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1、曝气池设计曝气池设计01曝气的理论基础曝气的理论基础02鼓风曝气系统与空气鼓风曝气系统与空气 扩散装置扩散装置03机械曝气装置机械曝气装置04曝气池设计曝气池设计Contents1、曝气理论的理论根底曝气的作用 1充氧：向活性污泥微生物提供足够的溶解氧，以满足其在代谢过程中所需的氧量。2搅动混合：使活性污泥在曝气池内处于剧烈搅动的悬浮状态能够与废水充分接触。 氧转移原理 氧转移：通过曝气，将空气中的氧，从气 相传递到混合液的液相中，即气相中的氧通过气液界面扩散到液相主体中。 气相 主体界面气膜 液膜 Cs层流液相主体CpgpiPg表示气相中氧的分压表示气相中氧的分压Pi表示界面处氧的分压表示界

2、面处氧的分压Cs,表示界面处水中氧的浓度表示界面处水中氧的浓度C表示水中氧的浓度表示水中氧的浓度2. 双膜理论示意图双膜理论示意图2双膜理论：当气、液面相接触并作相对运动时，接触界面的两侧，存在着气体与液体的边界层，即气膜和液膜,处于层流状态，而在其外侧分别为气相主体和液相主体； 气膜和液膜,处于层流状态，存在浓度梯度；气相主体和液相主体处于紊流，其中浓度均匀；氧的转移是通过气、液膜的分子扩散分子扩散和在膜外的对流扩散完成；因此氧转移遵循亨利扩散定律。在气膜中存在着氧分压梯度，而液膜中同样也存在着氧的浓度梯度，由此形成了氧转移的推动力浓度梯度越大，推动力越大； 对于难溶于水的氧来说，传质的阻力

3、主要集中在液膜上；实际上，在气膜中，氧分子的传递动力很小，即气相主体与界面之间的氧分压差值Pg-Pi很低，一般可认为PgPi。可以认为界面处的溶解氧浓度Ci等于在氧分压条件下的饱和溶解氧浓度值，因此氧转移过程中的传质推动力就可以认为主要是界面上的饱和溶解氧浓度值Cs与液相主体中的溶解氧浓度值Ci。2、曝气系统与空气扩散装置活性污泥法的曝气类型： 1.鼓风曝气 2.机械曝气 曝气设备的作用：1充氧，将空气中的氧或纯氧转移到混合液中的活性污泥絮凝体上，以供给微生物呼吸之需；2搅拌、混合，使曝气池内的混合液处在强烈的混合状态，使活性污泥、溶解氧、污水中的有机物充分接触，同时也起到防止活性污泥在曝气池

4、内沉淀的作用.表示空气扩散装置的主要技术性能指标表示空气扩散装置的主要技术性能指标1动力效率Ep：每消耗1度电转移到混合液中的氧量kgO2/kw.h；2氧的利用率EA：又称氧转移效率，是指通过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%；3充氧能力R0：通过外表机械曝气装置在单位时间内转移到混合液中的氧量kgO2/h。鼓风曝气与空气扩散装置鼓风曝气与空气扩散装置1鼓风曝气鼓风曝气鼓风曝气是采用空气鼓风曝气是采用空气(或纯氧或纯氧)作氧源，以气泡形式鼓作氧源，以气泡形式鼓入废水中。它适合于长方形曝气池，布气设备装在入废水中。它适合于长方形曝气池，布气设备装在曝气池的一侧或池底。气泡在形成

5、、上升和破灭时曝气池的一侧或池底。气泡在形成、上升和破灭时向水中传氧并搅动水流。向水中传氧并搅动水流。 鼓风曝气是传统的曝气方法，它由加压设备、扩散鼓风曝气是传统的曝气方法，它由加压设备、扩散装置和管道系统三局部组成。装置和管道系统三局部组成。 加压设备一般采用回转式鼓风机，也有采用离心式加压设备一般采用回转式鼓风机，也有采用离心式鼓风机的，为了净化空气，其进气管上常装设空气鼓风机的，为了净化空气，其进气管上常装设空气过滤器，在寒冷地区，还常在进气管前设空气预热过滤器，在寒冷地区，还常在进气管前设空气预热器。器。扩散装置的分类：扩散装置的分类：1微气泡扩散装置：扩散板、扩散管或扩散盘、微孔曝气

6、装置；微气泡扩散装置：扩散板、扩散管或扩散盘、微孔曝气装置；2中气泡扩散装置：穿孔管；网状膜空气扩散装置；中气泡扩散装置：穿孔管；网状膜空气扩散装置； 3大气泡扩散装置：竖管曝气；大气泡扩散装置：竖管曝气；4水力剪切扩散装置：倒盆式、撞击式和射流曝气；水力剪切扩散装置：倒盆式、撞击式和射流曝气； 5机械剪切扩散装置：涡轮式属机械剪切扩散装置。机械剪切扩散装置：涡轮式属机械剪切扩散装置。1扩散板、扩散管、扩散盘扩散板、扩散管、扩散盘 扩散板是用多孔性材料制成的薄板，有陶土制、塑料制或其他扩散板是用多孔性材料制成的薄板，有陶土制、塑料制或其他材料制成的，其形状可做成方形或长方形，方形扩散板尺寸通常

7、为材料制成的，其形状可做成方形或长方形，方形扩散板尺寸通常为3003002540)mm，扩散板安装在池底一侧的预留槽上，空，扩散板安装在池底一侧的预留槽上，空气由竖管进入槽内，然后通过扩散板进入混合液。气由竖管进入槽内，然后通过扩散板进入混合液。 扩散板的通气率一般为扩散板的通气率一般为l1.5m3/m2min，氧利用率约，氧利用率约10，充氧动力效率约为充氧动力效率约为2kgO2/kWh。 缺点是板的孔隙小、空气通过时压力损失大、容易堵塞。缺点是板的孔隙小、空气通过时压力损失大、容易堵塞。 扩散板及其安装方式u扩散管是由陶质多孔管组成，其内径扩散管是由陶质多孔管组成，其内径444475mm7

8、5mm，壁厚，壁厚6 614mm14mm，长，长60Omm60Omm，每，每l0l0根为一组，通气率为根为一组，通气率为121215m15m3 3/ /根根hh。 u目前用软管代替陶质多孔管目前用软管代替陶质多孔管 2扩散管示意图螺旋曝气软管螺旋曝气软管在生物接触氧化法中应用螺旋曝气软管在生物接触氧化法中应用3圆帽盖型扩散器图片微孔曝气系统安装u曝气器的气体扩散装置采用微孔合曝气器的气体扩散装置采用微孔合成橡胶膜片，膜片上开有成橡胶膜片，膜片上开有150150200200 m m的同心圆布置的的同心圆布置的50005000个自闭式孔眼。个自闭式孔眼。 u当充气时空气通过布气管道，并通过底座上当

9、充气时空气通过布气管道，并通过底座上的孔眼进入膜片和底座之间，在空气的压力作的孔眼进入膜片和底座之间，在空气的压力作用下，使膜片微微鼓起，孔眼张开，到达布气用下，使膜片微微鼓起，孔眼张开，到达布气扩散的目的。扩散的目的。 优点：优点：不不堵塞，可堵塞，可以省去空以省去空气滤清装气滤清装置。置。4膜片式膜片式微孔空气扩微孔空气扩散器散器1网状膜扩散器网状膜扩散器网状膜扩散器特点网状膜扩散器特点该曝气器采用网状膜代替曝气盘用的各种曝气板材，该曝气器采用网状膜代替曝气盘用的各种曝气板材，其网很薄，网上的孔径笔直，滤水透气效果均优于其网很薄，网上的孔径笔直，滤水透气效果均优于微孔板材，不易发生堵塞。微

10、孔板材，不易发生堵塞。 网膜采用聚醋酸纤维制成的。网状膜曝气器采用底网膜采用聚醋酸纤维制成的。网状膜曝气器采用底部供气，空气经分配器第一次切割后均匀分布到气部供气，空气经分配器第一次切割后均匀分布到气室内，高速气流经切割分配到网状膜的各个部位受室内，高速气流经切割分配到网状膜的各个部位受到阻挡，然后通过特制网膜微孔的第二次切割形成到阻挡，然后通过特制网膜微孔的第二次切割形成微小气泡微小气泡(直径直径23mm)匀地分布扩散到水中匀地分布扩散到水中。u属于水力剪切扩散属于水力剪切扩散装置的有装置的有倒盆式倒盆式、射流式射流式、固定螺旋固定螺旋式式和和撞击式撞击式等等 右右图是倒盆式扩散器图是倒盆式

11、扩散器倒盆式扩散器4 4水力剪切扩散装置水力剪切扩散装置射流式曝气器 3、机械曝气、机械曝气机械曝气是用专门的曝气机械，剧烈地搅动水面，使空气中的氧溶解机械曝气是用专门的曝气机械，剧烈地搅动水面，使空气中的氧溶解于水中。通常，曝气机兼有搅拌和充氧作用，使系统接近完全混合型。于水中。通常，曝气机兼有搅拌和充氧作用，使系统接近完全混合型。机械曝气设备的式样较多，大致可归纳为叶轮和转刷两大类。机械曝气设备的式样较多，大致可归纳为叶轮和转刷两大类。 曝气叶曝气叶轮有安装在池中与鼓风曝气联合使用的，也有安装在池面的，后者称轮有安装在池中与鼓风曝气联合使用的，也有安装在池面的，后者称“外表曝气。外表曝气具

12、有构造简单，动力消耗小，运行管理方便，外表曝气。外表曝气具有构造简单，动力消耗小，运行管理方便，氧吸收率高的优点，故应用较多。常用的外表曝气叶轮有泵型，倒伞氧吸收率高的优点，故应用较多。常用的外表曝气叶轮有泵型，倒伞型和平板型。型和平板型。几种叶轮曝气器(叶轮外表曝气机不同形式的转刷曝气器曝气转碟转碟性能参数转碟运行不同的转刷曝气器不同的转刷曝气器标准状态是指用清水作曝气实验，标准状态是指用清水作曝气实验，水温水温2020，标准大气压，初始水中，标准大气压，初始水中溶解氧为溶解氧为0 0实际数据是指用废水实际数据是指用废水作实验，水温作实验，水温1515，海拔海拔150m150m，水中溶解，水中溶解氧保持氧保持2mg/L2mg/L各类曝气设各类曝气设备的性能备的性能4、曝气池设计、曝气池设计 对于较小的曝气池，采用机械曝气器能减少动对于较小的曝气池，采用机械曝气器能减少动力费用，并省去鼓风曝气所需的管道系统和鼓风机力费用，并省去鼓风曝气所需的管道系统和鼓风机等设备，维护管理也比较方便。等设备，维护管理也比较方便。 这类曝气器的缺点这类曝气器的缺点是，转速高，其动力消耗随曝气池的增大而迅速增是，转速高，其动力消耗随曝气池的增大而迅速增大，所以曝气池不能太大。大，所以曝气池不能太大。 这种曝气器需要较大的这种曝气器需要较大的外表积，因此曝