哈工大 贾玉红 水污染控制 12 14污水处理厂活性污泥法ppt课件.ppt

1,第12章 活性污泥法,第一节 基本概念第二节 活性污泥法的发展第三节 活性污泥法数学模型基础第四节 气体传递原理和曝气设备第五节 去除有机污染物的活性污泥法过程设计第六节 脱氮除磷活性污泥法工艺及设计第七节 活性污泥法系统设计方法的深化第八节 二次沉淀池第九节 活性污泥法处理系统的设计、运行和管理,2,第一节 基本概念：活性污泥的定义、性状、组成、浓缩性能；活性污泥法的基本流程；活性污泥降解污水中有机物的过程。,3,什么是活性污泥法？,以活性污泥为主体的污水生物处理技术。本质：天然水体自净化作用的人工强化，是好氧生物处理过程。应用：主要去除污水中溶解和胶体状态的可生物降解有机物。,4,（一）什么是活性污泥？,由细菌、真菌、原生动物、后生动物等微生物群体及吸附的污水中有机和无机物质组成的、有一定活力的、具有良好的净化污水功能的絮绒状污泥。,一、活性污泥,5,一组活性污泥图片,6,（二）活性污泥的性状,1、正常的活性污泥,7,（二）活性污泥的性状,供氧不足或厌氧,黑色,灰白色,供养过多或营养不足,2、不正常的活性污泥,厌氧污泥颗粒,8,曝气池,9,曝气池出水堰,10,1、 栖息着的微生物,（三）活性污泥的组成,大量的细菌,真菌,原生动物,后生动物,活性污泥中细菌含量一般在107108个/mL；原生动物103个/mL，原生动物中以纤毛虫居多数，固着型纤毛虫可作为指示生物，固着型纤毛虫如钟虫、等枝虫、盖纤虫、独缩虫、聚缩虫等出现且数量较多时，说明培养成熟且活性良好。,2、干固体和水分,含水9899,干固体12%,MLSS,MLSS：Mixed Liquor Suspended Solid 混合液悬浮固体,11,混合液悬浮固体：MLSS=Ma+Me+Mi+Mii,式中：Ma有活性的微生物；,Me微生物自身氧化残留物，即内源代谢残留的微生物有机体;,Mi有机悬浮物，吸附在污泥上不能生化降解的有机物；,Mii无机悬浮固体，吸附在污泥上。,3、 活性污泥的组成（按McKinney的分析）：,有活性的微生物存在形态菌胶团： 由细菌分泌的多糖类物质将细菌等包覆成的粘性团块。,12,4、按有机性和无机性成分分析组成：,MLSS,MLVSS: 70%,MLNVSS: 30%,MLSS混合液悬浮固体浓度（g/L)； MLVSS混合液挥发性悬浮固体浓度，表示混合液悬浮固体中有机物含量，但不仅是微生物的量，由于测定方便，目前还是近似用于表示污泥； MLNVSS灼烧残量，表示无机物含量。,MLSS：Mixed Liquor Suspended Solid,MLVSS：Mixed Liquor Volatiled Suspended Solid,13,污泥沉降比：SV (Settled Volume),（四）活性污泥的沉降浓缩性能,取混合液至1L的量筒，静止沉淀30min后，度量沉淀活性污泥的体积，以占混合液体积的比例（%）表示污泥沉降比。,污泥沉淀30min后密度接近最大；能反映污泥膨胀等异常情况；城市污水正常值为30%左右；简单易行，但SV不能确切表示污泥沉降性能。,14,污泥体积指数：SVI,曝气池出口处混合液，经30分钟静沉后，每g干泥所形成的湿污泥的体积，单位为mL/g。,反映污泥的凝聚、沉降性能；SVI应在100150；SVI值太高，沉降性能差，可能膨胀；SVI值太低，易沉降，泥粒细小而紧密，活性差，无机物多。,SVI：Sludge Volume Index,15,二.活性污泥法的基本流程,16,三、活性污泥降解污水中有机物的过程,活性污泥在曝气过程中，对有机物的降解（去除）过程可分为两个阶段：,吸附阶段,稳定阶段,由于活性污泥具有巨大的表面积，而表面上含有多糖类的黏性物质，导致污水中的有机物转移到活性污泥上去。,主要是转移到活性污泥上的有机物为微生物所利用。,活性污泥降解污水中有机物的过程,间隔较短时间测得的曲线，下降由吸附引起,间隔较长时间测得的曲线,18,曲线:曝气池中有机物的的去除量，反映去除规律； 曲线:微生物已经氧化和合成的量，反映活性污泥利用有机物的规律； 曲线:活性污泥的吸附量，反映了活性污泥吸附有机物的规律。,19,对活性污泥法曝气过程中污水中有机物的变化分析得到结论：,废水中的有机物,残留在废水中的有机物,从废水中去除的有机物,微生物不能利用的有机物,微生物能利用的有机物,微生物能利用而尚未利用的有机物,微生物不能利用的有机物,微生物已利用的有机物（氧化和合成）,（吸附量）,增殖的微生物体,氧化产物,20,第二节 活性污泥法的发展,21,封闭环流式,序批式,曝气池的四种池型,推流式,完全混合式,活性污泥法曝气反应池的基本形式,其他曝气池基本上是这四种池型的组合或变形!,1、推流式曝气池,推流式曝气池的池宽和有效水深之比一般为12； 有效水深一般为4 6m，与常用曝气鼓风机相匹配。,2.横断面布置,水流：推流型底物浓度分布：进口最高，沿池长逐渐降低，出口端最低;理想推流：横断面上浓度均匀，纵向无掺混。,23,根据横断面上的水流情况，可分为,平流推移式,旋转推移式,进,24,推流式曝气池,25,推流式曝气池,26,2.完全混合曝气池,池 形,圆 形,方 形,矩 形,污水与回流污泥在进入曝气池后，立即与池中的混合液完全混合； 池中微生物的种类和浓度、底物浓度需氧速率各点相同； 对冲击负荷有较强的适应能力。,完全混合法的特征,27,CMAX：Completely Mixed Activated Sludge,28,机械曝气完全混合曝气池,29,鼓风曝气完全混合曝气池,30,局部完全混合推流式曝气池,31,3.封闭环流式反应池,结合了推流和完全混合两种流态：污水流速0.25-0.35m/s，完成一个循环所需时间为5-15min;,污水有40300次循环，在池内停留时间为10-24 h;两种流态结合，减小短流；进水被稀释，抗冲击负荷。,32,4.序批式反应池（SBR）,SBR：Sequencing Batch Reactor,33,(1)工艺系统组成简单，不设二沉池，曝气池兼具二沉池的功能，无污泥回流设备； (2)耐冲击负荷，在一般情况下（包括工业污水处理）无需设置调节池； (3)反应推动力大,易于得到优于连续流系统的出水水质; (4)运行操作灵活，通过适当调节各单元操作的状态可达到脱氮除磷的效果； (5)污泥沉淀性能好,SVI值较低,能有效地防止丝状菌膨胀; (6)该工艺的各操作阶段及各项运行指标可通过计算机加以控制，便于自控运行，易于维护管理。,序批式活性污泥法（SBR法）,SBR工艺与连续流活性污泥工艺相比的优点,34,(1)容积利用率低； (2)水头损失大； (3)出水不连续； (4)峰值需氧量高； (5)设备利用率低； (6)运行控制复杂； (7)不适用于大水量。,序批式活性污泥法（SBR法）,SBR工艺的缺点,35,传统推流式 渐减曝气阶段曝气完全混合法深层曝气高负荷曝气克劳斯法延时曝气接触稳定法氧化沟纯氧曝气吸附生物降解工艺（AB法）序批式活性污泥法（SBR法）,二、活性污泥法的发展和演变,36,35条廊道。充氧设备沿池长均匀分布。混合液的需氧量在长度方向是逐步下降的。易受冲击负荷的影响，适应水质水量变化的能力差：污泥进入池后不能立即与混合液充分混合。,1、传统推流式,37,38,2、渐 减 曝 气 法特征： 充氧设备沿池长布置与需氧量匹配。节能，提高处理效率。,39,特征:把入流的一部分从池端引入到池的中部分点进水。优点： 均衡了污染负荷和需氧率 提高了耐冲击负荷的能力 可拥有更高的污泥总量,3、阶段曝气,阶段曝气示意图,40,某些污水厂只需要部分处理，因此产生了高负荷曝气法。 曝气池构造与传统推流式相同。 曝气时间比较短，约为1.53h，BOD5处理效率仅约70%75左右，出水水质差。 活性污泥处于旺盛生长期。 有机物容积负荷或污泥负荷高。 为维护系统的稳定运行，需保证搅拌和供氧。,4.高负荷曝气,41,曲线表示曝气池中有机物的的去除量，反映去除规律； 曲线表示微生物已经氧化和合成的量，反映活性污泥利用有机物的规律； 曲线表示活性污泥的吸附量，反映了活性污泥吸附有机物的规律。,42,特点：与传统推流法相似，但有机负荷低，活性污泥处在内源呼吸期；曝气时间很长，达24h甚至更长，MLSS较高，达到30006000mg/L；污泥龄长，SRT在20-30天。活性污泥在时间和空间上部分处于内源呼吸状态。剩余污泥主要是一些难于生物降解的微生物内源代谢残留物，少而稳定，无需消化，可直接排放。适用于污水量很小的场合，近年来，国内小型污水处理系统多有使用。耐冲击负荷，无需初沉池。缺点：池体积大，基建费运行费高。,5、延 时 曝 气,43,44,高负荷法出水效果： 较差，仅去除70-75%的BOD5 。高负荷法剩余污泥状态： 多且有机物含量高，容易腐败。延时曝气法剩余污泥状态： 量少且稳定。,延时曝气法和高负荷法的比较,45,6.接 触 稳 定 法（吸附再生法）,混合液曝气过程中第一阶段BOD5的下降是由于吸附作用造成的，对于溶解的有机物，吸附作用不大或没有，因此，把这种方法称为接触稳定法，也叫吸附再生法。,间隔较短时间测得的曲线，下降由吸附引起,间隔较长时间测得的曲线,46,直接用于原污水的处理比用于初沉池的出流处理效果好；可省去初沉池；此方法接触时间短，氨氮难硝化，不适于处理溶解性有机污染物废水，剩余污泥量多。,接 触 稳 定 法,回流污泥的曝气使污泥再生,曝气的同时吸附,47,7.吸附生物降解工艺（AB法）,48,特征：分为预处理段、A级和B级三段，无初沉池A级以高负荷或超高负荷运行，B级以低负荷运行，A级曝气池停留时间短，3060min，B级停留时间24h。该系统不设初沉池，A级曝气池是一个开放性的生物系统。A、B两级各自有独立的污泥回流系统，两级的污泥互不相混。处理效果稳定，具有抗冲击负荷和pH变化的能力。该工艺还可以根据经济实力进行分期建设。,7.吸附生物降解工艺（AB法）,49,8. 完 全 混 合 法,长条形池子的完全混合法：在分步曝气的基础上，进一步大大增加进水点，同时相应增加回流污泥并使其在曝气池中迅速混合，长条形池子中也能做到完全混合状态。,50,51,（1）池液中各个部分的微生物种类和数量基本相同，生活环境也基本相同。 （2）抗冲击负荷:完全混合池从某种意义上来讲，是一个大的缓冲器和均和池，在工业污水的处理中有一定优点。（3）池液里各个部分的需氧量比较均匀。 （4）完全混合活性污泥系统因为有机负荷低，微生物生长通常处于静止期或衰老期，易形成污泥膨胀。,完 全 混 合 法,52,9.深 层 曝 气,深井曝气法处理流程,深井曝气池简图,53,一般深层曝气池直径约16m，水深约1020m。但深井曝气法深度可达150300m，节省了用地面积。在深井中可利用空气作为动力，促使液流循环。深井曝气法中，活性污泥经受压力变化较大，实践表明这时微生物的活性和代谢能力并无异常变化，但合成和能量分配有一定的变化。深井曝气池内，气液紊流大，液膜更新快，促使氧总传质系数增大，同时气液接触时间延长，溶解氧的饱和度也随深度的增加而增加。需解决的问题：当井壁腐蚀或受损时，污水可能会通过井壁渗透，污染地下水。,深 层 曝 气,普通曝气池经济深度：56m，占地面积大。,54,纯氧代替空气，可以提高生物处理的速度。,10.纯 氧 曝 气,缺点：纯氧发生器容易出现故障，装置复杂，运转管理较麻烦。,在密闭的容器中，溶解氧的饱和度可提高，氧溶解的推动力也随着提高，氧传递速率增加了，因而处理效果好，污泥的沉淀性也好。纯氧曝气并没有改变活性污泥或微生物的性质，但使微生物充分发挥了作用。,采用密闭池,55,56,氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式，它的池体狭长，池深较浅，在沟槽中设有表面曝气装置。曝气装置的转动，推动沟内液体迅速流动，具有曝气和搅拌两个作用，沟中混合液流速约为0.250.30m/s，使活性污泥呈悬浮状态。5 15min完成一次循环。廊道水流呈推流式，但总体接近完全混合反应器。,12. 氧 化 沟,57,58,13.序批式活性污泥法（SBR法）,SBR工艺的基本运行模式由进水、反应、沉淀、出水和闲置五个基本过程组成，从污水流入到闲置结束构成一个周期，在每个周期里上述过程都是在一个设有曝气或搅拌装置的反应器内依次进行的。,14.克劳斯法,工程师克劳斯把厌氧消化富含氨氮的上清液加到回流污泥中一起曝气硝化，再加入曝气池中，除提供氮源外，硝酸盐也能作为电子受体，参与有机物的降解，克服了高碳水化合物带来的污泥膨胀问题。,污水的碳水化合物含量特别高时，容易发生污泥膨胀。,60,15.循环活性污泥工艺 CAST,CAST工艺是SBR工艺的一种变形。池体用隔墙隔出生物选择区、兼性区和主反应区，比例大概为1:2:20，混合液从第三个区回流到第一个区，回流比一般为20%。生物选择区：高浓度污泥+新鲜污水=释放磷兼性区：继续释磷+反硝化主反应区：好氧吸磷+硝化+有机物降解,污水中脱氮处理过程中氮的转化主要包括氨化、硝化和反硝化作用：氨化可在好氧或厌氧条件下进行；硝化是在好氧条件下进行；反硝化作用是在缺氧条件下进行。,生物脱氮,三、污水脱氮除磷工艺的发展,氨化反应：,硝化反应：,反硝化反应：,硝化：好氧区的水力停留时间和污泥龄需满足硝化的要求，通常污泥龄大于6d;,反硝化：需要碳源作为电子供体。,生物除磷,利用好氧微生物中聚磷菌在好氧条件下对污水中溶解性磷酸盐过量吸收作用，然后沉淀分离而除磷。,厌氧环境中：厌氧释磷,生物除磷的厌氧过程对污水中碳源的要求：挥发性脂肪酸和易发酵的有机物。,好氧环境中：好氧吸磷,脱氮除磷,氨氮硝化：好氧区或好氧时间段，好氧区的水力停留时间和污泥龄需满足要求，通常污泥龄大于6d。,反硝化：缺氧区和缺氧时间段，需提供硝酸盐溶液和足够的碳源作为反硝化电子供体。,厌氧释磷：需要优质碳源，挥发性脂肪酸最佳。,厌氧释磷和反硝化过程存在对优质碳源的竞争，因此需避免厌氧区存在硝酸根。,用超滤膜代替二沉池进行污泥固液分离；超滤膜孔径在0.1-0.4微米，相当于二沉池加超滤的效果；污染去除率好，污水可直接回用。,四、膜生物反应器（MBR）,优点：容积负荷高，水力停留时间短；污泥龄较长，剩余污泥量少；避免了因为丝状菌膨胀或其他沉降问题影响曝气反应区的MLSS浓度；在低溶解氧浓度运行时，可同时进行硝化和反硝化；出水有机物浓度低，病菌也可被截留，出水水质好；处理设施占地面积小。缺点：造价高、膜组件易受污染、膜使用寿命有限、运行费用高。,（MBR）,67,第三节 活性污泥法数学模型基础,68,一、建立数学模型的几点假定,。,（2）曝气池处于完全混合状态，（3）底物是溶解性的,（4）整个反应过程中, 氧的供应是充分的（对于好氧处理）（5）进水微生物的浓度与曝气池中的活性微生物的浓度相比可忽略，（6）二沉池中没有微生物活动，（7）二沉池无污泥积累，泥水分离良好。,完全混合活性污泥法系统典型流程,进水,剩余污泥排除方式：排除曝气池混合液从二沉池底部排泥管排除(普遍采用的方式),出水,剩余污泥,回流污泥,70,2、污泥龄(SRT)c：是指微生物平均停留时间，实质上是反应系统内的微生物全部更新一次所用的时间，在工程上，就是指反应系统内微生物总量与每日排出的剩余微生物量的比值。以C表示，单位为天。定义式为：,1、研究对象的流程见p122,二、劳伦斯和麦卡蒂模型,（X)T 曝气池中活性污泥总质量，kg（X/t)T 每天从系统中排出的活性污泥质量,kg/d,71,对于p122图12-24所示系统,污泥泥龄为,由,推得：,72,活性污泥比增长速率, g(新细胞)/g(细胞) d,对于p122图12-24所示全部系统（系统边界为虚线）做活性污泥物料平衡:,3、劳伦斯和麦卡蒂模型,物料衡算：,得：,带入微生物增长基本方程：,又有微生物增长方程式：,最终得到：,73,c是生物处理的控制参数通过控制c可以控制活性污泥比增长速率，也可控制微生物的生理状态。,因为从p88图可知，微生物的净增长速率对应于生长过程的不同时期，也对应于其生理状态。,74,整理可得出水中底物的浓度Se：,KS 饱和常数，半速率常数，Kd内源代谢（或衰减）系数，Y 产率系数，rmax最大比底物利用速率。,活性污泥法系统的出水有机物浓度仅仅是污泥泥龄和动力学参数的函数，与进水有机物的浓度无关.故要控制出水有机污染物浓度，需通过污泥泥龄控制。,重点,物料衡算得到方程式：,又已知劳-麦方程：,和：,底物比降解速度定义公式,76,整理得曝气池中活性污泥浓度X：,重点,设计曝气池容积的一种方法,在稳态条件下对曝气池底物作物料衡算：,整理得：,结合：,得到：,77,曝气池中活性污泥浓度X：,重点,设计曝气池容积的一种方法,在稳态条件下对曝气池底物作物料衡算：,曝气池中活性污泥浓度与进出水水质、污泥泥龄和动力学参数有关.故控制泥龄也可以控制曝气池中活性污泥浓度。,二沉池沉淀效果好时，SS 小于15mg/L，随出水排除的污泥量相对剩余污泥量对泥龄的影响很小，可以忽略，泥龄简化为：利用此式可计算剩余污泥量：如果剩余污泥从曝气池排出，则上式中污泥浓度一样，故：,污泥龄近似计算,对进入和离开曝气池的微生物进行物料衡算：,带入微生物增长基本方程式：,80,污泥泥龄与回流比的关系：,由,当KsS时，Ks+S=Ks,则：,又因为：,推得：,其中：,带入：,推得：,81,污泥泥龄与回流比的关系：,故欲控制泥龄，可通过控制回流比R来实现。,XR/X与活性污泥沉降性能有关，也和二沉池沉淀效率有关。,将,推得：,XR:剩余污泥浓度；X：曝气池内污泥浓度。,带入：,再将左式代入：,82,XR/X与活性污泥沉降性能有关，也和二沉池沉淀效率有关。当二沉池正常运行时，可用下式估算回流污泥的最高浓度：,XR:剩余污泥浓度；X：曝气池内污泥浓度。,计算出的XR值即悬浮固体浓度，可换算得挥发性悬浮固体浓度。,83,第四节 气体传递原理和曝设备,84,活性污泥：吸附和氧化分解作用；,有机物：是处理对象，也是微生物的食料；,溶解氧：没有充足的溶解氧，好氧微生物既不能生存，也不能发挥氧化分解作用。,必须使微生物、有机物和氧充分接触，需进行混合、搅拌。充氧和混合是通过曝气设备来实现。,1.Fick定律扩散的基本定律，表明在静止或层流状态的介质中分子扩散规律。vd-扩散速率，单位时间内通过单位截面积的物质数量；D-扩散系数，与扩散物质和介质特性及温度有关。Fick定律也可表示为：单位时间内通过界面的物质数量为：,一、气 体 传 递 原 理,86,一、气 体 传 递 原 理,2. 双膜理论 认为在气液界面存在着两层做层流流动的膜：气膜和液膜。 传质阻力仅存于这两层膜。气液界面达到平衡态，无阻力。 传质推动力气膜：氧分压差液膜：氧浓度差 氧的传质阻力主要在液膜上，故液膜内的氧的传质是控制步骤。,2.双膜理论pG =pi界面处溶解氧浓度 cs 是氧分压为pG下的饱和浓度。液膜厚度小，液膜内浓度可按直线变化考虑，即：,dM/dt氧传递速率，kgO2/h. D 扩散系数；A气液界面面积（气体扩散通过的面积），m2；cs、c饱和溶解氧浓度和溶解氧浓度，kgO2m3,88,在废水生物处理系统中，氧的传递速率可用下式表示：,式中：dM/dt氧传递率；M氧的质量； D 液膜中氧的扩散系数； A 气液接触面的面积； cs 氧在溶液中的饱和浓度； c 溶液中溶解氧的浓度。而dM=Vdc，V为液相主体体积，则上式可改写成：,为液膜中氧分子的传质系数。,表示氧分子的总传质系数。,为氧转移速率液相中溶解氧浓度变化速率,氧传递率：单位时间通过气液界面的氧的质量,89,由此上式变为： 将上式进行积分，可求得总的传质系数：,KLa值受污水水质的影响，把用于清水测出的值用于污水，要采用修正系数，同样清水的cs值要用于污水要乘以系数，因而上式变为：,式中：,c1，c2t1，t2时溶液中氧的浓度。,90,提高氧转移速率的措施,提高KLa值提高紊流程度，降低液膜厚度；微孔曝气，增大气液接触面积。2. 提高cs值提高气相氧分压，如采用纯氧曝气、深井曝气。,cs与界面氧分压所对应的溶液饱和溶解氧值， KgO2/m3.,91,二、氧气转移影响因素 （1）污水水质 污水中的杂质对氧气的转移以及溶解度有一定影响，如表面活性物质会形成一层膜，增加氧传递阻力；污水中含有的各种盐类会影响溶解氧的饱和值，所以引入小于1的两个修正系数，修正后的公式为：,（2）温度温度影响KLa值：温度上升，水的黏度下降，膜厚度减小，KLa上升；温度不同，氧传递系数应修正为：KLa (T)水温为T时总氧传递系数KLa (20)水温为20时总氧传递系数T-设计计算温度； 1.024-温度系数,93,（2）温度 水温上升，Kla值增高； 氧气在水中的溶解度Cs随温度上升而降低，液相中氧的浓度梯度有所减小； 温度对氧气转移有两种相反的影响，但不能相互抵消； 总体上，低温有利于氧气的转移。,（3） 氧分压溶解氧饱和度与氧分压、含盐量及温度有关；分压增大cs增加；不是标准大气压时，cs 应乘以修正系数。,（3） 氧分压鼓风曝气池池底扩散装置出口氧分压最大，cs最大；气泡上升至水面，压力渐低至大气压，且部分氧已转移至水中，氧分压更低。曝气池中cs为出口及水面出口处平均值：,Pd - 扩散装置出口处绝对压力0：气泡离开水面时，氧体积分数；21-标准压力下，氧体积分数。,3. 氧分压0：气泡离开水面时，氧体积分数；EA - 扩散装置的氧转移效率，小气泡扩散装置取6%-12%，微孔曝气器取15-25%。,温度、水质、氧分压、设备、运行方式、紊流程度、气液界面膜面积都影响氧的转移与传递速率。稳定条件下，氧转移速率等于微生物需氧速率(Rr):F - 扩散设备堵塞系数，一般 0.65-0.9。设备供应商提供的空气扩散装置的氧转移参数是在标准条件下(20、标准压力、脱氧清水)测定的。,三、氧转移速率与供气量计算,标准条件下，转移到一定体积脱氧清水中总氧量(kg/h):同样设备能转移到同体积曝气池氧总量(O2):一般O2仅为Os的60-75%。,两式相比：曝气池需氧量O2通过生化过程设计计算得出，求出Os，再根据氧利用效率计算供气量，或根据机械曝气性能参数选择曝气设备。氧利用效率EA：所以供气量：S-供氧量，kg/h；Gs-供气量，m3/h；0.21为氧体积分数；1.331为20时氧的密度,供气量的计算鼓风曝气，扩散装置在标准条件下EA由生产厂商提供。根据风机台数确定单台风机的风量，一般工作台数少于3台时应有1台备用，工作台数为4或4台以上应有2台备用。,鼓风机选型及管道连接鼓风机选型及管道连接应根据使用的风压、单机风量、控制方式、噪声和维护管理等条件确定。干管空气流速10-15m/s，竖管、小支管流速4-5m/s。鼓风机与输气管宜设置柔性连接管，从鼓风机出口至充氧设备采用焊接管，输气管道的低点应设置排除水分的排泄口和清扫管道的排出口，进入反应池的管道顶部应高出水面0.5m。,鼓风机工作压力计算根据扩散设备的淹没水深、扩散设备风压损失、风管的压力损失、管道中调节阀门等配件的局部压力损失确定：p - 出口风压；H - 扩散设备淹没深度，1m水柱相当于9.8kpa;hd - 扩散设备风压损失，与充氧设备形式有关，一般3-5kpa;hf - 管道总风压，包括沿程风压损失和局部风压损失，计算确定根据曝气系统和设备具体情况尚需考虑2-3kpa的富余安全压力。,机械曝气充氧量计算各种设备在标准条件下充氧量与设备参数由厂商提供。泵型叶轮充氧量与叶轮直径及线速度关系可参考公式：Qs-标准条件下脱氧清水中充氧量，kg/h;v - 叶轮线速度，m/s； D - 叶轮直径，m；K - 池型修正系数。,104,曝气设备,105,曝气的作用与曝气方式,曝气方式：1.鼓风曝气系统2.机械曝气装置：纵轴表面曝气机、横轴表面曝气器3.鼓风+机械曝气系统4.其他：富氧曝气、纯氧曝气,106,107,曝 气 设 备,鼓风曝气,机械曝气,空气过滤器,鼓 风 机,空气输配管系统,扩 散 器,竖式曝气机,表面曝气机,卧式曝气机,液面以下,安装于液面,108,鼓风曝气,空气净化器,鼓 风 机,空气输配管系统,扩 散 器,空气净化器的目的是改善整个曝气系统的运行状态和防止扩散器阻塞。,109,鼓风曝气系统的组成,过滤器与进口消音器,过滤器压力损失监测,110,鼓风曝气,空气净化器,鼓 风 机,空气输配管系统,扩 散 器,鼓风机供应压缩空气,风量要满足生化反应所需的氧量和能保持混合液悬浮固体呈悬浮状态。,风压要满足克服管道系统和扩散器的摩阻损耗以及扩散器上部的静水压。,罗茨鼓风机：适用于中小型污水厂，噪声大，必须采取消音、隔音措施,离心式鼓风机：噪声小，效率高，适用于大中型污水厂,111,鼓风曝气,空气净化器,鼓 风 机,扩 散 器,空气输配管系统,负责将空气输送到空气扩散器。要求沿程阻力损失小,曝气设备各点压力均衡,空气干管和支管流速符合设计要求，配备必要的手动阀和电动调节阀门。,112,鼓风曝气,空气净化器,鼓 风 机,扩 散 器,扩散器的作用是将空气分散成空气泡,增大空气和混合液之间的接触界面，把空气中的氧溶解于水中。,空气输配管系统,小气泡扩散器,中气泡扩散器,大气泡扩散器,微气泡扩散器,扩散器的类型,113,微孔曝气设备,圆盘式微孔扩散器,管式微孔扩散器,114,微孔曝气盘,115,微孔曝气管,116,微孔曝气管,117,微孔曝气设备测试,118,微孔曝气设备安装,119,120,微孔曝气设备的运行状况,121,KBB型可变微孔曝气器,122,可变微孔曝气器安装,123,五龙口二期,124,郑州市五龙口污水处理厂二期,125,机械曝气：表面曝气机,126,机械曝气：表面曝气机,曝气的效率取决于：曝气机的性能曝气池的池形,这类曝气机的转动轴与水面平行,主要用于氧化沟 。,竖式曝气机,卧式曝气刷,127,泵 形,倒伞形,平板形,128,129,伞形曝气器,130,倒伞形机械曝气器,131,132,133,曝气转刷,134,135,测试中的曝气转碟,136,表面曝气机充氧原理： (1)曝气设备的提水和输水作用，使曝气池内液体不断循环流动, 从而不断更新气液接触面, 不断吸氧； (2)曝气设备旋转时在周围形成水跃，并把液体抛向空中，剧烈搅动而卷进空气； (3)曝气设备高速旋转时，在后侧形成负压区而吸入空气。,137,曝 气 设 备 性 能 指 标,比较各种曝气设备性能的主要指标,氧转移速率：单位为mg（O2）/（Lh）。,充氧能力（或动力效率）：即每消耗1kWh动力能传递到水中的氧量（或氧传递速率）,单位为kg（O2）/（kWh）。,氧利用率：通过曝气系统转移到混合液中的氧量占总供氧的比例，单位为。,138,曝 气 设 备 性 能,