【上海水處理設備網www.esdzu.com】生化處置中一般采用活性污泥法，其主要的工藝流程包括：預處理>初次沉淀>混合>曝氣>二次沉淀，曝氣是活性污泥法處理廢水的重要環節，曝氣在曝氣池中完成。因此曝氣池的設計在整個生化處置工藝設計中也就占到十分重要的地位。

依照曝氣的方式不同，曝氣池的分類也各不相同，一般情況下，可以分為推流式曝氣池和完全混合型曝氣池兩種，各種不同的曝氣方式設計的參數也是不相同的這主要是根據實際條件來進行相應的調整。曝氣設備的選擇則是經濟效益和運行利息控制的關鍵。

曝氣池的設計計算主要包括：①曝氣池容積的計算；②池體設計；③需氧量和供氧量的計算。

一、曝氣池容積的計算

1有機負荷計算法

計算曝氣區容積，常用的有機負荷計算法。負荷有兩種表示方法，即污泥負荷和容積負荷。純水設備一般采用污泥負荷，計算過程如下：

1確定污泥負荷

污泥負荷一般根據經驗值確定，可以參照有關幼稚經驗中的數值。

2確定所需要微生物的量

微生物的量（XV由所要處理的有機物的總量和單位微生物在單位時間內處置有機物的能力（即污泥負荷）決定的

根據污泥負荷的定義：Ns=QSO-Se/XV,可得公式如下：

XV=QSO-Se/Ns

式中：

V曝氣池容積，m3

Q進水設計流量，m3/d

SO進水的BOD5濃度，mg/L

Se出水的BOD5濃度，mg/L

X混合液揮發性懸浮固體，MLVSS濃度 mg/L

N污泥負荷，kgBOD5/kgMLVSS.d.

3計算曝氣池的有效池容

確定了微生物的總量后，需要有污泥濃度的數值才干計算曝氣池的容積。污泥濃度根據所用工藝的污泥濃度的經驗值選擇，一般在30006000mg/L之間。經過實驗或其他方式確定了回流比、SVI值后也可以根據下式計算：

X=Rrf106/SVI1+R

式中：

R污泥回流比，%

r二次沉淀池中污泥綜合系數，一般為1.2左右

fMLVSS/MLSS

曝氣池容積的計算公式如下：

V=VX/X=QSO-Se/XNS

式中：

Q廢水量，m3/d

QSO-Se每天的有機基質降解量，kg/d

V曝氣池有效容積，m3

4確定曝氣池的主要尺寸

主要確定曝氣池的個數、池深、長度以及曝氣池的平面形式等。依照每日的處置量來確定池體的個數，同時，純水設備由于工藝的不同，曝氣池的式樣和個數各不相同，因此在實際的設計中需要我有現場的實際地形圖和整體效果圖來做依據，這樣設計進去的池體才可以滿足工藝處置需要，并且與周圍的環境和諧一致。

2動力學方法

也可用動力學方法計算曝氣池的容積。計算過程如下：

1確定所需的動力學常數的值

包括YKdKsumax,沒有實驗數據時可以根據表2表3選擇適當的數值。

2確定污泥齡

根據公式1/θmin=YumaxSO/SO+K-Kd可以確定θmin值。

θmin=1/Yumax-Kd

式中：umax基質達到飽和濃度時，微生物的最大比增殖速率，d-1

實際活性污泥處置系統工程中所采用的θC污泥齡.d值，應大于θmin值，實際取值按公式1/θmin=Yumax-Kd乘以安全系數。平安系數一般在220也可以根據經驗進行取值，參照表1數據。

3確定所需的微生物量

根據公式1/θC=[YumaxSO-Se/SO-Se+KsInSO/Se]-Kd來確定微生物的量，可以得到微生物量的計算公式：

XV=QθCYSO-Se/1+KdθC

4確定曝氣池的容積

首先確定微生物濃度，其方法與前面的負荷設計法相同。

V=VX/X

5根據有關公司對出水濃度進行校核；或者根據污泥負荷的定義對污泥負荷進行校核。這兩種方法取其中一種就可以。

二、需氧量和供氣量的計算

1需氧量

活性污泥的正常運行，除需要有性能良好的活性污泥以外，還需要進行充分的氧氣供應，純水設備活性污泥法處理系統的日平均需氧量（O2可按公式1/θC=YNs-Kd計算，去除1kgBOD5需氧量（ΔO2根據下式計算，也可根據經驗數據選用。

ΔO2=/Ns

廢水ab值和局部工業廢水的ab值可以從表4表5選取。

2供氣量

需氧量確定以后，取一定的平安系數，得到實際需氧量（Ra并轉化為規范狀態需氧量（Ro公式如下：

Ro=RaCs/[α(βρCST-CT1.024T-20]

式中：

CS1.03105Pa條件下氧的飽和濃度，mg/L

X混合液揮發性懸浮固體，MLVSS濃度 mg/L

實際工程中，所需要的空氣量比規范條件下所需要的空氣量要多33%61%具體在工程中需要的空氣量可以根據實際情況來確定，規范狀態需氧量確定之后，根據不同設備廠家的曝氣機樣本和手冊，計算出總的能耗。總能耗確定后，就可以確定曝氣器的數量。

鼓風曝氣要確定其供氣量，公式為：

Gs=Ro/0.3EA

式中:

G空氣量

EA 曝氣系統的充氧效益

計算出空氣量后，根據鼓風機的樣本便可以確定鼓風機的數量和型號。

三、曝氣設備的選擇

1曝氣設備所具有的功效

①發生并維持有效的氣水接觸，并且在生物氧化作用不時消耗氧氣的情況下堅持水中一定的溶解氧濃度；

②在曝氣區內發生足夠的混合作用和水的循環流動；

③維持液體的足夠速度，以使水中的生物固體處于懸浮狀態。

各種曝氣設備的特點是各不相同的因此曝氣設備的用途和使用的范圍也就有各種不同，因此，工藝設計中，要根據實際的需要和企業所能夠承擔的利息來選擇曝氣設備，純水設備現有的曝氣設備分為兩大類：淹沒式曝氣器和外表曝氣器（表6廢水處置中的曝氣設備）

曝氣設備的主要技術性能指標如下：

①動力效率（EP每消耗1KW電能轉移到混合液中的氧量，以kg/KW.h計；

②氧的利用效率（EA 通過鼓風曝氣轉移到混合液的氧量，占總供氧量的百分比（%

③氧的轉移效率（EL也稱為充氧能力，通過機械曝氣裝置，單位時間內轉移到混合液中的氧量，以kg/h計。

鼓風曝氣設備的性能依照①、②兩項指標評定，機械曝氣裝置則按照①、③兩項指標評定。工藝設計和設備選擇中我需要考慮性能、特點以外，還需要考慮有關葉輪直徑和曝氣池直徑的比例，一般比值在1/3--1/5左右，過大可能傷害污泥，過小則充氧量不足，葉輪和水深的比值一般采用2/51/4池深過大，將影響充氧和泥水混合。

由于各種鼓風機的型號和性能各不相同，因此所產生的噪聲也就不相同，相對應的機房設計也就各自有不同的要求，根據實際需要和性能考慮，工藝中一般選擇同一型號的設備并且要有備用機，備用臺數的選擇依照工作機≤3臺時，備用1臺，當工作機≥4臺時，備用2臺；電源要用雙電源，依照最大負荷設計；每臺單機的基礎間距應該堅持1.5米；配套的機房應該包括：機械間、配電室、進風室（設空氣凈化設備）值班室，值班室與機械間應有隔音設備和觀察窗，還應設自控設備；機房內、外都要進行防止噪聲的措施，使其符合國家有關規范。

無論那一種廢水，其處置工藝都是以一些基本的單元技術為基礎組合而成的國的生化處置技術上在過去的30年間有了很大程度的發展與進步，曝氣池的設計與曝氣設備的選擇也有很大程度的變化，但是應該遵從的基本原理和設計計算方式是不變化，因此我需要了解最基本計算方式和選擇原則，這樣才可以提高現有的處置設備的利用率，減少運行費用，節約本錢。

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