第4章活性污泥法(1)16學(xué)時(shí)

4活性污泥法4.1基本概念4.2活性污泥法數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)L4.3氣體傳遞原理和曝氣設(shè)備4.4活性污泥法的設(shè)計(jì)計(jì)算4.5脫氮除磷工藝及設(shè)計(jì)4.6活性污泥法系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的深化4.7二次沉淀池4.8活性污泥法的發(fā)展和演變4.9活性污泥法處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行與管理小結(jié)與作業(yè)L教學(xué)要求1、掌握基本原理及其反應(yīng)機(jī)理2、理解重要概念與指標(biāo)參數(shù)：活性污泥、剩余污泥、MLSS、MLVSS、SV、SVI、θc、容積負(fù)荷、污泥產(chǎn)率等。3、理解反應(yīng)動力學(xué)基礎(chǔ)及其應(yīng)用。4、掌握工藝技術(shù)或運(yùn)行方式；5、掌握曝氣理論。6、熟練掌握活性污泥系統(tǒng)的計(jì)算與設(shè)計(jì)；

時(shí)間安排16h

生物處理法好氧生物法厭氧生物法自然條件下人工條件下自然條件下人工條件下水體自凈－天然水體和氧化塘土壤凈化－污水灌溉懸浮生物法－活性污泥法及其變種、氧化塘、氧化溝固著生物法－生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、接觸氧化、好氧生物流化床高溫堆肥厭氧塘懸浮生物法－厭氧消化、上流式厭氧污泥床、高溫堆肥、化糞池固著生物法－厭氧濾池、厭氧流化床活性污泥工藝應(yīng)用最廣泛。起源：大自然的啟示本質(zhì)：天然水體自凈作用的人工強(qiáng)化。1880年史密斯向污水鼓入空氣試驗(yàn)1912年英國克拉克和蓋奇污水曝氣試驗(yàn)1916年英國曼徹斯特市第一個(gè)處理能力946m3/d的活性污泥處理廠1917年美國休斯頓處理能力37800m3/d的活性污泥處理廠。4.1基本概念4.1.1活性污泥4.1.2活性污泥法的基本流程4.1.3活性污泥降解污水中有機(jī)物的過程4.1.4活性污泥指標(biāo)什么是活性污泥？4.1.1活性污泥有機(jī)廢水經(jīng)過一段時(shí)間的曝氣后，水中會產(chǎn)生一種以好氧菌為主體的茶褐色絮凝體，其中含有大量的活性微生物，這種污泥絮體就是活性污泥。由細(xì)菌、菌膠團(tuán)、原生動物、后生動物等微生物群體及吸附的污水中有機(jī)性及無機(jī)性物質(zhì)組成的、有一定活力的、具有良好的凈化污水功能的絮絨狀污泥。7活性污泥的性質(zhì)顏色黃褐色狀態(tài)似礬花絮絨顆粒味道土腥味相對密度曝氣池混合液：1.002～1.003回流污泥：1.004～1.006粒經(jīng)0.2～1mm20～100cm2/mL比表面積曝氣池按棲息著的微生物分：活性污泥的組成大量的細(xì)菌真菌原生動物后生動物活性微生物，有機(jī)物、無機(jī)懸浮物、膠體物；以細(xì)菌為主體，還有酵母菌、放線菌、霉菌以及原生動物和后生動物。細(xì)菌含量一般在107～108個(gè)/mL；原生動物103個(gè)/mL，以纖毛蟲居多數(shù)，固著型纖毛蟲如鐘蟲、等枝蟲、蓋纖蟲、獨(dú)縮蟲、聚縮蟲等出現(xiàn)且數(shù)量較多時(shí)，說明培養(yǎng)成熟且活性良好。干固體和水分含水98％~99％干固體1％~2%MLSSMLVSSNVSS原生動物----在活性污泥中大約為103個(gè)/ml單細(xì)胞動物，3萬多種。草履蟲，鞭毛蟲，纖毛蟲等。通過辨認(rèn)原生物的種類，能夠判斷處理水質(zhì)的優(yōu)劣，它是一種指示性生物。原生物攝食水中的游離細(xì)菌，是細(xì)菌的首次捕食者。一個(gè)草履蟲1小時(shí)形成60個(gè)食物泡，每個(gè)食物泡含30個(gè)細(xì)菌，則每天吞噬43000個(gè)細(xì)菌。0.1mm鐘蟲小口鐘蟲草履蟲蓋纖蟲腎形蟲變形蟲草履蟲變形蟲吞噬草履蟲后生動物動物界除原生動物門以外的所有多細(xì)胞動物門類的總稱。在水處理中常見的后生動物主要是多細(xì)胞的無脊椎動物，包括輪蟲（微生物）、甲殼類動物和昆蟲幼蟲等。后生動物是細(xì)菌的第二捕食者。輪蟲的出現(xiàn)是水性穩(wěn)定的標(biāo)志。好，高級動物對污染物濃度及毒性相對敏感但如數(shù)量太多，則是廢水污泥膨脹的前兆。提問：為什么？答案：破壞污泥的結(jié)構(gòu)，使污泥松散而上浮。線蟲輪蟲原（后）生動物作為“指示性生物”按有機(jī)性和無機(jī)性成分：生活污水MLVSS:70%NVSS:30%MLSSMLVSS包含了微生物量，但不僅是微生物的量，測定方便，近似用于表示微生物的量。MLNVSSMLVSS:一般范圍為55％~75％NVSS:一般范圍為25％~45％4.1.2活性污泥法的基本流程生活污水或城市廢水的處理流程高碑店污水處理廠的工藝流程圖活性污泥系統(tǒng)高碑店污水處理廠的工藝流程與平面布置初沉池曝氣池二沉池二期曝氣池二沉池初沉池活性污泥系統(tǒng)的主要組成曝氣池：主體，有機(jī)物降解，微生物增殖；二沉池：1）泥水分離，保證出水水質(zhì)；2）濃縮污泥，保證污泥回流?；亓飨到y(tǒng)：1）維持曝氣池內(nèi)的污泥濃度；2）回流比的改變，可調(diào)整曝氣池的運(yùn)行工況。剩余污泥：1）去除有機(jī)物的途徑之一；2）維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行供氧系統(tǒng)：溶解氧1）曝氣池是一個(gè)生物化學(xué)反應(yīng)器2）曝氣池內(nèi)混合液是一個(gè)三相混合系統(tǒng)：液—固—?dú)猓?）傳質(zhì)過程：氣相中O2→液相中DO→進(jìn)入微生物體內(nèi)（固相）液相中有機(jī)物→被微生物（固相）所吸收降解→降解產(chǎn)物返回空氣相（CO2）和液相（H2O）4）物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程：有機(jī)物降解→活性污泥增長活性污泥法特征活性污泥系統(tǒng)有效運(yùn)行的基本條件是：足夠的可溶性易降解有機(jī)物；DO；活性污泥懸?。换钚晕勰噙B續(xù)回流，剩余污泥及時(shí)排放，維持曝氣池內(nèi)穩(wěn)定的活性污泥濃度；進(jìn)水中不含有對微生物有毒有害的物質(zhì)4.1.3活性污泥降解污水中有機(jī)物的過程

活性污泥在曝氣過程中，對有機(jī)物的降解過程可分為兩個(gè)階段：吸附階段穩(wěn)定階段巨大表面積，含有多糖類黏性物質(zhì)。轉(zhuǎn)移到活性污泥上的有機(jī)物為微生物所利用。（2000～10000m2/m3活性污泥）30min內(nèi)能去除70%BOD?；钚晕勰嘟到馕鬯杏袡C(jī)物的過程污水與污泥混合曝氣后BOD的變化曲線1〉氧化分解2〉合成代謝（合成新細(xì)胞）3〉內(nèi)源代謝穩(wěn)定階段——代謝過程

4.1.3活性污泥降解污水中有機(jī)物的過程P104：試驗(yàn)例子對活性污泥法曝氣過程中污水中有機(jī)物的變化分析得到結(jié)論P(yáng)105廢水中的有機(jī)物殘留在廢水中的有機(jī)物從廢水中去除的有機(jī)物微生物不能利用的有機(jī)物微生物能利用的有機(jī)物微生物能利用而尚未利用的有機(jī)物微生物不能利用的有機(jī)物微生物已利用的有機(jī)物（氧化和合成）（吸附量）增殖的微生物體氧化產(chǎn)物曲線①反映污水中有機(jī)物的去除規(guī)律；曲線②反映活性污泥利用有機(jī)物的規(guī)律；曲線③反映了活性污泥吸附有機(jī)物的規(guī)律。這三條曲線反映出，在曝氣過程中：污水中有機(jī)物的去除在較短時(shí)間(圖中是5h左右)內(nèi)就基本完成了(見曲線①)；污水中的有機(jī)物先是轉(zhuǎn)移到(吸附)污泥上(見曲線③),然后逐漸為微生物所利用(見曲線②)；吸附作用在相當(dāng)短的時(shí)間(圖中是45min左右)內(nèi)就基本完成了(見曲線③)；微生物利用有機(jī)物的過程比較緩慢(見曲線②)。P106有辦法知道確切的生物量嗎？有人曾企圖通過直接測定污泥中細(xì)胞的DNA量、有機(jī)氮量、三磷酸腺苷（ATP）量、脫氫酶的活力等指標(biāo)去反映活性污泥的活力，這種方法既復(fù)雜又不準(zhǔn)確，而且微生物的含量不斷變化。按McKinney的分析：

MLSS=Ma+Me+Mi+Mii式中：Ma——具備活性細(xì)胞成分；Me——內(nèi)源代謝殘留的微生物有機(jī)體；Mi——未代謝的不可生化的有機(jī)懸浮固體；Mii——吸附的無機(jī)懸浮固體。4.1.4活性污泥評價(jià)指標(biāo)P102活性污泥的沉降濃縮性能取混合液至1000mL或100mL量筒，靜止沉淀30min后，其沉淀污泥與原混合液的體積比，一般以%表示；功能：能相對地反映污泥數(shù)量以及污泥的凝聚、沉降性能，可用以控制排泥量和及時(shí)發(fā)現(xiàn)早期的污泥膨脹；正常范圍：30%（3g/L）污泥沉降比（SV）（SludgeVolume）SV的測定0min15min30minSV=40%功能：能更準(zhǔn)確地評價(jià)污泥的凝聚性能和沉降性能，其值過低（<100），泥粒小，密實(shí)，無機(jī)成分多，缺乏活性

；其值過高（>200），沉降性能不好，將要或已經(jīng)發(fā)生膨脹；正常范圍：100150ml/g（處理城市污水時(shí)）污泥體積指數(shù)（SVI）（SludgeVolumeIndex）P182SV不能確切表示污泥沉降性能，故人們用單位干泥形成濕泥時(shí)的體積來表示污泥沉降性能，簡稱污泥指數(shù)，單位為mL/g。

1L混合液沉淀30min的活性污泥體積（mL）SVI=1升混合液中懸浮固體干重（g）4.2活性污泥法數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和運(yùn)行底物降解速率與底物濃度、生物量、環(huán)境因素等方面的關(guān)系微生物增長速率與底物濃度、生物量、環(huán)境因素等方面的關(guān)系勞倫斯和麥卡蒂（Lawrence-McCarty）、艾肯菲爾德（Eckenfelder）、麥金尼（Mckinney）。4.2.1模型假設(shè)完全混合進(jìn)水微生物假設(shè)為零可降解底物溶解態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)二沉池沒有微生物活動二沉池沒有污泥積累流程：兩種排泥方式：I.剩余污泥從污泥回流系統(tǒng)排出；II.剩余污泥從曝氣池直接排出?；亓魑勰喽纬恋沓貜U水曝氣池初次沉淀池出水空氣剩余活性污泥

Q\Si

V\X\SeII.Qw\XI.Qw\Xr

Q-Qw\Xe\Se

Qr\Xr\Se4.2.2Lawrence—McCarty模式（完全混合）：（1）復(fù)習(xí)基本概念：a、微生物比增殖速率

b、單位基質(zhì)利用率：51（2）曝氣池的污泥停留時(shí)間（污泥齡(ts或c)污泥齡（sludgeage)（SRT，SludgeRetentionTime、c）是曝氣池中工作著的活性污泥總量與每日排放的污泥量之比，單位是d。（相對于t=V/Q）運(yùn)行穩(wěn)定時(shí)，活性污泥量常數(shù)，排出的就是新增長的。污泥齡也就是新增長的污泥在曝氣池中平均停留時(shí)間，或污泥增長一倍平均所需要的時(shí)間。污泥齡也稱固體平均停留時(shí)間(meansolidretentiontime)或細(xì)胞平均停留時(shí)間(meancellretentiontime)。100%——求剩余污泥量從曝氣池直接排泥，則：

簡化后:

能否有更簡便的計(jì)算方法？第二種排泥方式的優(yōu)點(diǎn)：（1）減輕了二沉池的負(fù)擔(dān)；（2）可將剩余污泥單獨(dú)濃縮處理；（3）便于控制曝氣池的運(yùn)行。（3）與c的關(guān)系：所以有：（4）L—M模式的基本方程式：a第一基本方程式：前面已有：經(jīng)整理后：表示的是污泥齡（c）與產(chǎn)率系數(shù)Y、基質(zhì)比利用速率（r）及自身氧化系數(shù)(Kd)之間的關(guān)系。b

第二基本方程式：

認(rèn)同莫諾德模式：

認(rèn)為有機(jī)基質(zhì)的降解速率等于其被微生物的利用速率，即：式中：S

——反應(yīng)器內(nèi)的基質(zhì)濃度；rmax——單位生物量的最大基質(zhì)利用速率；Ks——半速常數(shù)。表示的是基質(zhì)利用速率與反應(yīng)器內(nèi)微生物濃度和基質(zhì)濃度之間的關(guān)系。(5)L-M模式的應(yīng)用（基本方程的推論）A.第一導(dǎo)出方程——出水水質(zhì)(Se)與污泥齡(c)之間的關(guān)系：代入：則有：結(jié)論：同一廢水，Y、K（rmax）、Ks及Kd視為常數(shù)，Se僅是c

的函數(shù)，與其它因素?zé)o關(guān)。實(shí)際就是通過控制c

取得不同處理效率。即去除率也僅與c

有關(guān)。污泥回流的目的就是在不增加曝氣池體積的條件下增加c

來增加去除率的。比較與c，如果沒有污泥回流，則有c＝

＝V/Q，要增加c，要么增加曝氣池體積，要么減少處理量。有回流時(shí)＝V/Q，c＝V/Qw，可以很方便地通過調(diào)整QW來改變?nèi)コ省?5)L-M模式的應(yīng)用（基本方程的推論）第二導(dǎo)出方程——曝氣池內(nèi)微生物濃度（X）與污泥齡(c)的關(guān)系。同時(shí)求曝氣池容積對曝氣池作有機(jī)底物的物料衡算：底物的凈變化率=底物進(jìn)入曝氣池中的速率－底物從曝氣池中消失的速率回流污泥二次沉淀池廢水曝氣池初次沉淀池出水空氣剩余活性污泥?代入第一基本方程有：由于所以：說明：曝氣池中微生物濃度與有機(jī)物濃度、污泥齡和曝氣時(shí)間等有關(guān)。式中=c

/t，稱為污泥循環(huán)因子，物理意義為：活性污泥從生長到被排出系統(tǒng)期間與廢水接觸的平均次數(shù)。曝氣池體積：(5)L-M模式的應(yīng)用（基本方程的推論）C.第三導(dǎo)出方程——回流比R與c之間的關(guān)系對曝氣池的生物量進(jìn)行物料衡算：曝氣池內(nèi)生物量的凈變化率=生物量進(jìn)入曝氣池的速率－生物量離開曝氣池的速率

?由于所以：所以：回流污泥二次沉淀池廢水曝氣池初次沉淀池出水空氣剩余活性污泥

?(5)L-M模式的應(yīng)用（基本方程的推論）D．產(chǎn)率系數(shù)（Y）與表觀產(chǎn)率系數(shù)（Yobs）之間的關(guān)系：產(chǎn)率系數(shù)（Y）是指單位時(shí)間內(nèi)，微生物的合成量與基質(zhì)降解量的比值，即：表觀產(chǎn)率系數(shù)（Yobs）是指單位時(shí)間內(nèi)，實(shí)際測定的污泥產(chǎn)量與基質(zhì)降解量的比值，即：D．產(chǎn)率系數(shù)（Y）與表觀產(chǎn)率系數(shù)（Yobs）：由于所以：D．產(chǎn)率系數(shù)（Y）與表觀產(chǎn)率系數(shù)（Yobs）：該式還提供了通過試驗(yàn)求Y及Kd的方法，將其取倒數(shù)后得：以1/Yobs對c作圖，即可求得Y及Kd值。其中:剩余污泥量E、c與Se及E的關(guān)系：

Se~cSe\Ec0

E~c(c)min例子：S0＝1000mg/L，K＝5d-1，Ks＝100mg/L，Y＝0.5，Kd＝0.05d-1，不同c，得不同的出水BOD濃度和去除率。得右圖所示的曲線。當(dāng)污泥齡小到一定程度時(shí)，雖然有一定的停留時(shí)間，但是出水BOD的濃度與進(jìn)水相同，即去除率為零。說明存在最小停留時(shí)間。最小污泥齡常用(c)min表示。(c)min即進(jìn)出水BOD濃度相同時(shí)的c。(c)min(c)min計(jì)算公式：實(shí)際情況大多是S0>>Ks，所以有：可以通過假定Se

=S0

并代入傳統(tǒng)活性污泥法，c≥(2-20)(c)min

。(6)動力學(xué)參數(shù)的測定動力學(xué)參數(shù)Ks、vmax(rmax

、K)

、Y、Kd是模式的重要組成部分，一般是通過實(shí)驗(yàn)來確定的。1、

Ks、vmax(rmax、K)的確定：

將式：取不同的曝氣時(shí)間（t）值，即可計(jì)算出不同的取倒數(shù)，得：式中所以圖中直線的斜率為繪制關(guān)系圖，截距為(6)動力學(xué)參數(shù)的測定2.

Y、Kd

值的確定取不同的c值，并由此可以得出不同的Se值，代入上式，可得出一系列的r值。繪制的r~1/c的關(guān)系圖，圖中直線的斜率為Y值，截距為Kd值?；钚晕勰喾ǔ?shù)值常數(shù)單位數(shù)值（20oC）范圍典型值rmaxd–1

2~105Ksmg/LBOD5mg/LCOD25~10015~7060YmgMLVSS/mgBOD5mgMLVSS/mgCOD0.4~0.80.25~0.40.60.3Kdd–1

0.025~0.0750.064.3氣體傳遞原理和曝氣設(shè)備P1274.3.1概念4.3.2曝氣原理4.3.3氧轉(zhuǎn)移速率與供氣量的計(jì)算4.3.4曝氣方式4.3.5曝氣設(shè)備4.3.6曝氣池池型活性污泥法的三個(gè)要素構(gòu)成活性污泥；有機(jī)物;溶解氧。4.3.1概念有關(guān)曝氣、供氧的基本概念曝氣的作用：供氧、攪拌曝氣的方式：鼓風(fēng)曝氣、機(jī)械表面曝氣曝氣的原理與過程：需氧、供氧、（供）曝氣；標(biāo)準(zhǔn)供氧量與實(shí)際供氧量鼓風(fēng)曝氣機(jī)械表面曝氣4.3.2曝氣的原理與過程：氣泡細(xì)胞BODDOCO2/H2O空氣O221%N279%壓力、氣量供氧：FICK定律與雙膜理論、KLa需氧:曝氣：供氣(實(shí)際廢水)O2<21%N2>79%DO=1~2mg/L供氧與需氧供氧與供氣實(shí)際與標(biāo)準(zhǔn)曝氣設(shè)備：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下供氣量、阻力曝氣的原理與過程：供氧＝需氧曝氣EA＝供氣EA=供氧氧的利用率（EA）：又稱氧轉(zhuǎn)移效率，是指通過鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到混合液中的氧量占總供氧量的百分比（%）O221%N279%O2<21%，假設(shè)其氧含量為φ0%N2>79%，則氮含量為(100-φ0)%O2的平衡:N2的平衡:曝氣的原理與過程：實(shí)際供氧量＝？標(biāo)準(zhǔn)供氧量標(biāo)準(zhǔn)供氧量即曝氣設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下測定，即：1atm，20C，清水實(shí)際供氧量即曝氣池實(shí)際運(yùn)行時(shí)所需的供氧量：實(shí)際狀態(tài)下，即：實(shí)際大氣壓與曝氣頭安裝水深，實(shí)際水溫，實(shí)際的廢水水質(zhì)4.3.2曝氣的原理氧轉(zhuǎn)移的理論基礎(chǔ)：Fick定律雙膜理論雙膜理論淺層理論表面更新理論目前工程和理論上應(yīng)用較多的為雙膜理論。1)擴(kuò)散過程的基本規(guī)律——菲克（Fick）定律

式中：Vd——物質(zhì)的擴(kuò)散速率，單位時(shí)間、單位斷面上通過的物質(zhì)數(shù)量D——擴(kuò)散系數(shù)2)雙膜理論與氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLaO2在氣膜、液膜中進(jìn)行分子擴(kuò)散，而在氣相和液相主體中進(jìn)行對流擴(kuò)散(2)傳質(zhì)的阻力集中在雙膜，但因O2是難溶氣體，∴氧轉(zhuǎn)移的決定性阻力又集中在液膜內(nèi)(3)O2通過液膜的轉(zhuǎn)移速率是氧擴(kuò)散轉(zhuǎn)移全過程的控制速率

同除以V：

積分得：

KLa——氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)是評價(jià)空氣擴(kuò)散裝置的重要參數(shù)。

影響氧轉(zhuǎn)移的因素

(1)Cs——氧的飽和濃度

式中：S——含鹽量（mg/L）T——溫度℃式中：ρ——壓力修正系數(shù)（mg/L）而

對于T，P一定時(shí)，Cs就只與含鹽量S有關(guān)，即Cs＝f（S）∴采用β因子來修正溶解鹽類對Cs的影響

當(dāng)考慮氣壓和含鹽量的影響該值為水表面的數(shù)值，適于表面曝氣，如為水下曝氣，則應(yīng)考慮水深而增加的氧分壓，平均值為：Pd-池底絕對壓力。(2)污水的水質(zhì)污水中存在著溶解性有機(jī)物，特別是表面活性物質(zhì)，如短鏈脂肪酸和乙醇，是一種兩親分子，極性端羧基COOH－（親水）或羥基－OH－（親水）插入液相中，而非極性端（疏水）的碳基鏈則伸入氣相中。如C17H35—COOHO非極性端極性端疏水親水極性端非極性端C17H35（親水）COOH（親氣相，疏水）由于兩親分子聚集在氣液界面上，阻礙氧分子的擴(kuò)散轉(zhuǎn)移，增加了氧轉(zhuǎn)移過程的阻力→KLa↓引入α因子來修正表面活性物質(zhì)對KLa的影響氧傳遞原理

一些廢水的α及β值廢

水

名

稱αβ

紙板廢水

牛皮紙漿

木紙漿廢水

漂染廢水

印染廢水

煉油廢水

生活污水（新鮮）

生活污水（腐化）0.53~0.64

0.45~0.79

0.6

0.3~0.5

0.5

0.72

0.26~0.46

0.16~0.19

0.8~0.85

0.9（一般生活污水）P130：鼓風(fēng)曝氣α值0.4~0.8，機(jī)械α值0.6~1.0，β0.7~0.98，取0.95(3)水溫當(dāng)15～30℃時(shí)：水溫低對氧轉(zhuǎn)移有利30～35℃時(shí)：水溫較高對氧轉(zhuǎn)移有利氣相中氧分壓，液相中氧濃度梯度，氣液之間的接觸面積，接觸時(shí)間，水溫，污水的性質(zhì)，紊動強(qiáng)度等。4.3.3氧轉(zhuǎn)移速率與供氣量的計(jì)算1）氧轉(zhuǎn)移速率的計(jì)算：清水標(biāo)準(zhǔn)氧轉(zhuǎn)移速度（Os）為：式中C——水中的溶解氧濃度，對于脫氧清水C=0;V——曝氣池的體積，（m3）；為求得水溫為T，壓力為P條件下的廢水中的實(shí)際氧轉(zhuǎn)移速率（R），則需對上式加以修正，需引入各項(xiàng)修正系數(shù)，F(xiàn)——曝氣擴(kuò)散設(shè)備堵塞系數(shù)，0.65~0.9：因此，Os/O2為：一般來說：Os/O2

=1.331.61。式中C——2mg/l。O2為曝氣池實(shí)際需要，根據(jù)生化過程設(shè)計(jì)求得，2）氧轉(zhuǎn)移效率與供氣量的計(jì)算：①氧轉(zhuǎn)移效率：式中：EA——氧轉(zhuǎn)移效率，一般的百分比表示；S——供氧量，kgO2/h；21%——氧在空氣中占的百分比；1.331——20C時(shí)氧的容重，kg/m3；Gs——供氣量，m3/h。②供氣量Gs：③需氧量：4.3.4曝氣方式鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)機(jī)械曝氣裝置鼓風(fēng)+機(jī)械其它：富氧、純氧4.3.5曝氣設(shè)備鼓風(fēng)曝氣機(jī)械曝氣空氣凈化器鼓風(fēng)機(jī)空氣輸配管系統(tǒng)擴(kuò)散器豎式曝氣機(jī)表面曝氣機(jī)臥式曝氣機(jī)高速單級鼓風(fēng)機(jī)曝氣系統(tǒng)的組成

1）鼓風(fēng)曝氣空氣凈化器鼓風(fēng)機(jī)空氣輸配管系統(tǒng)擴(kuò)散器空氣凈化器的目的是改善整個(gè)曝氣系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和防止擴(kuò)散器阻塞。鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的組成過濾器與進(jìn)口消音器過濾器壓力損失監(jiān)測鼓風(fēng)機(jī)旁通與旁通消音器1）鼓風(fēng)曝氣空氣凈化器鼓風(fēng)機(jī)空氣輸配管系統(tǒng)擴(kuò)散器鼓風(fēng)機(jī)供應(yīng)壓縮空氣回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)、羅茨鼓風(fēng)機(jī)：適用于中小型污水廠，噪聲大，必須采取消音、隔音措施離心式鼓風(fēng)機(jī)：噪聲小，效率高，適用于大中型污水廠常用鼓風(fēng)機(jī)形式

（1）容積式風(fēng)機(jī):羅茨鼓風(fēng)機(jī)、回轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)（恒流）偏置的轉(zhuǎn)子偏心運(yùn)轉(zhuǎn)三葉式羅茨鼓風(fēng)機(jī)外型（2）單級高速離心鼓風(fēng)機(jī)丹麥HV-Turbo風(fēng)機(jī)英國Howden風(fēng)機(jī)常用鼓風(fēng)機(jī)形式

常用鼓風(fēng)機(jī)形式

美國PowerMizer多級風(fēng)機(jī)常用鼓風(fēng)機(jī)形式

常用鼓風(fēng)機(jī)形式

單級高速鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)出口導(dǎo)葉片離心鼓風(fēng)機(jī)房離心鼓風(fēng)機(jī)外型多極離心風(fēng)機(jī)1)鼓風(fēng)曝氣空氣凈化器鼓風(fēng)機(jī)擴(kuò)散器空氣輸配管系統(tǒng)要求沿程阻力損失小,曝氣設(shè)備各點(diǎn)壓力均衡,空氣干管流速10~15m/s，支管4~5m/s

，配備必要的手動閥和電動調(diào)節(jié)閥門。1)鼓風(fēng)曝氣空氣凈化器鼓風(fēng)機(jī)擴(kuò)散器空氣輸配管系統(tǒng)小氣泡擴(kuò)散器中氣泡擴(kuò)散器大氣泡擴(kuò)散器微氣泡擴(kuò)散器類型

1）鼓風(fēng)曝氣（1）小氣泡擴(kuò)散器a

（2）中氣泡擴(kuò)散器b

（3）大氣泡擴(kuò)散器c（1）小氣泡——擴(kuò)散板、擴(kuò)散管、擴(kuò)散盤擴(kuò)散板用陶土、塑料或其他材料制成，方形或長方形，方形300×300×（25－40)mm。氣泡直徑在1.5mm以下，擴(kuò)散板的通氣率一般為l－1.5m3/m2·min，氧利用率約10％，充氧動力效率約為2kgO2/kWh。但阻力大，易阻塞。擴(kuò)散板及其安裝方式擴(kuò)散管示意圖陶質(zhì)，內(nèi)徑44－75mm，壁厚6－14mm，長60Omm，每l0根為一組，通氣率為12－15m3/根·h。目前用軟管代替陶質(zhì)多孔管（2）中氣泡——穿孔管曝氣器及布置方式其特點(diǎn)是氧利用率低，但空氣壓力損失較??；穿孔管：孔眼2~3mm；孔口流速10m/s莎綸管：穿孔曝氣管（3）大氣泡——豎管特點(diǎn)是氣泡大（直徑3mm以上），分布不勻，氧利用率低，不易堵塞；豎管曝氣是在曝氣池的一側(cè)布置以橫管分支成梳形的豎管，豎管直徑在l5mm以上，離池底150mm左右。由于大氣泡在上升時(shí)形成較強(qiáng)的紊流并能夠劇烈地翻動水面，從而加強(qiáng)了氣泡液膜層的更新和從大氣中吸氧的過程（4）微氣泡100μm兩大類材料：硬質(zhì)：剛玉、陶粒、粗瓷+酚醛樹脂柔性橡膠膜圓帽蓋型擴(kuò)散器網(wǎng)狀膜擴(kuò)散器該曝氣器采用網(wǎng)狀膜代替曝氣盤用的各種曝氣板材，其網(wǎng)很薄，網(wǎng)上的孔徑筆直，濾水透氣效果均優(yōu)于微孔板材，不易發(fā)生堵塞。網(wǎng)膜采用聚醋酸纖維制成的。網(wǎng)狀膜曝氣器采用底部供氣，空氣經(jīng)分配器第一次切割后均勻分布到氣室內(nèi)，高速氣流經(jīng)切割分配到網(wǎng)狀膜的各個(gè)部位受到阻擋，然后通過特制網(wǎng)膜微孔的第二次切割形成微小氣泡(直徑2－3mm)勻地分布擴(kuò)散到水中。膜片微孔曝氣器曝氣器的氣體擴(kuò)散裝置采用微孔合成橡膠膜片，膜片上開有150－200m的同心圓布置的5000個(gè)自閉式孔眼。當(dāng)充氣時(shí)空氣通過布?xì)夤艿?，并通過底座上的孔眼進(jìn)入膜片和底座之間，在空氣的壓力作用下，使膜片微微鼓起，孔眼張開，達(dá)到布?xì)鈹U(kuò)散的目的。優(yōu)點(diǎn)：不堵塞，可以省去空氣濾清裝置。微孔曝氣盤微孔曝氣管微孔曝氣管微孔曝氣設(shè)備測試微孔曝氣設(shè)備安裝微孔曝氣設(shè)備的清水檢驗(yàn)微孔曝氣設(shè)備的運(yùn)行狀況膜片式微孔曝氣器微孔曝氣器實(shí)際安裝情況微孔曝氣器安裝示意圖ZDB型振動曝氣器KBB型可變微孔曝氣器可變微孔曝氣器安裝（5）其它（水力剪切擴(kuò)散裝置）屬于水力剪切擴(kuò)散裝置的有倒盆式、射流式、固定螺旋式和撞擊式等右圖是倒盆式擴(kuò)散器倒盆式擴(kuò)散器射流曝氣器金山l型曝氣噴頭和SX-l型曝氣噴頭散流式曝氣器固定螺旋式曝氣器：國內(nèi)外開始使用一種稱為固定螺旋式曝氣器(也稱靜態(tài)曝氣器)的裝置。它是由3－5節(jié)筒體組成的，每節(jié)為300(450)×300，每節(jié)內(nèi)安裝著90度或180度轉(zhuǎn)動的固定螺旋葉片，相鄰兩節(jié)螺旋葉片旋轉(zhuǎn)方向相反，相錯(cuò)90度，空氣從筒底部進(jìn)入曝氣筒形成氣水混合液?；旌弦涸谕矁?nèi)反復(fù)與器壁碰撞，迂回上升，空氣泡在上升的過程中被螺旋葉片反復(fù)切割，形成小氣泡。雙螺旋曝氣器

鼓風(fēng)曝氣設(shè)備性能資料氣泡大小(mm)氧傳遞速率(mg/L.h)氧吸收率(%)動力效率(kgO2/kW.h)

小氣泡(<1.5)

中氣泡(1.5~1.3)

大氣泡(>3)

微氣泡(<0.1)40~60

20~30

10~20

40~12011~12

6.2~7.9

6.2~7.11.6~2.6

1.0~1.6

0.6~1.2

1.2~2.4氧傳遞速率動力效率曝氣的原理：①水躍②提升③負(fù)壓吸氣2）

機(jī)械曝氣：表面曝氣機(jī)

2)機(jī)械曝氣：表面曝氣機(jī)

曝氣的效率取決于：曝氣機(jī)的性能曝氣池的池形倒傘形平板形泵形這類曝氣機(jī)的轉(zhuǎn)動軸與水面平行,主要用于氧化溝。豎式曝氣機(jī)臥式曝氣刷豎軸式機(jī)械曝氣裝置L①泵型葉輪曝氣器對于泵型葉輪曝氣器，其充氧量和軸功率可按下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：N軸——葉輪軸功率，kw；

V——葉輪周邊線速度，m/s；

D——葉輪公稱直徑，m；

K1——池型結(jié)構(gòu)對充氧量的修正系數(shù)；

K2——池型結(jié)構(gòu)對軸功率的修正系數(shù)；呈雙曲線形；浸沒深度為010mm；線速度為45m/s。②K型葉輪曝氣器由圓錐形殼體及連接在外表面的葉片所組成；轉(zhuǎn)速在3060r/min；動力效率為22.5kgO2/kw.h③倒傘型葉輪曝氣器倒傘形機(jī)械曝氣器由葉片與平板等部件組成；葉片與平板半徑的角度在025之間；線速度一般在4.054.85之間。④平板型葉輪曝氣器臥軸式機(jī)械曝氣器主要有曝氣轉(zhuǎn)刷和曝氣轉(zhuǎn)盤，也稱曝氣轉(zhuǎn)碟；主要應(yīng)用于氧化溝；調(diào)節(jié)方便、維護(hù)簡易、動力效率較高。不同形式的轉(zhuǎn)刷曝氣器曝氣轉(zhuǎn)刷測試中的曝氣轉(zhuǎn)碟4.3.5曝氣設(shè)備性能指標(biāo)1）動力效率EP（充氧能力）、氧利用率（氧轉(zhuǎn)移效率）EA和氧轉(zhuǎn)移速率。動力效率EP（充氧能力）消耗1kWh電能所轉(zhuǎn)移到液體中去的氧量，kg/kWh?！獧C(jī)械曝氣。氧利用率也稱氧轉(zhuǎn)移效率，鼓風(fēng)曝氣轉(zhuǎn)移到液體中的氧占供給氧的百分?jǐn)?shù)?！娘L(fēng)曝氣。鼓風(fēng)曝氣標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)EA值脫氧清水曝氣試驗(yàn)測，5％－15％左右。氧轉(zhuǎn)移速率，mgO2/L·h曝氣設(shè)備性能P1392）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)是指用清水作曝氣實(shí)驗(yàn)，水溫20℃，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，初始水中溶解氧為0實(shí)際數(shù)據(jù)是指用廢水作實(shí)驗(yàn)，水溫15℃，海拔150m，水中溶解氧保持2mg/Lα=0.85，β=0.9。

3）對曝