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曝气的作用及曝气方式曝气方式：三种鼓风曝气式机械曝气：纵轴表面曝气、横轴表面曝气鼓风+机械曝气六、曝气设备曝气设备基本要求:产生并维持有效的汽水接触，并且在生物氧化作用不断消耗氧气的情况下保持水中一定的溶解氧浓度。在曝气区内产生足够的混合作用和水的循环流动。维持液体的足够速度，以使水中的生物固体处于悬浮状态。不易堵塞、耐腐蚀，布气均匀，操作简便，成本低，使用寿命长等，曝气类型：大体分为两类，即鼓风曝气和机械曝气。鼓风曝气(Blower)：指采用曝气器——扩散板或扩散管在水中引入气泡的曝气方式。机械曝气(Mechanicalaerator)：指利用叶轮等机械设备引入气泡的方式。机械曝气又可以分为两类，即表面曝气机(surfaceaerator)，和淹没的叶轮曝气机。表面曝气机直接从空气中吸入氧气，设备比较简单，较为常用。1.鼓风曝气的组成空气净化器鼓风机空气输配管系统扩散器(Diffuser)鼓风机供应压缩空气风量要满足生化反应所需的氧量和能保持混合液悬浮固体呈悬浮状态。风压要满足克服管道系统和扩散器的摩阻损耗以及扩散器上部的静水压。罗茨鼓风机(RootsBlower)：适用于中小型污水厂，提供压头大，噪声大，必须采取消音、隔音措施。离心式鼓风机(Centrinfugalblower)：提供压头小，噪声小，效率高，适用于大中型污水厂。罗茨鼓风机(RootsBlower)简介它是由两台AR系列标准罗茨鼓风机串联而成，流量：2.16～433m3/min压力：98～196kPaTAR系列罗茨鼓风机流量：0.76～900m3/min升压：9.8～98kPa流量随压力变化小整机振动小噪声低体积小、重量轻、操作维护方便AR系列罗茨鼓风机SLW三叶罗茨鼓风机L系列罗茨鼓风机流量：2.0～110m3/h全压：1300～34000PaL93WD罗茨鼓风机离心式鼓风机SME系列多极离心式流量：850—50000m3/h压力：到1.3bar真空：到500MbarD系列离心式鼓风机2、扩散器(diffuser)扩散器：鼓风曝气系统的关键部件，作用是将空气分散成空气泡，增大空气和混合液之间的接触面积，把空气中的氧溶解于水中。根据气泡大小分类为：小气泡扩散器微孔材料（陶瓷、塑料）制成的扩散板或扩散管，气泡直径可达1.5mm以下。常采用穿孔管（孔直径为2－3mm）和莎纶管，孔口流速不小于10m/s。常用竖管，气泡直径为15mm左右。近年来新发展的扩散器，气泡直径100μm左右。中气泡扩散器大气泡扩散器微气泡扩散器分类按扩散装置形式不同可以分为：1）.扩散板(diffusionplate)、扩散管(diffusiontube)、扩散盘(diffusiondisk)：扩散板：多用孔性材料制成的薄板，材料有陶土、多孔塑料或其他材料（尼龙）。方形尺寸通常为：300mm＊300mm＊25－40mm。扩散板通气率一般为1－1.5m3/m2·min。其安装面积约占池面积的5％－10％。扩散板孔小，气泡细，氧利用效率高（11%--12%），但是阻力大，易堵塞，故动力效率（每消耗1kW电能转移到混合液中的氧量，kg/kW·h）并不高（1.6－2），目前国内采用以不多见。2）.穿孔管（perforatedtube）穿有小孔的钢管或塑料管，小孔直径一般为3－5mm，孔开于管下侧，与垂直面成45°夹角。穿孔管常设于曝气池一侧高于池底100－200mm处，也有遍布池底的安装形式。为避免孔口堵塞，孔口流速不小于10m/s。穿孔管比扩散板（扩散管、扩散盘）阻力小，不易堵塞，氧利用效率在6％－8％之间，动力效率为2.3－3kgO2/kW·h，国内采用较多。3）.竖管(verticaltube)在曝气池的一侧布置以横管分支成梳装的竖管，竖管直径在15mm以上，离池底150mm左右。竖管属于大气泡曝气器，虽然气液接触面积比小气泡要小，但氧的利用率仍然很高（6％－7％)，动力效率为2－6kgO2/kW·h由于竖管构造简单、污堵塞问题、管理简单，所以近年来国内一些污水处理厂经常采用。4）.水力剪切扩散装置(hydraulicshearingdiffuser)主要有倒伞式和射流式两种。利用水泵打入泥水混合液，在喉管处吸入大量空气，空气、泥水混合物剧烈混合搅动，气泡被粉碎成雾状，在扩散器内进一步压缩，氧迅速转移到混合液中，从而强化了氧转移过程。射流曝气器的氧利用效率可高达20％以上，但其动力效率不高。近年来由于泵性能的改进，能将动力装置和扩散装置一体化，更有利于应用。5）.微孔隔膜式曝气器(microporousseparatedmembraneaerator)固定平板型微孔曝气器和固定式钟罩型微孔曝气器我国生产的平板型微孔曝气器有Φ200mm钛板、微孔陶瓷板等，其技术参数基本相同。平均孔径为100－200μm，空隙率为40％－50％。氧利用效率可达20％－25％。动力效率也很高，可以达到4－6kg/kW·h。6）.悬挂链移动曝气器工作原理：浮管、若干沉于池底的曝气头及连接两者的软管组成曝气链，浮管的两端（或一端）通过软管与池边的空气管道相通，浮管两端由固定于池边的钢索牵拉固定。该技术已被国家经贸委鉴定验收，并与1998年被授予国家实用新型专利证书。目前，该工艺已在山东、河北、河南、新疆、上海、香港等地诸多工程中应用，总体造价低，维护方便，取得很好的社会和经济效益.每条曝气链的气量可通过阀门单独控制，整个曝气池中的曝气链可以按预定的程序间歇曝气或同时曝气，并根据DO探头的数据控制风机的风量，实现最佳的运行条件。应用实例：香港中国染厂集团污水处理项目（2000吨/天）上海豪泰皮革有限公司污水项目（1000吨/天）河北玉田县华鑫纸业有限公司（5000吨/天）河南浚县齐雪淀粉厂（1000吨/天）山东栖霞源通果汁有限公司（5000吨/天）3.机械曝气一般机械曝气包括表面曝气和淹没叶轮曝气。表面曝气用安装于曝气池表面的表面曝气机来实现的。表面曝气机分竖式和卧式两种。竖式：转动轴于水面垂直。装有叶轮，当叶轮转动时，使曝气池表面产生水跃，把大量的水滴和水膜抛向空中，夹带空气回到曝气池，从而加快复氧。表曝机叶轮一般淹没深度在10－100mm，可以调节。水深大，则所需的功率也大。叶轮转速一般为20－100r/min。我国目前竖式表曝机主要有泵型、倒伞型和平板型。倒伞形机械曝气器OXYRATOR®表曝机：OXYRATOR®是一种低速垂直轴表面曝气机，是DHV公司（荷兰）为在CARROUSEL®（卡鲁塞尔®）系列氧化沟反应器中使用而专门设计的曝气设备。它是在多年的研究和开发工作的基础上发明出来的。该工艺由荷兰DHV公司设计，目前在世界范围共有1000多座采用该工艺的污水处理厂，该集团与我国合作项目很多，包括：安徽马鞍山污水处理厂，青岛2008奥运帆船赛配套设施等。卧式表曝机转动轴与水面平行，可用于氧化沟。在垂直于转动轴的方向上装有不锈钢丝、转刷或板条，用电机带动，转速在50－70r/min，淹没深度为1/3-1/4转刷直径。转动时，转刷把大量液滴抛向空中，促进溶解氧，同时推动混合液在池内回流。转刷曝气机(aerationbrush)潜水曝气机基本原理：利用流体喷射及离心泵工作原理，采用潜水电机直接驱动叶轮高速旋转，叶轮中心形成真空以吸入空气，空气随水混合经叶轮、混合室，在离心力作用下高速喷出。潜水曝气机一般安装于池底，气泡到达水面距离远，从而增长了大气中氧气溶解于水的时间，促其污水和氧气充分混合接触。特点：1.不用输气管道和曝气头，即能达到深水曝气的目的。适用水深1－6m，服务面积10－200m2。2.与常规曝气相比，节能40%以上。3.气泡直径小，气泡比表面积大，气、液、泥混合均匀，溶氧效率高，处理效果好。4.运行稳定可靠，安装维修方便。5.用污水吸收噪声，无二次污染。第五节活性污泥法设计计算1、设计应掌握的基础资料进行活性污泥系统的工艺计算和设计时，首先应比较充分地掌握与废水、污泥有关的原始资料并确定设计的基础数据，主要有：废水的水量（规模）、水质及其变化规律；对处理后出水的水质要求；对处理中产生的污泥的处理要求；以上属于设计所需要的原始资料污泥负荷率与BOD5的去除率；混合液浓度与污泥回流比。以上属于设计所需的基础数据2、设计内容应把整个系统作为整体来考虑，包括曝气池、二沉池、曝气设备、回流设备等，甚至包括剩余污泥的处理处置。处理工艺的选择曝气池设计（注意反应器放大问题）曝气系统设计（气源、管路设计）污泥回流及输送设计二沉池设计（絮凝沉淀的内容）3、活性污泥工艺的设计参数处理效率：E=(S0-Se)/S0回流比：R容积负荷:kgBOD/m3d污泥浓度：MLSS;MLVSS，SV，SVI污泥负荷:F/M(kgBOD/kgMLSS)剩余污泥量:排出泥量泥龄:微生物平均停留时间，指反应系统内的微生物全部更新一次所需的时间，在工程上指：反应系统中微生物总量与每日排出的剩余微生物量的比值。以θc表示。二沉池表面负荷及水力停留时间活性污泥工艺的各种运行方式的典型运行参数工艺类型污泥龄/d污泥负荷(kgBOD5/kgMLVSS)容积负荷(kgBOD5/m3d)MLSS(mg/L)水力停留时间/h回流比传统法5－150.2－0.40.3－0.81500－30004－80.25－0.75完全混合5－150.2－0.60.6－2.42500－40003－50.25－1.0分段进水5－150.2－0.40.4－1.42000－35003－50.25－0.75吸附再生5－150.2－0.60.9－1.2－－0.5－1.5延时曝气20－300.05－0.150.15－0.253000－600018－360.5－1.5纯氧曝气3－100.25－1.01.6－3.23000－60008－360.75－1.5氧化沟10－300.05－0.30.1－0.23000－60008－360.75－1.5SBR－0.05－0.30.1－0.241500－500012－50－深井曝气－0.5－5.0－－0.5－1.5－4、工艺流程的选择流程选择是活性污泥设计中的首要问题，关系到日后运转的稳定可靠、经济和环境效益，必须在详尽调查的基础上进行技术、经济比较，以得到先进合理的流程。主要依据：①废水的水量、水质及变化规律；②对处理后出水的水质要求；③对处理中所产生的污泥的处理要求；④当地的地理位置、地质条件、气候条件等；⑤当地施工水平及处理厂建成后运行管理人员的技术水平等；⑥工期要求以及限期达标的要求；⑦综合分析工艺在技术上的可行性和先进性以及经济上的可能性和合理性等；⑧对于工程量大、建设费用高的工程，则应进行多种工艺流程的比较后才能确定。5、曝气池工艺设计计算---有机负荷率设计法XVQSLs0XLVQSLSV0)1(103RSVIRrfX有两种方法，即：活性污泥负荷率（简称污泥负荷）和曝气区容积负荷率（简称容积负荷）。污泥负荷：单位重量活性污泥在单位时间内所承受/降解的BOD量。容积负荷：单位容积曝气区在单位时间内所承受/降解的BOD量曝气池中污泥浓度曝气池进水平均BOD5R：回流比；r：二沉池中污泥综合系数，一般为1.2；f：MLVSS/MLSSXVSQLs）（’e0S以有机物去除量为基础在计算曝气池容积时，耍正确确定Ls和X。污泥负荷Ls考虑内容：处理水质的要求，污泥的沉降性能。一般欲得90％以上的去除率，SVI若在80～150范围内，污泥负荷应在0.2～0.5kg／kg·d范围内。要求氮达到硝化阶段时，则Ls常采用0.3kg／kg·d；混合液悬浮固体浓度Xo采用较高的污泥浓度可以缩小曝气池容积，但要使浓度保持在较高的水平，至少要考虑曝气系统和污泥回流系统（二沉池的浓缩能力及污泥回流设备的能力）能否满足要求。o污泥浓度(MLSS)随运行方式而异，一般采用2～6g／L。采用曝气池容积负荷及曝气时间作为设计参数，应注明曝气池混合液所需维持的污泥浓度。采用曝气时间作为设计参数时，还应注明是否包括回流污泥量