水污染控制工程(第十六講)1

（三）活性污泥法的分類按廢水和回流污泥的進(jìn)入方式及其在曝氣池中的混合方式推流式完全混合式鼓風(fēng)曝氣按供氧方式分類機(jī)械曝氣（四）曝氣方法與曝氣池的構(gòu)造1、曝氣過程的機(jī)理構(gòu)成活性污泥法的三個基本要素：（1）引起吸附和氧化分解作用的微生物，也就是活性污泥。（2）廢水中的有機(jī)物，它是處理對象，也是微生物的食料；（3）是溶解氧，沒有充足的溶解氧，好氧微生物既不能生存也不能發(fā)揮氧化分解作用。在充氧的同時，必須使混合液懸浮固體處于懸浮狀態(tài)。充氧和混合是通過曝氣設(shè)備來實現(xiàn)。

曝氣過程的目的就是將空氣中的氧強(qiáng)制溶解到曝氣池混合液中去，并提供適宜的攪拌。在廢水生物處理的系統(tǒng)中，氧是難溶的氣體，它的傳遞速率通常正比于溶液中的飽和濃度差。曝氣池內(nèi)氧轉(zhuǎn)移速率用下式表達(dá)：式中：dC/dt——單位容積內(nèi)氧的轉(zhuǎn)移速率（mg/L.h）；KLa——氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)（h-1）；Cs——液體的飽和溶解氧濃度（mg/L）；CL——液體的實際溶解氧濃度（mg/L）；氧轉(zhuǎn)移速率受KLa和Cs—CL影響。KLa可通過實驗測定，其值的大小因空氣量、水溫、攪拌方法、水質(zhì)等條件而變化。縮小氣泡直徑，延長氣液接觸時間，更新液界膜并減少界膜厚度，都能增大KLa，從而增大氧轉(zhuǎn)移速率。其次，加大水深，增加空氣中氧含量（甚至純氧）等，都有助于加大Cs值，也能增大氧的轉(zhuǎn)移速率。2、曝氣設(shè)備主要分為鼓風(fēng)曝氣和機(jī)械曝氣。（1）鼓風(fēng)曝氣鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)空氣凈化器浸沒于混合液中的擴(kuò)散器空氣輸配管系統(tǒng)鼓風(fēng)機(jī)供應(yīng)一定的風(fēng)量,風(fēng)量要滿足生化反應(yīng)所需的氧量和能保持混合液懸浮固體呈懸浮狀態(tài)；風(fēng)壓則要滿足克服管道系統(tǒng)和擴(kuò)散器的摩阻損耗以及擴(kuò)散器上部的靜水壓；空氣凈化器的目的是改善整個曝統(tǒng)的運行狀態(tài)和防止擴(kuò)散器阻塞。

擴(kuò)散器是整個鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，它的作用是將空氣分散成空氣泡，增大空氣和混合液之間的接觸界面，把空氣中的氧溶解于水中。根據(jù)分散氣泡的大小，擴(kuò)散器又可分成幾種類型：①小氣泡擴(kuò)散器：有微孔材料（陶瓷、沙粒、塑料）制成的擴(kuò)散板或擴(kuò)散管。氣泡直徑可達(dá)1.5mm以下。②中氣泡擴(kuò)散器：用穿孔管和莎綸管。穿孔管的孔眼直徑為2～3mm，孔口的氣體流速不小于10m/s，以防堵塞。③大氣泡擴(kuò)散器：用豎管，氣泡直徑為15mm左右。④微氣泡擴(kuò)散器：氣泡直徑在100цm左右。射流曝氣器屬于微氣泡曝氣器，它通過混合液的高速射流，將鼓風(fēng)機(jī)引入的空氣切割粉碎為微氣泡，使混合液和微氣泡充分混合和接觸，促進(jìn)了氧的傳遞，提高了反應(yīng)速率。

擴(kuò)散器的氣泡愈大，氧的傳遞速率愈低，然而它的優(yōu)點是堵塞的可能性小，空氣的凈化要求也低，養(yǎng)護(hù)管理比較方便。小氣泡擴(kuò)散器由于氧的傳遞速率高，反應(yīng)時間短，曝氣池的容積可以縮小。因而選擇何種擴(kuò)散器要因地制宜。

擴(kuò)散器一般布置在曝氣池的一側(cè)和池底，以便形成旋流，增加氣泡和混合液的接觸時間，有利于氧的傳遞，同時是混合液中的懸浮固體呈懸浮狀態(tài)。鼓風(fēng)曝氣用鼓風(fēng)機(jī)供應(yīng)壓縮空氣，常用羅茨鼓風(fēng)機(jī)和離心鼓風(fēng)機(jī)。羅茨鼓風(fēng)機(jī)適用于中小型污水廠，但噪聲大，必須采用消音、隔音措施。離心式鼓風(fēng)機(jī)噪聲小，且效率高，適用于大中型污水廠。

（2）機(jī)械曝氣鼓風(fēng)曝氣是水下曝氣，機(jī)械曝氣則是表面曝氣。機(jī)械曝氣是用安裝于曝氣池表面的表面曝氣機(jī)來實現(xiàn)的。表面曝氣機(jī)分豎式和臥式兩類。①豎式曝氣機(jī)

曝氣機(jī)的轉(zhuǎn)動軸與水面垂直,裝有葉輪。葉輪的淹沒深度一般在10~100mm，可以調(diào)節(jié)。目前應(yīng)用的表曝機(jī)有泵型，倒傘型和平板型。②臥式曝氣刷

曝氣機(jī)的轉(zhuǎn)動軸與水面平行，主要用于氧化溝。多用轉(zhuǎn)刷。曝氣葉輪的類型1.平板葉輪2.傘型葉輪3.泵型葉輪平板葉輪3、曝氣設(shè)備性能指標(biāo)（1）氧轉(zhuǎn)移率，單位為mgO2/L.h；（2）充氧能力（或動力效率）即每消耗1kW.h動力能傳遞到水中的氧量（或氧傳遞速率），單位為kgO2/kW.h;（3）氧利用率，通過鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到混合液中的氧量占總供氧的百分比，單位為％。

4、曝氣池池型（1）推流曝氣池①平面布置

推流曝氣池的長寬比一般為5－10。為了便于布置，長池可以兩折或多折，污水從一端進(jìn)，另一端出。進(jìn)水方式不限，出水都用溢流堰。推流曝氣池一般采用鼓風(fēng)曝氣。②橫斷面布置

推流曝氣池的池寬和有效水深之比一般為1~2.有效水深最小為3m，最大為9m.(2)完全混合曝氣池池型可以為圓型液可以為方型或矩形。曝氣設(shè)備可采用表面曝氣機(jī)，置于池的表層中心，污水進(jìn)入池的底部中心。污水一近池，在表面曝氣機(jī)的攪拌下，立即和全池混合，水質(zhì)均勻。完全混合曝氣池可以和沉淀池分建和合建，可分為分建式和合建式。①分建式

占地面積大,需專設(shè)的污泥回流設(shè)備,但運行上便于調(diào)節(jié)控制。②合建式