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1、第二十讲第二十讲活性污泥系统（二）活性污泥系统（二）第一节第一节 曝气的原理曝气的原理第二节第二节 曝气的方法与设备曝气的方法与设备第三节第三节 活性污泥法活性污泥法的运行方式的运行方式第一节第一节 曝气的原理曝气的原理n n曝气的作用：曝气的作用：曝气的作用：曝气的作用：供氧、搅拌供氧、搅拌供氧、搅拌供氧、搅拌n n曝气的方式：鼓风曝气、机械表面曝气曝气的方式：鼓风曝气、机械表面曝气曝气的方式：鼓风曝气、机械表面曝气曝气的方式：鼓风曝气、机械表面曝气n n曝气的原理与过程：需氧、供氧、（供）曝气；曝气的原理与过程：需氧、供氧、（供）曝气；曝气的原理与过程：需氧、供氧、（供）曝气；曝气的原理与
2、过程：需氧、供氧、（供）曝气；标准供氧量与实际供氧量标准供氧量与实际供氧量标准供氧量与实际供氧量标准供氧量与实际供氧量一、曝气的原理与过程：一、曝气的原理与过程：气泡气泡细胞细胞BODDOCO2/H2O空气空气O221%N279%压力、压力、气量气量供氧供氧：FICK定律定律与双膜理论、与双膜理论、KLa需氧需氧:曝气：曝气：供气供气(实际废水实际废水)O279%DO=12mg/L供氧与需氧供氧与需氧供氧与供气供氧与供气实际与标准实际与标准曝气设备：曝气设备：标准状态下标准状态下供气量、阻力供气量、阻力一、曝气的原理与过程：一、曝气的原理与过程：供氧需氧供氧需氧曝气曝气 EA供气供气 EA=供
3、氧供氧氧的利用率（氧的利用率（EA）：）：又称又称氧转移效率氧转移效率，是指通过，是指通过鼓风曝气系统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（转移到混合液中的氧量占总供氧量的百分比（%）O221%N279%O279%，则氮含量为则氮含量为(100-Ot)%O2的平衡的平衡:N2的平衡的平衡:一、曝气的原理与过程：一、曝气的原理与过程：实际实际供氧量供氧量？标准标准供氧量供氧量标准供氧量即曝气设备的技术指标：标准供氧量即曝气设备的技术指标：标准状态下测定，即：标准状态下测定，即：1atm，20 C，清水清水实际供氧量即曝气池实际运行时所需的供氧量：实际供氧量即曝气池实际运行时所需的供
4、氧量：实际状态下，实际状态下，即：实际大气压与曝气头安装水深即：实际大气压与曝气头安装水深，实际水温实际水温，实际的废水水质实际的废水水质二、二、Fick定律定律n n氧的传递是一个氧的传递是一个氧的传递是一个氧的传递是一个扩散过程扩散过程扩散过程扩散过程 曝曝曝曝气气气气过过过过程程程程中中中中，空空空空气气气气中中中中的的的的氧氧氧氧从从从从气气气气相相相相中中中中被被被被转转转转移移移移或或或或传传传传递递递递到到到到废废废废水水水水的的的的液液液液相相相相中中中中，是是是是一一一一个个个个氧氧氧氧在在在在气气气气液液液液两两两两相相相相之之之之间间间间的的的的扩扩扩扩散散散散过过过过程
5、，即气相中的氧通过气液界面扩散到液相主体中。程，即气相中的氧通过气液界面扩散到液相主体中。程，即气相中的氧通过气液界面扩散到液相主体中。程，即气相中的氧通过气液界面扩散到液相主体中。n n扩散过程的基本定律扩散过程的基本定律扩散过程的基本定律扩散过程的基本定律FickFick定律定律定律定律；n n FickFick定律认为：定律认为：定律认为：定律认为：扩散过程的扩散过程的扩散过程的扩散过程的推动力推动力推动力推动力是物质在界面是物质在界面是物质在界面是物质在界面两侧的两侧的两侧的两侧的浓度差浓度差浓度差浓度差，被扩散的物质分子会从浓度高的一侧，被扩散的物质分子会从浓度高的一侧，被扩散的物质
6、分子会从浓度高的一侧，被扩散的物质分子会从浓度高的一侧向浓度低的一侧扩散、转移。向浓度低的一侧扩散、转移。向浓度低的一侧扩散、转移。向浓度低的一侧扩散、转移。二、二、Fick定律定律式中：式中：式中：式中：v vd d物质的物质的物质的物质的扩散速率扩散速率扩散速率扩散速率，即单位时间内单位断面上通过的物质的量；即单位时间内单位断面上通过的物质的量；即单位时间内单位断面上通过的物质的量；即单位时间内单位断面上通过的物质的量；DDL L 扩散系数扩散系数扩散系数扩散系数，表示物质在某种介质中的扩散能力，主要取决于表示物质在某种介质中的扩散能力，主要取决于表示物质在某种介质中的扩散能力，主要取决于
7、表示物质在某种介质中的扩散能力，主要取决于扩散物质和介质的特性及温度；扩散物质和介质的特性及温度；扩散物质和介质的特性及温度；扩散物质和介质的特性及温度；C C 物质浓度；物质浓度；物质浓度；物质浓度；y y 扩散过程的长度扩散过程的长度扩散过程的长度扩散过程的长度 dC/dydC/dy浓度梯度浓度梯度浓度梯度浓度梯度，即单位长度上的浓度变化值。即单位长度上的浓度变化值。即单位长度上的浓度变化值。即单位长度上的浓度变化值。物质的物质的物质的物质的扩散速率扩散速率扩散速率扩散速率与与与与浓度梯度浓度梯度浓度梯度浓度梯度呈正比关系。呈正比关系。呈正比关系。呈正比关系。二、二、Fick定律定律 如如
8、如如果果果果以以以以MM表表表表示示示示在在在在单单单单位位位位时时时时间间间间t t内内内内通通通通过过过过界界界界面面面面扩扩扩扩散散散散的的的的物物物物质质质质数数数数量量量量，以以以以AA表示界面面积，则有：表示界面面积，则有：表示界面面积，则有：表示界面面积，则有：三、氧转移的三、氧转移的“双膜理论双膜理论”边界层紊流紊流紊流紊流层流层流层流层流ygCLCiPiPg液膜液膜气膜气膜气气相相主主体体液液相相主主体体yl对流扩散对流扩散对流扩散对流扩散分子扩散分子扩散对于难溶于水的对于难溶于水的氧来说，分子扩散氧来说，分子扩散的阻力大于对流扩的阻力大于对流扩散，散，传质的阻力传质的阻力主
9、主要集中在要集中在气膜气膜和和液液膜膜上；上；在气膜中存在着在气膜中存在着氧分压梯度氧分压梯度，而液，而液膜中同样也存在着膜中同样也存在着氧的浓度梯度氧的浓度梯度，由，由此形成了此形成了氧转移的氧转移的推动力推动力1923年年，Lewis&Whitman氧转移的双膜理论模式氧转移的双膜理论模式图图边界层紊流紊流紊流紊流层流层流层流层流ClPiPg液膜液膜气膜气膜气气相相主主体体液液相相主主体体yl对流扩散对流扩散对流扩散对流扩散分子扩散分子扩散CsCs：与气相主体中氧分压相当的饱和溶解氧浓度；与气相主体中氧分压相当的饱和溶解氧浓度；CL：液相主体中所要求的溶解氧浓度液相主体中所要求的溶解氧浓度
10、氧转移过程中的氧转移过程中的传质推动力传质推动力就可就可以认为主要是界以认为主要是界面上的饱和溶解面上的饱和溶解氧浓度值氧浓度值(Cs)与与液相主体中的溶液相主体中的溶解氧浓度值解氧浓度值(CL)之差。之差。双膜理论双膜理论设液膜厚度为设液膜厚度为设液膜厚度为设液膜厚度为y yl l，因此在液膜内溶解氧浓度的梯度为：因此在液膜内溶解氧浓度的梯度为：因此在液膜内溶解氧浓度的梯度为：因此在液膜内溶解氧浓度的梯度为：式中式中:dM/dt 氧传递速率，氧传递速率，kgO2/h；DL氧分子在液膜中的扩散系数，氧分子在液膜中的扩散系数，m2/h；A 气、液两相接触界面面积，气、液两相接触界面面积，m2；(
11、Cs CL)/yL在液膜内溶解氧的浓度梯度，在液膜内溶解氧的浓度梯度，kgO2/m3.m；双膜理论双膜理论设液相主体的容积为设液相主体的容积为设液相主体的容积为设液相主体的容积为V(mV(m3 3)，并用其除以上式，则得：并用其除以上式，则得：并用其除以上式，则得：并用其除以上式，则得：式中式中:dC/dt 液相主体溶解氧浓度变化速率液相主体溶解氧浓度变化速率(或氧转移速率或氧转移速率)，kgO2/m3.h；KL液膜中氧分子传质系数，液膜中氧分子传质系数，m/h。双膜理论双膜理论由由由由于于于于气气气气液液液液界界界界面面面面的的的的面面面面积积积积难难难难于于于于计计计计量量量量，一一一一般
12、般般般以以以以氧氧氧氧总总总总转转转转移移移移系系系系数数数数（KKLaLa）代替代替代替代替：式中：式中：KLa氧总转移系数，氧总转移系数，h-1，（8）KLa值值表表示示在在曝曝气气过过程程中中氧氧的的总总传传递递性性，当当传传递递过过程程中中阻阻力力大大，则则KLa值值低，反之则低，反之则KLa值值高。高。其倒数其倒数1/KLa的单位为（的单位为（h），），它所表示的是曝气池中溶解氧浓度从它所表示的是曝气池中溶解氧浓度从CL提提高到高到Cs所需要的时间。所需要的时间。提高充氧速率的途径提高充氧速率的途径为了提高为了提高为了提高为了提高dC/dtdC/dt值，可以从两方面考虑：值，可以从两
13、方面考虑：值，可以从两方面考虑：值，可以从两方面考虑：提高提高提高提高KKLaLa值：值：值：值：n n加强液相主体的紊流程度，降低液膜厚度；加强液相主体的紊流程度，降低液膜厚度；加强液相主体的紊流程度，降低液膜厚度；加强液相主体的紊流程度，降低液膜厚度；n n加速气、液界面的更新；加速气、液界面的更新；加速气、液界面的更新；加速气、液界面的更新；n n增大气、液接触面积；等。增大气、液接触面积；等。增大气、液接触面积；等。增大气、液接触面积；等。提高提高提高提高C Cs s值：值：值：值：n n提高气相中的氧分压，如纯氧曝气、深井曝气等。提高气相中的氧分压，如纯氧曝气、深井曝气等。提高气相中
14、的氧分压，如纯氧曝气、深井曝气等。提高气相中的氧分压，如纯氧曝气、深井曝气等。四、氧总转移系数（四、氧总转移系数（KLa）的求的求定定式中：式中：C0当当 t=0时，液体主体中的溶解氧浓度时，液体主体中的溶解氧浓度(mg/l)；Ct当当 t=t 时，液体主体中的溶解浓度时，液体主体中的溶解浓度(mg/l)；Cs液相主体中的饱和溶解氧浓度液相主体中的饱和溶解氧浓度(mg/l)。测定测定KLa值值的方法与步骤：的方法与步骤：投加投加投加投加NaNa2 2SOSO3 3和和和和CoClCoCl2 2，脱除水中的溶解氧；脱除水中的溶解氧；脱除水中的溶解氧；脱除水中的溶解氧；当当当当溶溶溶溶解解解解氧氧
15、氧氧完完完完全全全全脱脱脱脱除除除除后后后后，开开开开始始始始曝曝曝曝气气气气充充充充氧氧氧氧，并并并并测测测测定定定定水水水水中溶解氧随时间的变化情况；中溶解氧随时间的变化情况；中溶解氧随时间的变化情况；中溶解氧随时间的变化情况；计算、绘图。计算、绘图。计算、绘图。计算、绘图。tKLa/2.30五、曝气系统的计算方法五、曝气系统的计算方法实际供（氧）气量？实际供（氧）气量？标准供（氧）气量标准供（氧）气量 标标标标准准准准氧氧氧氧转转转转移移移移速速速速率率率率指指指指脱脱脱脱氧氧氧氧清清清清水水水水在在在在2020 C C和和和和标标标标准准准准大大大大气气气气压压压压 条条条条 件件件件
16、 下下下下 测测测测 得得得得 的的的的 氧氧氧氧 转转转转 移移移移 速速速速 率率率率，一一一一 般般般般 以以以以 RR0 0表表表表 示示示示（kgOkgO2 2/h/h）；）；）；）；实实实实际际际际氧氧氧氧转转转转移移移移速速速速率率率率以以以以城城城城市市市市废废废废水水水水或或或或工工工工业业业业废废废废水水水水为为为为对对对对象象象象，按按按按当当当当地地地地实实实实际际际际情情情情况况况况（指指指指水水水水温温温温、气气气气压压压压等等等等）进进进进行行行行测测测测定定定定，所所所所得得得得到的为实际氧转移速率，以到的为实际氧转移速率，以到的为实际氧转移速率，以到的为实际氧
17、转移速率，以RR表示，单位为表示，单位为表示，单位为表示，单位为kgOkgO2 2/h/h。1 1、影响氧转移速率的主要因素、影响氧转移速率的主要因素n n水质水质l水温水温l气压气压影响氧总转移系数影响氧总转移系数影响氧总转移系数影响氧总转移系数K K K KLaLaLaLa =0.8 0.85影响影响影响影响饱和溶解氧浓度饱和溶解氧浓度饱和溶解氧浓度饱和溶解氧浓度C Cs s 0.9 0.97影响氧总转移系数影响氧总转移系数影响氧总转移系数影响氧总转移系数K KLaLa影响影响影响影响饱和溶解氧浓度饱和溶解氧浓度饱和溶解氧浓度饱和溶解氧浓度C Cs s水温升高，水温升高，Cs值会下降值会下
18、降;反之，则升高。反之，则升高。影响饱和影响饱和影响饱和影响饱和DODO浓度浓度浓度浓度C Cs s鼓风曝气系统中鼓风曝气系统中鼓风曝气系统中鼓风曝气系统中C Csmsm的计算的计算的计算的计算鼓风曝气系统鼓风曝气系统鼓风曝气系统鼓风曝气系统C Csmsm的计算的计算的计算的计算n n由由由由于于于于曝曝曝曝气气气气装装装装置置置置安安安安装装装装在在在在水水水水面面面面以以以以下下下下，其其其其C Cs s值值值值以以以以扩扩扩扩散散散散装装装装置置置置出出出出口口口口和和和和混混混混合合合合液液液液表表表表面面面面两处饱和溶解氧浓度的平均值两处饱和溶解氧浓度的平均值两处饱和溶解氧浓度的平均
19、值两处饱和溶解氧浓度的平均值C Csmsm计算，即：计算，即：计算，即：计算，即：式中式中Ot从曝气池逸出气体中含氧量的百分率，从曝气池逸出气体中含氧量的百分率，%；EA氧利用率，氧利用率，%，一般在，一般在6%25%之间；之间；Pb安装曝气装置处的绝对压力，可以按下式计算：安装曝气装置处的绝对压力，可以按下式计算：P曝气池水面的大气压力，曝气池水面的大气压力，P1.013105 Pa；H曝气装置距水面的距离，曝气装置距水面的距离，m。2、氧转移速率的计算：、氧转移速率的计算：标准氧转移速度（标准氧转移速度（标准氧转移速度（标准氧转移速度（RR0 0）：）：）：）：水水温温为为T，压压力力为为
20、P条条件件下下的的废废水水中中的的实实际际氧氧转转移移速速率率（R），则需对上式加以修正，需引入各项修正系数，即：则需对上式加以修正，需引入各项修正系数，即：一般，一般，R0/R=1.3 1.63、供气量的计算：供气量的计算：氧转移效率氧转移效率氧转移效率氧转移效率式中式中：EA氧转移效率，一般以百分比表示；氧转移效率，一般以百分比表示；OC供氧量，供氧量，kgO2/h；21%氧在空气中的百分比；氧在空气中的百分比；1.33120 C时氧的容重，时氧的容重，kg/m3；Gs 供氧量，供氧量，m3/h。3、供气量的计算：供气量的计算：供气量供气量供气量供气量GGs s 对对于于鼓鼓风风曝曝气气系
21、系统统，各各种种曝曝气气装装置置的的EA值值是是制制造造厂厂家家通通过清水试验测出的，随产品向用户提供；过清水试验测出的，随产品向用户提供；对对于于机机械械曝曝气气系系统统，按按式式（24）求求出出的的R0值值，又又称称为为充充氧能力氧能力，厂家也会向用户提供其设备的，厂家也会向用户提供其设备的R0值。值。4、曝气系统设计的一般程序：、曝气系统设计的一般程序：AA鼓风曝气系统：鼓风曝气系统：鼓风曝气系统：鼓风曝气系统：求风量即供气量：求风量即供气量：求风量即供气量：求风量即供气量：求得需氧速率求得需氧速率求得需氧速率求得需氧速率OO2 2根据供氧速率根据供氧速率=需氧速率，则有：需氧速率，则有
22、：R=O2 求取标准氧转移速率求取标准氧转移速率R0：Gs(m3/min)4、曝气系统设计的一般程序：、曝气系统设计的一般程序：求要求的求要求的求要求的求要求的风压风压风压风压（风机出口风压）：（风机出口风压）：（风机出口风压）：（风机出口风压）：根根根根据据据据管管管管路路路路系系系系统统统统的的的的沿沿沿沿程程程程阻阻阻阻力力力力、局局局局部部部部阻阻阻阻力力力力、静静静静水水水水压压压压力力力力再加上一定的余量，得到所要求的最小风压。再加上一定的余量，得到所要求的最小风压。再加上一定的余量，得到所要求的最小风压。再加上一定的余量，得到所要求的最小风压。根据根据根据根据风量风量风量风量与与
23、与与风压风压风压风压选择合适的风机。选择合适的风机。选择合适的风机。选择合适的风机。B B机械曝气系统设计的一般程序：机械曝气系统设计的一般程序：机械曝气系统设计的一般程序：机械曝气系统设计的一般程序：充氧能力充氧能力充氧能力充氧能力RR0 0的计算：的计算：的计算：的计算：求得需氧量求得需氧量求得需氧量求得需氧量OO2 2R=O2根据根据R0值选配合适的机械曝气设备。值选配合适的机械曝气设备。例题例题一一一一个个个个城城城城市市市市污污污污水水水水处处处处理理理理厂厂厂厂，设设设设计计计计流流流流量量量量QQ10000m10000m3 3/d/d，一一一一级级级级处处处处理理理理出出出出水水
24、水水BODBOD5 5150mg/l150mg/l，采采采采用用用用活活活活性性性性污污污污泥泥泥泥法法法法处处处处理理理理，处处处处理理理理水水水水BODBOD5 5 15mg/l15mg/l。采采采采用用用用中中中中微微微微孔孔孔孔曝曝曝曝气气气气盘盘盘盘作作作作为为为为曝曝曝曝气气气气装装装装置置置置。曝曝曝曝气气气气池池池池容容容容积积积积VV3000m3000m3 3，XXr r=2000mg/l=2000mg/l，E EAA=10%=10%,曝曝曝曝气气气气池池池池出出出出口口口口处处处处溶溶溶溶解解解解氧氧氧氧C Cl l =2mg/l=2mg/l，水水水水温温温温T=25T=2
25、50 0C C，曝气盘安装在水下曝气盘安装在水下曝气盘安装在水下曝气盘安装在水下4.5m4.5m处。处。处。处。有有有有关关关关参参参参数数数数为为为为：a=0.5,a=0.5,b=b=0.1,0.1,=0.85,=0.85,=0.95=0.95，=1.0=1.0求：求：求：求：(1)(1)采用鼓风曝气时，所需的供气量采用鼓风曝气时，所需的供气量采用鼓风曝气时，所需的供气量采用鼓风曝气时，所需的供气量GGs s（mm3 3/min/min）(2)(2)采用表面机械曝气器时的充氧量采用表面机械曝气器时的充氧量采用表面机械曝气器时的充氧量采用表面机械曝气器时的充氧量RR0 0(kgO(kgO2 2
26、/h)/h)第二节第二节 曝气的方法与设备曝气的方法与设备一、曝气设备一、曝气设备1 1 1 1曝气装置的分类曝气装置的分类曝气装置的分类曝气装置的分类 曝曝曝曝气气气气装装装装置置置置，又又又又称称称称为为为为空空空空气气气气扩扩扩扩散散散散装装装装置置置置，是是是是活活活活性性性性污污污污泥泥泥泥处处处处理理理理系统的重要设备，系统的重要设备，系统的重要设备，系统的重要设备，按按按按曝曝曝曝气气气气方方方方式式式式可可可可以以以以将将将将其其其其分分分分为为为为鼓鼓鼓鼓风风风风曝曝曝曝气气气气装装装装置置置置和和和和表表表表面面面面（机机机机械械械械）曝气装置两种。曝气装置两种。曝气装置两
27、种。曝气装置两种。衡量曝气设备的技术性能指标衡量曝气设备的技术性能指标n n氧氧氧氧的的的的利利利利用用用用率率率率（E EAA）：又又又又称称称称氧氧氧氧转转转转移移移移效效效效率率率率，是是是是指指指指通通通通过过过过鼓鼓鼓鼓风风风风曝曝曝曝气气气气系系系系统统统统转转转转移移移移到到到到混混混混合合合合液液液液中中中中的的的的氧氧氧氧量量量量占占占占总总总总供供供供氧氧氧氧量量量量的的的的百百百百分比（分比（分比（分比（%）；n n充充充充氧氧氧氧能能能能力力力力（RR0 0）：通通通通过过过过表表表表面面面面机机机机械械械械曝曝曝曝气气气气装装装装置置置置在在在在单单单单位位位位时时时
28、时间内转移到混合液中的氧量（间内转移到混合液中的氧量（间内转移到混合液中的氧量（间内转移到混合液中的氧量（kgOkgO2 2/h/h）；n n动动动动力力力力效效效效率率率率（E Ep p）：每每每每消消消消耗耗耗耗1 1度度度度电电电电转转转转移移移移到到到到混混混混合合合合液液液液中中中中的的的的氧量（氧量（氧量（氧量（kgOkgO2 2/kw.h/kw.h）。2鼓风曝气装置鼓风曝气装置n n鼓鼓鼓鼓风风风风曝曝曝曝气气气气系系系系统统统统由由由由鼓鼓鼓鼓风风风风机机机机、空空空空气气气气输输输输送送送送管管管管道道道道以以以以及及及及曝曝曝曝气装置气装置气装置气装置所组成。所组成。所组成
29、。所组成。n n鼓风曝气装置鼓风曝气装置鼓风曝气装置鼓风曝气装置可分为：可分为：可分为：可分为：（微）小气泡型（微）小气泡型（微）小气泡型（微）小气泡型微孔曝气头微孔曝气头微孔曝气头微孔曝气头中气泡型中气泡型中气泡型中气泡型大气泡型大气泡型大气泡型大气泡型水力剪切型水力剪切型水力剪切型水力剪切型水力冲击型水力冲击型水力冲击型水力冲击型a.（微）小气泡型曝气装置微）小气泡型曝气装置n n由由由由微微微微孔孔孔孔透透透透气气气气材材材材料料料料（陶陶陶陶土土土土、氧氧氧氧化化化化铝铝铝铝、氧氧氧氧化化化化硅硅硅硅或或或或尼尼尼尼龙龙龙龙等等等等）制制制制成成成成的扩散板、扩散盘和扩散管等；的扩散板
30、、扩散盘和扩散管等；的扩散板、扩散盘和扩散管等；的扩散板、扩散盘和扩散管等；n n气泡直径在气泡直径在气泡直径在气泡直径在2mm2mm以下（在以下（在以下（在以下（在200200 mm以下者，为微孔）；以下者，为微孔）；以下者，为微孔）；以下者，为微孔）；n nE EA A=15=15 25%25%，E EP P=2=2 kgO kgO2 2/kw.h/kw.h以上；以上；以上；以上；n n缺点：易堵塞，空气需经过滤处理净化，扩散阻力大。缺点：易堵塞，空气需经过滤处理净化，扩散阻力大。缺点：易堵塞，空气需经过滤处理净化，扩散阻力大。缺点：易堵塞，空气需经过滤处理净化，扩散阻力大。扩散管扩散管扩
31、散板扩散板正常位置正常位置提升位置提升位置b.中气泡型曝气装置中气泡型曝气装置 气泡直径为气泡直径为气泡直径为气泡直径为2 2 6mm6mm。穿孔管穿孔管：n n钢管或塑料管，管径钢管或塑料管，管径钢管或塑料管，管径钢管或塑料管，管径2525 50mm50mm；n n在在在在管管管管下下下下部部部部两两两两侧侧侧侧呈呈呈呈4545 开开开开孔孔孔孔，孔孔孔孔眼眼眼眼直直直直径径径径3 3 5mm5mm，间间间间距距距距5050 100mm100mm；n n不易堵塞，构造简单，阻力小；不易堵塞，构造简单，阻力小；不易堵塞，构造简单，阻力小；不易堵塞，构造简单，阻力小；n n氧利用率氧利用率氧利用
32、率氧利用率(E EAA)低，一般为低，一般为低，一般为低，一般为4 4 6%6%；n n动力效率动力效率动力效率动力效率(E EP P)可达可达可达可达1 1 2 2 kgO kgO2 2/kw.h/kw.h；n n多用于浅层曝气法，动力效率可达多用于浅层曝气法，动力效率可达多用于浅层曝气法，动力效率可达多用于浅层曝气法，动力效率可达 2 2 kgO kgO2 2/kw.h/kw.hb.中气泡型曝气装置中气泡型曝气装置新型中气泡型曝气装置：新型中气泡型曝气装置：n n气泡直径接近于小气泡；气泡直径接近于小气泡；气泡直径接近于小气泡；气泡直径接近于小气泡；n n不易堵塞，布气均匀，空气不需过滤处
33、理；不易堵塞，布气均匀，空气不需过滤处理；不易堵塞，布气均匀，空气不需过滤处理；不易堵塞，布气均匀，空气不需过滤处理；n n氧氧氧氧利利利利用用用用率率率率高高高高（1212 15%15%），动动动动力力力力效效效效率率率率也也也也高高高高（2.72.7 3.73.7 kgOkgO2 2/kw.h/kw.h）；）；）；）；n n构造简单，维护管理方便；构造简单，维护管理方便；构造简单，维护管理方便；构造简单，维护管理方便；n n单个服务面积为单个服务面积为单个服务面积为单个服务面积为0.5m0.5m2 2左右。左右。左右。左右。c.水力剪切型空气扩散装置水力剪切型空气扩散装置n n利利利利用用
34、用用装装装装置置置置本本本本身身身身的的的的构构构构造造造造特特特特点点点点，产产产产生生生生水水水水力力力力剪剪剪剪切切切切作作作作用用用用，将将将将大大大大气气气气泡泡泡泡切切切切割割割割成成成成小小小小气气气气泡泡泡泡，增增增增加加加加气气气气液液液液接接接接触触触触面面面面积积积积，达到提高效率的目的。达到提高效率的目的。达到提高效率的目的。达到提高效率的目的。倒盆形曝气器倒盆形曝气器倒盆形曝气器倒盆形曝气器 n n空空空空气气气气由由由由上上上上部部部部进进进进入入入入，由由由由壳壳壳壳体体体体和和和和橡橡橡橡胶胶胶胶板板板板之之之之间间间间的的的的缝缝缝缝隙隙隙隙向向向向四四四四周
35、周周周喷出，由于水力剪切作用，气泡变小；喷出，由于水力剪切作用，气泡变小；喷出，由于水力剪切作用，气泡变小；喷出，由于水力剪切作用，气泡变小；n n停停停停止止止止曝曝曝曝气气气气时时时时，借借借借助助助助橡橡橡橡胶胶胶胶板板板板的的的的回回回回弹弹弹弹力力力力，缝缝缝缝隙隙隙隙自自自自动动动动封封封封闭闭闭闭，可以防止污泥倒灌。可以防止污泥倒灌。可以防止污泥倒灌。可以防止污泥倒灌。n nE EAA=69%=69%，E Ep p=1.52.5=1.52.5 kgO kgO2 2/kw.h/kw.h固定螺旋曝气器固定螺旋曝气器 n n由由由由圆圆圆圆形形形形外外外外壳壳壳壳和和和和固固固固定定定
36、定在在在在内内内内部部部部的的的的螺螺螺螺旋旋旋旋叶叶叶叶片片片片组组组组成成成成，每每每每个个个个螺螺螺螺旋旋旋旋叶片的旋转角为叶片的旋转角为叶片的旋转角为叶片的旋转角为180180 ，相邻叶片的旋转方向相反；，相邻叶片的旋转方向相反；，相邻叶片的旋转方向相反；，相邻叶片的旋转方向相反；n n空空空空气气气气由由由由底底底底部部部部进进进进入入入入，向向向向上上上上流流流流动动动动，产产产产生生生生提提提提升升升升作作作作用用用用，使使使使混混混混合合合合液循环流动；液循环流动；液循环流动；液循环流动；n n空气泡在上升过程中，被叶片反复切割，形成小气泡；空气泡在上升过程中，被叶片反复切割，
37、形成小气泡；空气泡在上升过程中，被叶片反复切割，形成小气泡；空气泡在上升过程中，被叶片反复切割，形成小气泡；n n阻力小，搅拌力强阻力小，搅拌力强阻力小，搅拌力强阻力小，搅拌力强，E EAA（8 8 10%10%）；）；）；）；n n分为固定单螺旋、双螺旋、三螺旋等。分为固定单螺旋、双螺旋、三螺旋等。分为固定单螺旋、双螺旋、三螺旋等。分为固定单螺旋、双螺旋、三螺旋等。d.水力冲击型曝气器水力冲击型曝气器n n射流曝气：分为自吸式和供气式射流曝气：分为自吸式和供气式射流曝气：分为自吸式和供气式射流曝气：分为自吸式和供气式n n自自自自吸吸吸吸式式式式射射射射流流流流曝曝曝曝气气气气器器器器由由由
38、由压压压压力力力力管管管管、喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴、吸吸吸吸气气气气管管管管、混合室和出水管等组成；混合室和出水管等组成；混合室和出水管等组成；混合室和出水管等组成；n nE EA A=20%;=20%;l 噪音小，无需鼓风机房；噪音小，无需鼓风机房；l 一般适用于小规模污水厂。一般适用于小规模污水厂。4机械曝气装置机械曝气装置 又称表面曝气装置又称表面曝气装置又称表面曝气装置又称表面曝气装置n n曝气的原理：曝气的原理：曝气的原理：曝气的原理：水水水水跃跃跃跃曝曝曝曝气气气气机机机机转转转转动动动动时时时时，表表表表面面面面的的的的混混混混合合合合液液液液不不不不断断断断地地地地从从从从周周周周边
39、边边边被被被被抛抛抛抛向四周，形成水跃，液面被强烈搅动而卷入空气；向四周，形成水跃，液面被强烈搅动而卷入空气；向四周，形成水跃，液面被强烈搅动而卷入空气；向四周，形成水跃，液面被强烈搅动而卷入空气；提提提提升升升升曝曝曝曝气气气气机机机机具具具具有有有有提提提提升升升升作作作作用用用用，使使使使混混混混合合合合液液液液连连连连续续续续地地地地上上上上下下下下循循循循环环环环流动，不断更新气液接触界面，强化气、液接触；流动，不断更新气液接触界面，强化气、液接触；流动，不断更新气液接触界面，强化气、液接触；流动，不断更新气液接触界面，强化气、液接触；负负负负压压压压吸吸吸吸气气气气曝曝曝曝气气气气
40、器器器器的的的的转转转转动动动动，使使使使其其其其在在在在一一一一定定定定部部部部位位位位形形形形成成成成负负负负压压压压区区区区，而吸入空气。而吸入空气。而吸入空气。而吸入空气。表面曝气装置的分类表面曝气装置的分类n n竖轴式竖轴式表面曝气装置表面曝气装置表面曝气装置表面曝气装置n n横轴式横轴式表面曝气装置表面曝气装置表面曝气装置表面曝气装置。竖轴式机械曝气装置竖轴式机械曝气装置n n泵型叶轮曝气器泵型叶轮曝气器n nK型叶轮曝气器型叶轮曝气器n n倒伞型叶轮曝气器倒伞型叶轮曝气器n n平板型叶轮曝气器平板型叶轮曝气器泵型叶轮曝气器泵型叶轮曝气器n n呈双曲线形；呈双曲线形；呈双曲线形；呈
41、双曲线形；n n浸没深度为浸没深度为浸没深度为浸没深度为0 0 10mm10mm；n n线速度为线速度为线速度为线速度为4 4 5m/s5m/s。K型叶轮曝气器型叶轮曝气器n n由由由由圆圆圆圆锥锥锥锥形形形形壳壳壳壳体体体体及及及及连连连连接接接接在在在在外外外外表表表表面面面面的的的的叶叶叶叶片片片片所所所所组组组组成；成；成；成；n n转转转转速速速速在在在在3030 60r/min60r/min；n n动动动动 力力力力 效效效效 率率率率 为为为为 2 2 2.52.5kgOkgO2 2/kw.h/kw.h倒伞型叶轮曝气器倒伞型叶轮曝气器卧轴式机械曝气器卧轴式机械曝气器n n主要有主
42、要有主要有主要有曝气转刷曝气转刷曝气转刷曝气转刷和和和和曝气转盘，曝气转盘，曝气转盘，曝气转盘，也称也称也称也称曝气转碟；曝气转碟；曝气转碟；曝气转碟；n n主要应用于氧化沟；主要应用于氧化沟；主要应用于氧化沟；主要应用于氧化沟；n n调节方便、维护简易、动力效率较高。调节方便、维护简易、动力效率较高。调节方便、维护简易、动力效率较高。调节方便、维护简易、动力效率较高。第三节第三节 活性污泥法的运行方式活性污泥法的运行方式1)1)传统活性污泥法传统活性污泥法传统活性污泥法传统活性污泥法；2)2)完全混合活性污泥法完全混合活性污泥法完全混合活性污泥法完全混合活性污泥法；3)3)阶段曝气活性污泥法
43、；阶段曝气活性污泥法；阶段曝气活性污泥法；阶段曝气活性污泥法；4)4)吸附吸附吸附吸附再生活性污泥法再生活性污泥法再生活性污泥法再生活性污泥法；5)5)延时曝气活性污泥法；延时曝气活性污泥法；延时曝气活性污泥法；延时曝气活性污泥法；6)6)高负荷活性污泥法；高负荷活性污泥法；高负荷活性污泥法；高负荷活性污泥法；7)7)纯氧曝气活性污泥法纯氧曝气活性污泥法纯氧曝气活性污泥法纯氧曝气活性污泥法；8)8)浅层低压曝气活性污泥法；浅层低压曝气活性污泥法；浅层低压曝气活性污泥法；浅层低压曝气活性污泥法；9)9)深水曝气活性污泥法；深水曝气活性污泥法；深水曝气活性污泥法；深水曝气活性污泥法；10)10)深
44、井曝气活性污泥法深井曝气活性污泥法深井曝气活性污泥法深井曝气活性污泥法。回流污泥回流污泥二次二次沉淀池沉淀池废水废水曝气池曝气池初次初次沉淀池沉淀池出水出水空气空气剩余活性污泥剩余活性污泥 QSi VX QwXSe Q-QwXeSe QrXrSe Q+QrXSe一、传统活性污泥法：1)1)工工艺艺流流程程:一、传统活性污泥法：平面图平面图剖面图 曝气头曝气头 曝气设备曝气设备 隔墙隔墙 空气管沟空气管沟一、传统活性污泥法：n n供氧速率与需氧速率供氧速率与需氧速率供氧速率与需氧速率供氧速率与需氧速率曝气池长度曝气池长度 供氧速率供氧速率 需氧速率曲线需氧速率曲线需需氧氧量量微孔曝气头微孔曝气头
45、一、传统活性污泥法：一、传统活性污泥法：n n主要优点：主要优点：主要优点：主要优点：a.a.处理效果好：处理效果好：处理效果好：处理效果好：BODBOD5 5的去除率可达的去除率可达的去除率可达的去除率可达9095%9095%；b.b.对废水的处理程度比较灵活，可根据要求进行调节。对废水的处理程度比较灵活，可根据要求进行调节。对废水的处理程度比较灵活，可根据要求进行调节。对废水的处理程度比较灵活，可根据要求进行调节。n n4)4)主要问题：主要问题：主要问题：主要问题：a.a.为为为为了了了了避避避避免免免免池池池池首首首首端端端端形形形形成成成成厌厌厌厌氧氧氧氧状状状状态态态态，不不不不宜
46、宜宜宜采采采采用用用用过过过过高高高高的的的的有机负荷，因而池容较大，有机负荷，因而池容较大，有机负荷，因而池容较大，有机负荷，因而池容较大，占地面积较大占地面积较大占地面积较大占地面积较大；b.b.在在在在池池池池末末末末端端端端可可可可能能能能出出出出现现现现供供供供氧氧氧氧速速速速率率率率高高高高于于于于需需需需氧氧氧氧速速速速率率率率的的的的现现现现象象象象，会会会会浪费了动力费用浪费了动力费用浪费了动力费用浪费了动力费用；c.c.对冲击负荷的适应性较弱。对冲击负荷的适应性较弱。对冲击负荷的适应性较弱。对冲击负荷的适应性较弱。传统活性污泥法设计参数设计参数容积负荷容积负荷 (kgBOD
47、5/m3.d)0.3 0.6MLSS (mg/l)1500 3000回流比回流比 (%)25 50污泥负荷污泥负荷 (kgBOD5/kgMLSS.d)0.2 0.4污泥龄污泥龄 c(d)5 15MLVSS (mg/l)1200 2400曝气时间曝气时间HRT (h)4 8BOD5去除率去除率 (%)85 95二、完全混合活性污泥法n n工艺流程回流污泥回流污泥二次二次沉淀池沉淀池废水废水曝气池曝气池初次初次沉淀池沉淀池出水出水空气空气剩余活性剩余活性污泥污泥 完全混合曝气池完全混合曝气池二、完全混合活性污泥法n n主要特点：主要特点：主要特点：主要特点：a.a.可可可可以以以以方方方方便便便便
48、地地地地通通通通过过过过对对对对F/MF/M的的的的调调调调节节节节，使使使使反反反反应应应应器器器器内内内内的的的的有机物降解反应控制在最佳状态；有机物降解反应控制在最佳状态；有机物降解反应控制在最佳状态；有机物降解反应控制在最佳状态；b.b.进进进进水水水水一一一一进进进进入入入入曝曝曝曝气气气气池池池池，就就就就立立立立即即即即被被被被大大大大量量量量混混混混合合合合液液液液所所所所稀稀稀稀释释释释，所以对冲击负荷有一定的抵抗能力；所以对冲击负荷有一定的抵抗能力；所以对冲击负荷有一定的抵抗能力；所以对冲击负荷有一定的抵抗能力；c.c.适合于处理较高浓度的有机工业废水适合于处理较高浓度的有
49、机工业废水适合于处理较高浓度的有机工业废水适合于处理较高浓度的有机工业废水二、完全混合活性污泥法 主要结构形式：主要结构形式：a.合建式（曝气沉淀池）合建式（曝气沉淀池）b.分建式分建式合合建建式式曝曝气气池池曝曝气气沉沉淀淀池池合建式曝气池（曝气沉淀池）合建式曝气池（曝气沉淀池）污泥负荷污泥负荷 (kgBOD5/kgMLSS.d)污泥龄污泥龄 (d)MLVSS (mg/l)曝气时间曝气时间HRT (h)BOD5去除率去除率 (%)设计参数设计参数容积负荷容积负荷 (kgBOD5/m3.d)08 2.0MLSS (mg/l)3000 6000回流比回流比 (%)25 1000.2 0.65 1
50、5 2400 4800 3 5 85 90二、完全混合活性污泥法三、阶段曝气活性污泥法三、阶段曝气活性污泥法 分段进水法或多点进水法分段进水法或多点进水法分段进水法或多点进水法分段进水法或多点进水法n n工艺流程工艺流程工艺流程工艺流程多点进水活性污泥法的工艺流程多点进水活性污泥法的工艺流程出水出水进水进水二沉池二沉池进水点进水点剩余污泥剩余污泥回流污泥回流污泥回流污泥回流污泥出水出水进水点进水点进水进水剩余污泥剩余污泥二沉池二沉池进水点进水点三、阶段曝气活性污泥法三、阶段曝气活性污泥法 分段进水法或多点进水法分段进水法或多点进水法分段进水法或多点进水法分段进水法或多点进水法n n主要特点：主