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1、曝气池的设计计算与曝气设备的选择所属行业：水处理关键词：曝气池活性污泥法污泥负荷 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。曝气设备的选择则是经济效益和运行成本控制的关键。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
2、的计算。一、曝气池容积的计算1、有机负荷计算法计算曝气区容积，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：部分活性污泥工艺参数和特点工艺类 型污泥龄/d污泥员荷kgB OD5/kgMLS S容积奂荷k gBOD5/ m3.dMLSSmg/L水方停皆WlWh回流比BODS 去除 枣/%备注倚统活性污泥法5-1 50.20.40.30.81500300。-.80.250.758S-95甲于低浓度生活号水、切受冲击 员荷的影响完全混5-1 50.20.60.62
3、.42500-40003-50.25 1.085-95可用于一族污 水,而冲击员 荷：易发生丝状阶段进 水5-150.20.40.41.42000-35003-50.250.758595应用范围广泛气0.20.51.55.00.22.4200-10001.5 30.050.2560-75中于中等浓应的 :亏次，出水中可 能多有湖胞组织接触总 走5-1 50.20.60.91.2(10003000 )住(4000-10000 ) JS(0.51.0)(3 6 )0.51.580-9 0司于观柘处理系烧的改扩注和小型处理厂延时职 气2O-3 00.050.1 50.1 50.253000-6000
4、18360 51.575 95壬堀H、小型处理厂和毛妾洎化的场白IS法5-1 00.41.51.6-164000-100002-41.0S.O75-9O适用于涡珀学 ，机供风旦位制 状体大小的一as 污ZK处理纯富as3-1 00.25 1 .01.6-.3.22000-50001 -30 250.585-95适用于F25浓度虎 水亘司用业I、司沃 中的地方，有渤K 抗冲去G.尚筑化沟10-3 00.050.300.10.2BOOO-GOOOS-360.751 .575 95适用于1、域8直， 右大片可用土 炬，供豆灵洁SBR/0 050.30.10.241 5005000.n注12-50/8
5、5-95迨用于小城, 可用土 ttfe彼小的 地方，供1KK活探井BS r/0.55.0/0.5-5/S5-95适用于一脸汩丽 滓辰辰水，臃工 艺可氐扮;冲壬务.化蓝0.10-0.25(0.02-0.20)解0.1-0.322000-25006-150.5-1.585-95痢生物牖 蓝0,05-0.20(0,04-0.15)0,05-0.12000-35003-6顼T0085-95适肝喊理蹦升贼氟稀晰萨格的舫.理螂彩濯鄙 S:TKN/MLVSS鞍邺侧邮璋瑚(2) 确定所需要微生物的量微生物的量(XV)是由所要处理的有机物的总量和单位微生物在 单位时间内处理有机物的能力(即污泥负荷)决定的。根据
6、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/dSO进水的BOD5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).所属行业：水处理 关键词：曝气池活性污泥法污泥负荷(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、SVI值后 也可以根据
7、下式计算：X=Rrf106/SVI（1+R）式中：R污泥回流比，%r二次沉淀池中污泥综合系数，一般为1.2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 艺处理需要，并且与周围的环
8、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值表3：几种工业废水的Y、Kd值1M I娜Kd .融0.)8in &aW1F bMH*帕It11550,1 J K 0.101醐t.!3(2) 确定污泥龄根据公式 1/Omin=(YXumaxXSO/ SO+Ks)-Kd 可以确定 Omin 值。9min=1/(YXumax-Kd)式中：umax基质达到饱和浓度时，微生物的最大比增殖速率, d-1实际活性污泥处理系统工程中所采用的ec(污泥
9、龄.d)值，应大 于Omin值，实际取值按公式1/Omin二YXumax-Kd乘以安全系数。 安全系数一般在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/ec=YXumaxX(SO-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：(XV)=QeCY(SO-Se)/(1+Kdec)(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。所属行业: 水处理关键词
10、：曝气池活性污泥法污泥负荷二、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(O2) 可按公式1/ec=YNs-Kd计算，去除1kgBOD5的需氧量(AO2)根据 下式计算，也可根据经验数据选用。 O2= /Ns废水a、b的值和部分工业废水的a、b值可以从表4、 表5选取。表4：活性污泥法处理城市废水时的废水a、b和AO2的值表5：部分工业废水的a、b值 :0.750.16族觥水0.550.12 0.561水。用0,1850,5-0.60,065瞻辰水U50,3540.550.142 制0.380
11、,0922、供气量在需氧量确定以后，取一定的安全系数，得到实际需氧量（Ra）, 并转化为标准状态需氧量（Ro）。公式如下：Ro= RaCs/a（BpCS（T）-CT）X1.024（T-20）式中：CS在1.03X105Pa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
12、式中：Gs空气量EA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。三、曝气设备的选择（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 企业所能够承担的成本来选择曝气设备，现有的曝气设备分为两大类: 淹没式曝气器和表面曝气器（表6：废水处理中的曝气设备） 表6：废水处理中的曝
13、气设备设冬恃点用途1）淹没式曝气 器鼓因机绢气泡爰藐中等气用多孑L旷散板或者扩散管产生气泡各藕活性污泥法吊塑料或者布包管子产生气泡各种活性污泥法r q K WTi用孔口、医射露或度堆产生气泡各料活性污沮法叶轮分布器由卜轮及压编空气注入系统蛆，我答神沽性治泥法静态管式混合器射流式竖堂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滴在射流设铮中混合答耕活性污诡法2 ）表面职今咨低速叶轮璟气器高速浮式厚气需矣刷略器用大亘径叶乾在空气中投起水滴井卷入空气常规活性污泥法用小亘径叶桨在空气中投起水浦共卷入空气桨板通过ZK中旋转保进水的循环井曝气旬化沟、渠渲曝所属行业：水处理关键词：曝气
14、池活性污泥法污泥负荷 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，机械曝气装置则 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，过小则充氧量不足， 叶轮和水深的比值一般采用2/51/4
15、，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N4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 度的发展与进步，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则，这样才可以提高现有的处理设 备的利用率，减少运行费用，节约成本。
