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1、曝气池的设计计算与曝气设备的选择生化处理中一般采用活性污泥法，其主要的工艺流程包括：预处理初次沉淀混合曝气二次沉淀，曝气是活性污泥法处理废水的重 要环节，曝气在曝气池中完成。因此曝气池的设计在整个生化处理工 艺设计中也就占到十分重要的地位。按照曝气的方式不同，曝气池的分类也各不相同，一般情况下，我们可以分为推流式曝气池和完全混合型曝气池两种, 各种不同的曝气方式设计的参数也是不相同的，这主要是根据 实际条件来进行相应的调整。曝气设备的选择那么是经济效益和 运行本钱控制的关键。曝气池的设计计算主要包括：曝气池容积的计算；池 体设计；需氧量和供氧量的计算。一、曝气池容积的计算1、有机负荷计算法计算
2、曝气区容积，常用的是有机负荷计算法。负荷有两种 表示方法，即污泥负荷和容积负荷。一般采用污泥负荷，计算 过程如下：(1)确定污泥负荷污泥负荷一般根据经验值确定，可以参照有关成熟经验中的数值。表1:局部活性污泥工艺参数和特点(2)确定所需要微生物的量工艺类 型污泥 龄/d污泥负荷kgB OD5/kgMLS S容积负荷k gBOD 5/m3.dMLSSmg/L水力停留 时间/h回流比BOD5 去除 率/%备注传统活 性污泥 法5-150.20.40.30.81500-30004- -80.250.7585-95用于低浓度生活 污水、易受冲击 负荷的影响完全混 合法5-150.20.60.62.42
3、500-40003-50.251.085-95可用于一股污 水，耐冲击负 荷；易发生丝状 菌境胀阶段进 水5-150.20.40.41.42000-35003-50.250.758595应用范国广泛改熨曝 气0.20.51.55.00.22.4200-10001.5-30.050.2560-75用于中等浓度的 污水，出水中可 能含有细胞组织接触稳5-150.20.60.91.2(1000300 0 )注(400 010000)释(0.51.0)(3-6)0.51.580-9 0用于现有处理系 统的改扩建和小 型处理厂延时曝 气20-3 00.050.150.150.253000-6000183
4、60.51.575-95工艺灵活r适用 于小城镇、小型 处理厂和需要消 化的场合高负荷 法5-100.41.51.6-164000-100002-41.05.075-9 0适用于用涡轮曝 气机供氧且控制 絮体大小的一般 污水处理厂纯氧曝 气3-100.251.02000-50001-30.250.585-95适用于高浓度废 水且可用空间狭 叁的地方，能抵 抗冲击负荷氧化沟10-3 00.050.300.10.23000-60008-360.751.575-9 5适用于小城 镇，有大片口用 土地，供案灵活SBR/0.05030.10.2415005000.备注12-50/85-95适用于小城 镇
5、，可用土地较 小的地方，供需灵活深井曝 气/0.55.0/0.5-5/85-95适用于一股的高 浓煜辰水,该工 艺可抵抗冲击负 荷合并硝 化工艺0.100.25 (0.020.20 )解0.10.322000-25006-150.51.585-95常用的生物脱氮 工艺单独硝化工艺0.050.20 ( 0.040.15 )0.050.162000-35003-60.502.0085-95一 适用于现有处理 系统的升级及氮 的排放标准严格 工二厘嘲互注：接触池 释：污泥稳定池解：TKN/MLVSS 备注：MLVSS/m变化法定宇堵百富西二微生物的量(XV)是由所要处理的有机物的总量和单位微 生物在
6、单位时间内处理有机物的能力(即污泥负荷)决定的。 根据污泥负荷的定义：Ns=Q (SO-Se) / (XV)，可得公式如下：(XV)=Q (SO-Se) / Ns式中：V曝气池容积，m3Q进 水设计流量，m3/dS0进水的B0D5浓度，mg/LSe出水 的BOD5浓度，mg/LX混合液挥发性悬浮固体，(MLVSS) 浓度 mg/LNs污泥负荷，kgBOD5/ (kgMLVSS. d).(3)计算曝气池的有效池容确定了微生物的总量后，需要有污泥浓度的数值才能计算 曝气池的容积。污泥浓度根据所用工艺的污泥浓度的经验值选 择，一般在30006000mg/L之间。经过实验或其他方式确定 了回流比、SV
7、I值后也可以根据下式计算：X=RrflO6/SVI(l+R) 式中：R污泥回流比，二次沉淀池中污泥综合系数， 一般为L2左右fMLVSS/MLSS曝气池容积的计算公式如 下：V=(VX) /X=Q (SO-Se) / (XNS)式中：Q废水量，m3/dQ (SO-Se )每天的有机基质降解量，kg/dV曝气池有效容积，m3(4)确定曝气池的主要尺寸主要确定曝气池的个数、池深、长度以及曝气池的平面形式等。按照每日的处理量来确定池体的个数，同时，由于工艺 的不同，曝气池的式样和个数各不相同，因此在实际的设计中 需要我们有现场的实际地形图和整体效果图来做依据，这样设 计出来的池体才可以满足工艺处理需
8、要，并且与周围的环境和 谐一致。2、动力学方法也可用动力学方法计算曝气池的容积。计算过程如下：(1)确定所需的动力学常数的值包括Y、Kd、Ks、umax,在没有实验数据时可以根据表2、 表3选择适当的数值。表2 :生活污水的Y、Kd值产率系数(Y )衰减系数(Kd )0.40.8mgVSS/mgBOD50.250.45mgVSS/m gCOD0.00200.0029h-l表3 :几种工业废水的Y、Kd值(2)确定污泥龄工业废水名称Kd工业废水名称YKd合成纤维废水0.380.10纸浆和造纸废水0.760.016亚瓯酸盐浆粕废水0.550.13制药废水0.77/含酚废水0.70/酿造废水0.93
9、；.处会根据公式 1/。min=(YX umax X SO/ SO+Ks) -Kd 可以确定 0 mi n 值。9 mi n= 1 / (Y X umax-Kd)式中：umax基质到达饱和浓度时，微生物的最大比增殖速率，d-l实际活性污泥处理 系统工程中所采用的0C(污泥龄.d)值，应大于Omin值，实 际取值按公式1/。min= Y X umax-Kd乘以平安系数。平安系数一般在220。也可以根据经验进行取值，参照表1数据。(3)确定所需的微生物量根据公式 1/。C=YXumaxX (S0-Se)/ (SO-Se)+KsIn SO/ Se-Kd来确定微生物的量，可以得到微生物量的计算公式：(
10、XV) =Q 9 CY(SO-Se)/(1+Kd 0 C)(4)确定曝气池的容积首先确定微生物浓度，其方法与前面的负荷设计法相同。V =(vx)/x(5)根据有关公司对出水浓度进行校核；或者根据污泥 负荷的定义对污泥负荷进行校核。这两种方法取其中一种就可 以。二、需氧量和供气量的计算1、需氧量活性污泥的正常运行，除需要有性能良好的活性污泥以外, 还需要进行充足的氧气供应，活性污泥法处理系统的日平均需 氧量(02)可按公式1/。OYNs-Kd计算，去除lkgB0D5的需 氧量(A02)根据下式计算，也可根据经验数据选用。A 02= /Ns 废水a、b的值和局部工业废水的a、b,值可以从表4、 表
11、5选取。表4 :活性污泥法处理城市废水时的废水a、br和AO2的值齐E题L075Aa完全混合法：0.420.110.71.1生物吸附法传统曝气法,i延时曝气法0.530.1881.41.8表5 :局部工业废水的a、b值污水名称arb，污水名称ab，石油化工废水0.750.16炼油废水0.550.12含酚废水0.56一-亚硫酸浆期废 水0.400.185漂染废水0.50.60.065制药废水0.350.354合成纤维废水0.550.142制浆造纸废水0.382、供气量在需氧量确定以后，取一定的平安系数，得到实际需氧量(Ra),并转化为标准状态需氧量(R。)。公式如下：Ro二 RaCs/ a (B
12、 P CS (T)-CT) X 1. 024 (T-20)式 中：CS 在 1. 03X 105Pa条件下氧的饱和浓度，mg/LX混合液挥发性悬 浮固体，(MLVSS)浓度mg/L在实际工程中，所需要的空气量 比标准条件下所需要的空气量要多33%61%,具体在工程中需 要的空气量可以根据实际情况来确定，在标准状态需氧量确定 之后，根据不同设备厂家的曝气机样本和手册，计算出总的能 耗。总能耗确定后，就可以确定曝气器的数量。鼓风曝气要确 定其供气量，公式为：Gs=Ro/0. 3XEA式中：Gs 空气量EA一曝气系统的充氧效益计算出空气量后，根据鼓风机的样本便可以确定鼓风机的数量和型号。g气设备的选
13、择(1)曝气设备所具有的功效产生并维持有效的气水接触，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。各种曝气设备的特点是各不相同的，因此曝气设备的用途 和使用的范围也就有各种不同，因此，在工艺设计中，要根据 实际的需要和企业所能够承当的本钱来选择曝气设备，现有的 曝气设备分为两大类：淹没式曝气器和外表曝气器(表6：废 水处理中的曝气设备)表6 :废水处理中的曝气设备设备特点用途(1)淹没式曝气 器鼓风机割气泡系统中等气 泡系统粗气泡系统用多孔扩散板或者扩散管产生气泡各种活性污泥
14、法用塑料或者布包管子产生气泡各种活性污泥法用孔口、喷射器或喷嘴产生气泡各种活性污泥法叶轮分布器由叶轮及压缩空气注入系统组成各种活性污泥法静态管式混合器射 流式竖管中设档板以使底部进入的空气与水混合活性污泥法压缩空气与带压力的混合液在射流设备中混合各种活性污泥法(2 )外表曝气器低速叶轮曝气器高 速浮式曝气器转刷 曝气器用大直径叶轮在空气中搅起水滴并卷入空气常规活性污泥法用小直径叶装在空气中搅起水滴并卷入空气倔蜜巽桨板通过水中旋转促进水的循环并曝气曝气设备的主要技术性能指标如下：动力效率(EP)每 消耗1KW电能转移到混合液中的氧量，以kg/ （KW. h）计； 氧的利用效率（EA）通过鼓风曝气
15、转移到混合液的氧量，占总 供氧量的百分比（）;氧的转移效率（EL）也称为充氧能力，通过机械曝气装置，在单位时间内转移到混合液中的氧量，以kg/h计。鼓风曝气设备的性能按照、两项指标评定，机械曝气装置那么按照、两项指标评定。在工艺设计和设备选择 中我们需要考虑性能、特点以外，还需要考虑有关叶轮直径和 曝气池直径的比例，一般比值在1/3-1/5左右，过大可能伤 害污泥，过小那么充氧量缺乏，叶轮和水深的比值一般采用2/5- 1/4,池深过大，将影响充氧和泥水混合。由于各种鼓风机的型 号和性能各不相同，因此所产生的噪声也就不相同，相对应的 机房设计也就各自有不同的要求，根据实际需要和性能考虑， 在工艺
16、中一般选择同一型号的设备并且要有备用机，备用台数 的选择按照工作机W3台时，备用1台，当工作机三4台时， 备用2台；电源要用双电源，按照最大负荷设计；每台单机的 基础间距应该保持1.5米；配套的机房应该包括：机械间、配 电室、进风室（设空气净化设备）、值班室，值班室与机械间 应有隔音设备和观察窗，还应设自控设备；机房内、外都要进 行防止噪声的措施，使其符合国家有关标准。无论那一种废水, 其处理工艺都是以一些基本的单元技术为基础组合而成的，在 我国的生化处理技术上在过去的30年间有了很大程度的开展 与进步，曝气池的设计与曝气设备的选择也有很大程度的变化, 但是，应该遵从的基本原理和设计计算方式是不变化，因此我 们需要了解最基本计算方式和选择原那么，这样才可以提高现有 的处理设备的利用率，减少运行费用，节约本钱。