活性污泥法-曝氣系統(tǒng)（污水處理技術）

生物法去除水中污染物曝氣系統(tǒng)設計計算氧轉移速率。標準氧轉移速率——脫氧清水在20

C和標準大氣壓條件下測得的氧轉移速率，一般以R0表示（kgO2/h）實際氧轉移速率——以城市廢水或工業(yè)廢水為對象，按當地實際情況（指水溫、氣壓等）進行測定，所得到的為實際氧轉移速率，以R表示，單位為kgO2/h。

氧轉移速率。標準氧轉移速率——脫氧清水在20

C和標準大氣壓條件下測得的氧轉移速率，一般以R0表示（kgO2/h）實際氧轉移速率——以城市廢水或工業(yè)廢水為對象，按當地實際情況（指水溫、氣壓等）進行測定，所得到的為實際氧轉移速率，以R表示，單位為kgO2/h。

氧轉移速率。式中CL——曝氣池混合液中的溶解氧濃度，一般按2mg/l來考慮。一般來說：R0/R=1.33

1.61。氧轉移速率與供氣量計算供氧量=需氧量氧轉移效率：

S=Gs×21%×1.331=0.28Gs

供氣量Gs：鼓風曝氣系統(tǒng)設計計算①求風量即供氣量：求得需氧速率O2

，根據供氧速率=需氧速率，則有：R=O2，求標準氧轉移速率R0求供氣量②求要求的風壓（風機出口風壓）：根據管路系統(tǒng)的沿程阻力、局部阻力、靜水壓力再加上一定的余量，得到所要求的最小風壓。③根據風量與風壓選擇合適的風機。機械曝氣系統(tǒng)設計計算①充氧能力R0的計算：求得需氧量O2，再求標準氧轉移速率R0R=O2②根據R0值選配合適的機械曝氣設備。例題：一個城市污水處理廠，設計流量Q＝10000m3/d，一級處理出水BOD5＝150mg/l，采用活性污泥法處理，處理水BOD5

15mg/l。采用中微孔曝氣盤作為曝氣裝置。曝氣池容積V＝3000m3，Xr=2000mg/l，EA=10%,曝氣池出口處溶解氧Cl=2mg/l，水溫T=250C，曝氣盤安裝在水下4.5m處。有關參數為：a’=0.5,b’=0.1,=0.85,

=0.95，=1.0求：(1)采用鼓風曝氣時，所需的供氣量Gs（m3/min）

(2)采用表面機械曝氣器時的充氧量R0(kgO2/h)

生物法去除水中污染物曝氣理論基礎雙膜理論1)當氣、液面相接觸并作相對運動時，接觸界面的兩側，存在著氣體與液體的邊界層，即氣膜和液膜；

2)氣膜和液膜內相對運動的速度屬于層流，而在其外的兩相體系中則均為紊流；

3)氧的轉移是通過氣、液膜進行的分子擴散和在膜外的對流擴散完成；

4)對于難溶于水的氧來說，分子擴散的阻力大于對流擴散，傳質的阻力主要集中在液膜上；

5)在氣膜中存在著氧分壓梯度，而液膜中同樣也存在著氧的濃度梯度，由此形成了氧轉移的推動力；

6)實際上，在氣膜中，氧分子的傳遞動力很小，即氣相主體與界面之間的氧分壓差值很低，一般可認為。這樣，就可以認為界面處的溶解氧濃度等于在氧分壓條件下的飽和溶解氧濃度值，因此氧轉移過程中的傳質推動力就可以認為主要是界面上的飽和溶解氧濃度值與液相主體中的溶解氧濃度值。雙膜理論。氧傳遞過程的基本方程如下：——氧傳遞速率，mg/L·h；KLa——氧的總傳遞系數，1/h；Cs、Ci——分別為液體的飽和溶解氧的和實際溶解氧的濃度，mg/L。氧轉移速率的影響因素。標準氧轉移速率——指脫氧清水在20

C和標準大氣壓條件下測得的氧轉移速率，一般以R0表示（kgO2/h）實際氧轉移速率——以城市廢水或工業(yè)廢水為對象，按當地實際情況（指水溫、氣壓等）進行測定，所得到的為實際氧轉移速率，以R表示，單位為kgO2/h。影響氧轉移速率的主要因素：——廢水水質、水溫、氣壓等氧轉移速率的影響因素。（1）水質對氧總轉移系數（KLa）值的影響：修正系數α=污水中的KLaw/清水中的KLa

KLaw—廢水中的氧總轉移系數；

值可以通過試驗確定，一般

=0.8

0.85（2）水質對飽和溶解氧濃度（Cs）的影響：修正系數修正系數β=污水中的Csw/清水中的CsCsw—廢水的飽和溶解氧濃度，mg/l；

值一般介于0.9

0.97之間。氧轉移速率的影響因素。（3）水溫對氧總轉移系（KLa）的影響：溫度對KLa值的影響以下式表示：

KLa（T）＝KLa（20）·1.024（T－20）

KLa（T）和KLa（20）——分別為水溫T

C和20C

時的氧總轉移系數；T——設計水溫

C；（4）水溫對飽和溶解氧濃度（Cs）的影響：水溫升高，Cs值就會下降。氧轉移速率的影響因素。（5）壓力對飽和溶解氧濃度（Cs）值的影響：

P——所在地區(qū)的大氣壓力，Pa；Cs(P)和Cs(760)——分別是壓力P和標準大氣壓力條件下的Cs值，mg/l；氧轉移速率的影響因素。（6）曝氣裝置的安裝深度：鼓風曝氣系統(tǒng)，其Cs值以擴散裝置出口和混合液表面兩處飽和溶解氧濃度的平均值Csm計算：Ot——從曝氣池逸出氣體中含氧量的百分率EA——氧利用率，%，一般在6%

12%之間；Pb——安裝曝氣裝置處的絕對壓力，可以按下式計算：P——曝氣池水面的大氣壓力P＝1.013×105

Pa；H——曝氣裝置距水面的距離，m。

生物法去除水中污染物曝氣系統(tǒng)曝氣方法與設備曝氣的作用主要有：①充氧：向活性污泥中的微生物提供溶解氧，滿足其在生長和代謝過程中所需的氧量。②攪動混合：使活性污泥在曝氣池內處于懸浮狀態(tài)，與廢水充分接觸。曝氣裝置的性能指標表示曝氣設備技術性能的主要指標是：動力效率（EP）：每消耗1kWh電能轉移到清水中的氧量，以kgO2/kWh計。氧的利用率(EA)：通過鼓風曝氣轉移到清水中的氧量占總供氧量的百分比％。充氧能力（R0）：通過機械曝氣裝置，在單位時間內轉移到清水中的氧量，以kgO2/h計。鼓風曝氣鼓風曝氣是傳統(tǒng)的曝氣方法，它由鼓風機、空氣擴散裝置和風管組成。鼓風曝氣鼓風機——

離心式鼓風機

羅茨鼓風機

回轉式鼓風機

水環(huán)式鼓風機鼓風曝氣空氣擴散裝置——小氣泡擴散裝置：擴散板、擴散管或擴散盤屬小氣泡擴散裝置；中氣泡擴散裝置：穿孔管屬中氣泡擴散裝置；大氣泡擴散裝置：豎管曝氣屬大氣泡擴散裝置；水力剪切擴散裝置：倒盆式、撞擊式和射流式屬水力剪切擴散裝置機械剪切擴散裝置：渦輪式屬機械剪切擴散裝置。鼓風曝氣空氣擴散裝置——機械曝氣

機械曝氣設備的式樣較多，大致可歸納為葉輪和轉刷兩大類。常用的表面曝氣葉輪有泵型，倒傘型和平板型。機械曝氣裝置按傳動軸的安裝方向可分為豎軸式和臥軸式兩種。機械曝氣機械曝氣曝氣的原理：1)水躍——曝氣機轉動時，表面的混合液不斷地從周邊被拋向四周，形成水躍，液面被強烈攪動而卷入空氣；2)提升——曝氣機具有提升作用，使混合液連續(xù)地上下循環(huán)流動，不斷更新氣液接觸界面，強化氣、液接觸；3)負壓吸氣——曝氣器的轉動，使其在一定部位形成負壓區(qū)，而吸入空氣。分類：按轉動軸的安裝形式，可分為豎軸式和橫軸式兩大類?；钚晕勰嗌L曲線④內源呼吸期：1）活性污泥的量在減少；2）污泥的無機化程度較高，沉降性能良好，但凝聚性較差；3）有機物基本消耗殆盡，處理水質良好；4）延時曝氣法?；钚晕勰嘣鲋骋?guī)律的應用①活性污泥的增殖狀況，主要是由F/M值所控制；②處于不同增值期的活性污泥，其性能不同，出水水質也不同；③通過調整F/M值，可以調控曝氣池的運行工況，達到不同的出水水質和不同性質的活性污泥；④活性污泥