应器内 进行。1)主要优点：a.废水与活性污泥在吸附池的接触时间较短，吸附池容积较小，再生池接纳的仅是浓度 较高的回流污泥，因此，再生池的容积也是小的。吸附池与再生池容积只和仍低于传统法曝气池的容积， 建筑费用较低；b.具有一定的承受冲击负荷的能力，当吸附池的活性污泥遭到破坏时，可由再生池的污泥 予以补充。2)主要缺点：对废水的处理效果低于传统法；对溶解性有机物含量较高的废水，处理效果更差。 （五）延时曝气活性污泥法——完全氧化活性污泥法 1)主要特点：a.有机负荷率非常低，污泥持续处于内源代谢状态，剩余污泥少且稳定，勿需再进行处理；b. 处理出水出水水质稳定性较好，对废水冲击负荷有较强的适应性；c.在某些情况下，可以不设初次沉淀池。 2)主要缺点：池容大、曝气时间长，建设费用和运行费用都较高，而且占地大；一般适用于处理水质要求 高的小型城镇污水和工业污水，水量一般在 1000m3 /d 以下。 （六）高负荷活性污泥法——又称短时曝气法或不完全曝气活性污泥法 主要特点：有机负荷率高，曝气时间短，对废水的处理效果较低；在系统和曝气池的构造等方面与传统法 相同。 （七）纯氧曝气活性污泥法 主要特点：a.纯氧中氧的分压比空气约高 5 倍，纯氧曝气可大大提高氧的转移效率；b.氧的转移率可提高到 80-90%，而一般的鼓风曝气仅为 10%左右；c.可使曝气池内活性污泥浓度高达 40007000mg/l，能够大大提 高曝气池的容积负荷；d.剩余污泥产量少，SVI 值也低，一般无污泥膨胀之虑。 （八）浅层低压曝气法——又称 Inka 曝气法 1)理论基础：只有在气泡形成和破碎的瞬间，氧的转移率最高，因此，没有必要延长气泡在水中的上升距 离；2)其曝气装置一般安装在水下 0.80.9 米处，因此可以采用风压在 1 米以下的低压风机，动力效率较高， 可达 1.802.60kgO2/kw.h；3)其氧转移率较低，一般只有 2.5%；4)池中设有导流板，可使混合液呈循环流动 状态。 （九）深水曝气活性污泥法 1)主要特点：a.曝气池水深在 78m 以上，b.由于水压较大，氧的转移率可以提高，相应也能加快有机物的 降解速率；c.占地面积较小。2)一般有两种形式：a.深水中层曝气法（空气扩散装置设在深 4m 左右处）； b.深水深层曝气法（空气扩散装置仍设于池底部）。 （十）深井曝气活性污泥法——又称超深水曝气法 1)工艺流程：一般平面呈圆形，直径约介于 16m，深度一般为 50150m。2)主要特点：a.氧转移率高，约 为常规法的 10 倍以上；b.动力效率高，占地少，易于维护运行；c.耐冲击负荷，产泥量少；d.一般可以不 建初次沉淀池；e.但受地质条件的限制
各种活性污泥法的设计参数(处理城市污水仅为参考值) 传统活性污泥法 完全混合活性污泥法 BODS-SS负荷 0.2~04 0.2~0.6 0.2~04 (kg BODs/kgMLSS. d) 容积负荷( kgBODs/m3d) 0.3~0.6 08-2.0 0.6~1 MLSS(mg) 1500~3000 3000~6000 2000~3500 ALVSS(mg/D) 1200-2400 2400~4800 1600~2800 回流比(%) 25~100 25-75 曝气时间HRI(h) BODs去除率(%) 85~95 85~90 85~90 设计参数 吸附再生活性污泥法 延时曝气活性污泥法 高负荷活性污泥法 BODS-SS负荷 0.2~0.6 0.05~0.15 15~50 容积负荷( kgBODs/m3d) 1.0~1.2 0.1~04 1.2-24 污泥龄(d 5~15 20-30 0.25~2.5 MLSS(mg/ 吸附池1000~3000 3000~6000 200~500 再生池4000-10000 MLVSS(mg/) 吸附池800-2400 2400~4800 再生池3200~8000 回流比(%) 25~100 75~100 曝气时间HRTh) 附池0.5-1.0 1.5~3.0 再生池3~6 BODs去除率(% 80-90 6075 设计参数 纯氧曝气活性污泥法 深井曝气活性污泥法 BODs-SS负荷 0.4~1.0 1.0~1.2 容积负荷( kgBOds/m3d) 2.0-3.2 3.0-3.6 污泥龄(d) 15 MLSS(mg/l) 6000~10000 3000~5000 MLVSS(mg/) 4000~6500 2400-4000 25~50 曝气时间HRTh) 15~3.0 1.0~2.0 溶解氧浓度DO(mg/) 610 BODs去除率(%) 75-95 85-90 2.2.1.5活性污泥系统的曝气 曝气池的型式与构造 (一)曝气池的分类:根据混合液在曝气池内的流态,可分为推流式、完全混合式和循环混合式三种;根据 曝气方式,可分为鼓风曝气池、机械曝气池以及二者联合使用的机械——鼓风曝气池:根据曝气池的形状 可分为长方廊道形、圆形、方形以及环状跑道形等四种;根据曝气池与二沉池之间的关系,可分为合建式 (即曝气沉淀池)和分建式两种
17 各种活性污泥法的设计参数(处理城市污水,仅为参考值) 设计参数 传统活性污泥法 完全混合活性污泥法 阶段曝气活性污泥法 BOD5—SS 负荷 (kgBOD5/kgMLSS.d) 0.20.4 0.20.6 0.20.4 容积负荷(kgBOD5/m3 .d) 0.30.6 082.0 0.61.0 污泥龄(d) 515 515 515 MLSS(mg/l) 15003000 30006000 20003500 MLVSS(mg/l) 12002400 24004800 16002800 回流比(%) 2550 25100 2575 曝气时间 HRT(h) 48 35 38 BOD5去除率(%) 8595 8590 8590 设计参数 吸附再生活性污泥法 延时曝气活性污泥法 高负荷活性污泥法 BOD5—SS 负荷 (kgBOD5/kgMLSS.d) 0.20.6 0.050.15 1.55.0 容积负荷(kgBOD5/m3 .d) 1.01.2 0.10.4 1.22.4 污泥龄(d) 515 2030 0.252.5 MLSS(mg/l) 吸附池 10003000 再生池 400010000 30006000 200500 MLVSS(mg/l) 吸附池 8002400 再生池 32008000 24004800 160400 回流比(%) 25100 75100 515 曝气时间 HRT(h) 吸附池 0.51.0 再生池 36 1848 1.53.0 BOD5去除率(%) 8090 95 6075 设计参数 纯氧曝气活性污泥法 深井曝气活性污泥法 BOD5—SS 负荷 (kgBOD5/kgMLSS.d) 0.41.0 1.01.2 容积负荷(kgBOD5/m3 .d) 2.03.2 3.03.6 污泥龄(d) 515 5 MLSS(mg/l) 600010000 30005000 MLVSS(mg/l) 40006500 24004000 回流比(%) 2550 4080 曝气时间 HRT(h) 1.53.0 1.02.0 溶解氧浓度 DO(mg/l) 610 SVI(ml/g) 3050 BOD5去除率(%) 7595 8590 2.2.1.5 活性污泥系统的曝气 一、曝气池的型式与构造 (一)曝气池的分类：根据混合液在曝气池内的流态，可分为推流式、完全混合式和循环混合式三种；根据 曝气方式，可分为鼓风曝气池、机械曝气池以及二者联合使用的机械⎯⎯鼓风曝气池；根据曝气池的形状， 可分为长方廊道形、圆形、方形以及环状跑道形等四种；根据曝气池与二沉池之间的关系，可分为合建式 （即曝气沉淀池）和分建式两种
(二)曝气池的流态一一推流式、完全混合式、循环混合式 l、推流式曝气池 2、完全混合式曝气池 3、循环混合式曝气池:—氧化沟 (三)曝气池的构造 曝气池在构造上应满足曝气充氧、混合的要求,因此,曝气池的构造首先取决于曝气方式和所采用的 曝气装置。 二、曝气的原理、方法及设备 一)曝气的原理 1.曝气的作用:①充氧:向活性污泥微生物提供足够的溶解氧,以满足其在代谢过程中所需的氧量。②搅 动混合:使活性污泥在曝气池内处于剧烈搅动的悬浮状态能够与废水充分接触。 2.氧转移的理论基础:双膜理论模型的示意图:(或称氧转移模式图(双膜理论)) 层流边界层层流 紊流 紊流 P P C 气相主体 气膜液膜 液相主体 KL(C-C)(1)式中:Ka—氧总转移系数,b,此值表示在曝气过程中氧的总传 递性,当传递过程中阻力大,则K值低,反之则K值高。Kn的倒数的单位为(h),它所表示 的是曝气池中溶解氧浓度从C提高到C所需要的时间。为了提高dCat值,可以从两方面考虑:①提高Ka 值——加强液相主体的紊流程度,降低液膜厚度,加速气、液界面的更新,增大气、液接触面积等。②提 高C值——提高气相中的氧分压,如采用纯氧曝气、深井曝气等。 氧总转移系数(Ka)的求定:氧总转移系数(Ka)是计算氧转移速率的基本参数,一般通过试 将式(1)整理,得 =K . dt (2),积分后得: 换成的以10为底,则 C.-C、K (4),式中:C—一当t=0时,液体主体中的溶解氧浓度(mg/1) C—一当t=t时,液体主体中的溶解浓度(ng/1):C—是在实际水温、当地气压下溶解氧在液相主体中饱 和浓度(mg/1)。由式(4)可见C-C与t之间存在着直线关系,直线的斜率即为K/2.3 测定KL值的方法与步骤如下:①向受试清水中投加NaSO2和CoCl2,以脱除水中的氧:②当水中溶解 氧完全脱除后,开始曝气充氧,一般每隔10分钟取样一次,取610次,测定水样的溶解氧:④计算C,-Co
18 (二)曝气池的流态——推流式、完全混合式、循环混合式 1、推流式曝气池 2、完全混合式曝气池 3、循环混合式曝气池：⎯⎯氧化沟 (三)曝气池的构造 曝气池在构造上应满足曝气充氧、混合的要求，因此，曝气池的构造首先取决于曝气方式和所采用的 曝气装置。 二、曝气的原理、方法及设备 (一)曝气的原理 1.曝气的作用：充氧：向活性污泥微生物提供足够的溶解氧，以满足其在代谢过程中所需的氧量。搅 动混合：使活性污泥在曝气池内处于剧烈搅动的悬浮状态能够与废水充分接触。 2.氧转移的理论基础： 双膜理论模型的示意图：(或称氧转移模式图（双膜理论）) ( ) KLa Cs Ci dt dC = − （1） 式中： KLa ——氧总转移系数，h -1，此值表示在曝气过程中氧的总传 递性，当传递过程中阻力大，则 KLa 值低，反之则 KLa 值高。 KLa 的倒数 1/KLa的单位为（h），它所表示 的是曝气池中溶解氧浓度从 Cl 提高到 Cs所需要的时间。为了提高 dC/dt 值，可以从两方面考虑：①提高 KLa 值——加强液相主体的紊流程度，降低液膜厚度，加速气、液界面的更新，增大气、液接触面积等。②提 高 Cs 值——提高气相中的氧分压，如采用纯氧曝气、深井曝气等。 氧总转移系数（ KLa ）的求定：氧总转移系数（ KLa ）是计算氧转移速率的基本参数，一般通过试 验求得。 将式（1）整理，得： K dt C C La dC s = − （2），积分后得： K t C C C C La s t s = − − 0 ln （3）， 换成的以 10 为底，则 t K C C C C La s t s = − − 2.3 lg( ) 0 (4)，式中：C0——当t=0时，液体主体中的溶解氧浓度(mg/l)； Ct——当 t=t 时，液体主体中的溶解浓度(mg/l)；Cs——是在实际水温、当地气压下溶解氧在液相主体中饱 和浓度(mg/l)。由式（4）可见 − − s t s C C C C0 lg 与 t 之间存在着直线关系，直线的斜率即为 KLa/2.3。 测定 KLa 值的方法与步骤如下：向受试清水中投加 Na2SO3和 CoCl2，以脱除水中的氧；当水中溶解 氧完全脱除后，开始曝气充氧，一般每隔 10 分钟取样一次，取 6~10 次，测定水样的溶解氧；计算 s t s C C C C − − 0 边界层 紊流 层流 层流 紊流 yg yi CL Ci Pi Pg 气膜 液膜 气相主体 液相主体
值,绘制1C=C与t之间的关系曲线,直线的斜率即为K/2.3 氧转移速率的影响因素 标准氧转移速率一一指脱氧清水在20°C和标准大气压条件下测得的氧转移速率,一般以R0表示 (kgO功h) 实际氧转移速率——以城市废水或工业废水为对象,按当地实际情况(指水温、气压等)进行测定, 所得到的为实际氧转移速率,以R表示,单位为 koH。 影响氧转移速率的主要因素:一一废水水质、水温、气压等 a.水质对氧总转移系数(KL)值的影响:废水中的污染物质将增加氧分子转移的阻力,使Ku值降低:为 此引入系数a,对Ku值进行修正:KL=a·K1式中Kam—废水中的氧总转移系数:a值可以通 过试验确定,一般α=0.8-0.85 b.水质对饱和溶解氧浓度(C)的影响:废水中含有的盐分将使其饱溶解氧浓度降低,对此,以系数 以修正:Cm=BC,式中Cm一废水的饱和溶解氧浓度,mg/;值一般介于09097之间 c水温对氧总转移系(KLa)的影响:水温升高,液体的粘滞度会降低,有利于氧分子的转移,因此KL值 将提高:水温降低,则相反。温度对K值的影响以下式表示:KLn=K20×1024-0式中 K1a)和K1a(20-—分别为水温T℃和20C°时的氧总转移系数:T一一设计水温°C d水温对水的饱和溶解氧化浓度(C)的影响:水温升高,C:值就会下降,在不同温度下,蒸馏水中的饱 和溶解氧浓度可以从表中查出。 e.压力对水中饱和溶解氧浓度(C)值的影响:压力增高,Cs值提高,C:值与压力(P)之间存在着如下关 系:Cm=Cm10310=pcm,其中P=1.013×10,对鼓风哪气统,曝气装置 是被安装在水面以下,其C值以扩散装置出口和混合液表面两处饱和溶解氧浓度的平均值Cm计算,如下 所示:C23+C)号c1}+mm]式中O一从气池逸出气体中含氧量的自分率, O=21-E)其中E—氧利用率,%,一般在6%12%之间:P一一安装曝气装置处的绝 E 对压力,可以按下式计算:B=P+9.8×10×H,P曝气池水面的大气压力,P=1.013×105Pa H——曝气装置距水面的距离,m。 4.氧转移速率与供气量的计算: A.氧转移速率的计算: 标准氧转移速度(8)为R=边=km(m0-C=mCm,式中 水中的溶解氧浓度,对于脱氧清水C=0:一曝气池的体积,(m3)为求得水温为T,压力为P条件下 的废水中的实际氧转移速率(R),则需对上式加以修正,需引入各项修正系数,即: R=a-Klazo 1.0240-20)( B p- Cmn -C) V 因此 R/R为 R a1024 般来说:RoR=1.33~1.61
19 值，绘制 − − s t s C C C C0 lg 与 t 之间的关系曲线，直线的斜率即为 KLa/2.3。 3.氧转移速率的影响因素： 标准氧转移速率——指脱氧清水在 20C 和标准大气压条件下测得的氧转移速率，一般以 R0 表示 （kgO2/h）； 实际氧转移速率——以城市废水或工业废水为对象，按当地实际情况（指水温、气压等）进行测定， 所得到的为实际氧转移速率，以 R 表示，单位为 kgO2/h。 影响氧转移速率的主要因素：——废水水质、水温、气压等 a. 水质对氧总转移系数（KLa）值的影响：废水中的污染物质将增加氧分子转移的阻力，使 KLa值降低；为 此引入系数，对 KLa 值进行修正： KLaw KLa = 式中 KLaw——废水中的氧总转移系数；值可以通 过试验确定，一般 = 0.80.85 b. 水质对饱和溶解氧浓度（Cs）的影响：废水中含有的盐分将使其饱溶解氧浓度降低，对此，以系数加 以修正： Csw Cs = ，式中 Csw——废水的饱和溶解氧浓度，mg/l；值一般介于 0.90.97 之间。 c.水温对氧总转移系（KLa）的影响：水温升高，液体的粘滞度会降低，有利于氧分子的转移，因此 KLa 值 将提高；水温降低，则相反。温度对 KLa 值的影响以下式表示： ( 20) ( ) (20) 1.024 − = T KLa T KLa 式中 KLa（T）和 KLa（20）——分别为水温 TC 和 20C时的氧总转移系数；T——设计水温 C； d.水温对水的饱和溶解氧化浓度（Cs）的影响：水温升高，Cs 值就会下降，在不同温度下，蒸馏水中的饱 和溶解氧浓度可以从表中查出。 e．压力对水中饱和溶解氧浓度（Cs）值的影响：压力增高，Cs 值提高，Cs 值与压力(P)之间存在着如下关 系： ( ) (760) 5 (760) 1.013 10 s P s Cs P C C = = ， 其中 5 1.01310 = P ，对于鼓风曝气系统，曝气装置 是被安装在水面以下，其 Cs值以扩散装置出口和混合液表面两处饱和溶解氧浓度的平均值 Csm 计算，如下 所示： ( ) = + = + 1 2 5 2 21 1.013 10 1 2 1 t b sm s s s O P C C C C ， 式中 Ot——从曝气池逸出气体中含氧量的百分率，%； ( ) ( ) A A t E E O + − − = 79 21 1 21 1 其中 EA——氧利用率，%，一般在 6%12%之间；Pb——安装曝气装置处的绝 对压力，可以按下式计算： Pb = P + H 3 9.8 10 ，P——曝气池水面的大气压力，P＝1.013×105 Pa； H——曝气装置距水面的距离，m。 4. 氧转移速率与供气量的计算： A．氧转移速率的计算： 标准氧转移速度（R0）为： V K (C C ) V K C V dt dC R La sm L La sm = = − = 0 (20) (20) (20) (20) ，式中 CL—— 水中的溶解氧浓度，对于脱氧清水 CL=0; V——曝气池的体积，（m 3）；为求得水温为 T，压力为 P 条件下 的废水中的实际氧转移速率（ R ）， 则 需 对 上 式 加 以 修 正 ， 需 引 入 各 项 修 正 系 数 ， 即 ： R K ( Csm T CL ) V T La = − − ( ) ( 20) (20) 1.024 ，因此， R0/R 为 ： ( ) sm T L T sm C C C R R − = − ( ) ( 20) 0 (20) 1.024 ，一般来说：R0/R = 1.331.61
将上式重写:R0 R·C a·1.02420)· m-C)(2,式中C曝气池混合液中的溶解 浓度,一般按2mg来考虑 B氧转移效率与供气量的计算: 0氧转移效率:EA=n,式中E一氧转移效率,一般的百分比表示:O—供氧量,kO2m O4=G,×21%×131=028G,21%氧在容气中的占的百分比:1.331-20°时氧的容重,kgm G一一供氧量,m3h。 ②供气量Gx (27) 0.28×E 对于鼓风曝气系统,各种曝气装置的EA值是制造厂家通过清水试验测出的,随产品向用户提供 对于机械曝气系统,先求出的R0值,又称为充氧能力,厂家也会向用户提供其设备的R0值。 ③需氧量:活性污泥系统中的供氧速率与耗氧速率应保持平衡,因此,曝气池混合液的需氧量应等于供氧 量。需氧量是可以根据下式求得:O2=dS,+bX,(28) 5.曝气系统设计的一般程序: A.鼓风曝气系统:①求风量即供气量:由式(28)求得需氧速率O2根据供氧速率=需氧速率,则有: A0,根式(2)求得标氧转移速R=a1024(31x_-c 根据式(27)求 得供气量G,=~、An (m3aD)G:m3mi:②求要求的风压(风机出口风压):根据管路系 28 统的沿程阻力、局部阻力、静水压力再加上一定的余量,得到所要求的最小风压。③根据风量与风压选择 合适的风机。 B.机械曝气系统:充氧能力Ro的计算:根据式(28)求得需氧量O2:R=O2 R C R0=a10242-30、p~C/而根据值选配合适的机械曝气设备 (二)曝气方法与设备 1.曝气装置的分类:曝气装置,又称为空气扩散装置,是活性污泥处理系统的重要设备,按曝气方式可以 将其分为鼓风曝气装置和表面曝气装置两种 技术性能指标:动力效率(E):每消耗1度电转移到混合液中的氧量(kgO2/kwh):氧的利用率(EA) 又称氧转移效率,是指通过鼓风曝气系统转移到混合液中的氧量占总供氧量的百分比(%):充氧能力(Ro) 通过表面机械曝气装置在单位时间内转移到混合液中的氧量(kgO2h) 2.鼓风曝气装置:鼓风曝气系统由鼓风机、空气输送管道以及曝气装置所组成。鼓风曝气装置可分为:(微) 小气泡型、中气泡型、大气泡型、水力剪切型、水力冲击型等 a.(微)小气泡型曝气装置:由微孔透气材料(陶土、氧化铝、氧化硅或尼龙等)制成的扩散板、扩散盘 散管等:气泡直径在2mm以下(气泡在200um以下者,为微孔):氧的利用率较高,E=15~25 动力效率在2kgO3/kwh以上:缺点:易堵塞,空气需经过滤处理净化,扩散阻力大 b.中气泡型曝气装置:气泡直径为2-6mm。①穿孔管:②新型中气泡型曝气装置 c水力剪切型空气扩散装置:利用装置本身的构造特点,产生水力剪切作用,将大气泡切割成小气泡,增 加气液接触面积,达到提高效率的目的。②固定螺旋曝气器
20 将上式重写： ( ) sm T L T sm C C R C R − = − ( ) ( 20) (20) 0 1.024 (24)，式中 CL——曝气池混合液中的溶解 氧浓度，一般按 2mg/l 来考虑。 B.氧转移效率与供气量的计算： 氧转移效率： c A O R E 0 = ，式中 EA——氧转移效率，一般的百分比表示；OC——供氧量，kgO2/h； OC Gs Gs = 21% 1.331 = 0.28 ，21%——氧在容气中的占的百分比；1.331——20C 时氧的容重，kg/m3； Gs ——供氧量，m 3 /h。 供气量 Gs： A s E R G = 0.28 0 （27） 对于鼓风曝气系统，各种曝气装置的 EA 值是制造厂家通过清水试验测出的，随产品向用户提供； 对于机械曝气系统，先求出的 R0值，又称为充氧能力，厂家也会向用户提供其设备的 R0值。 需氧量：活性污泥系统中的供氧速率与耗氧速率应保持平衡，因此，曝气池混合液的需氧量应等于供氧 量。需氧量是可以根据下式求得： r VXv O a'QS b' 2 = + (28) 5．曝气系统设计的一般程序： A.鼓风曝气系统：求风量即供气量： 由式(28)求得需氧速率 O2 根据供氧速率 =需氧速率，则有： R=O2，根据式（24）求得标准氧转移速率 R0： ( ) sm T L T sm C C R C R − = − ( ) ( 20) (20) 0 1.024 ，根据式（27）求 得供气量 A s E R G = 0.28 0 （m 3 /d） Gs’ (m3 /min)；求要求的风压（风机出口风压）：根据管路系 统的沿程阻力、局部阻力、静水压力再加上一定的余量，得到所要求的最小风压。根据风量与风压选择 合适的风机。 B. 机 械 曝 气 系 统 ： 充 氧 能 力 R0 的 计 算 ： 根 据 式 （ 28 ） 求 得 需 氧 量 O2 ； R=O2 ； ( ) s T L T s C C R C R − = − ( ) ( 20) (20) 0 1.024 ，进而根据 R0值选配合适的机械曝气设备。 (二)曝气方法与设备 1．曝气装置的分类：曝气装置，又称为空气扩散装置，是活性污泥处理系统的重要设备，按曝气方式可以 将其分为鼓风曝气装置和表面曝气装置两种。 技术性能指标：动力效率（Ep）：每消耗 1 度电转移到混合液中的氧量（kgO2/kw.h）；氧的利用率（EA）： 又称氧转移效率，是指通过鼓风曝气系统转移到混合液中的氧量占总供氧量的百分比（%）；充氧能力（R0）： 通过表面机械曝气装置在单位时间内转移到混合液中的氧量（kgO2/h）。 2．鼓风曝气装置：鼓风曝气系统由鼓风机、空气输送管道以及曝气装置所组成。鼓风曝气装置可分为：（微） 小气泡型、中气泡型、大气泡型、水力剪切型、水力冲击型等 a. （微）小气泡型曝气装置：由微孔透气材料（陶土、氧化铝、氧化硅或尼龙等）制成的扩散板、扩散盘 和扩散管等；气泡直径在 2mm 以下（气泡在 200m 以下者，为微孔）；氧的利用率较高，EA=1525%， 动力效率在 2 kgO2/kw.h 以上；缺点：易堵塞，空气需经过滤处理净化，扩散阻力大。 b.中气泡型曝气装置：气泡直径为 26mm。①穿孔管：②新型中气泡型曝气装置： c.水力剪切型空气扩散装置：利用装置本身的构造特点，产生水力剪切作用，将大气泡切割成小气泡，增 加气液接触面积，达到提高效率的目的。②固定螺旋曝气器