水污染控制工程(第十六讲)1

1、环境工程环境工程 （三）活性污泥法的分类（三）活性污泥法的分类 按废水和回按废水和回 流污泥的进流污泥的进 入方式及其入方式及其 在曝气池中在曝气池中 的混合方式的混合方式 推流式推流式 完全混合式完全混合式 鼓风曝气鼓风曝气 按供氧方按供氧方 式分类式分类 机械曝气机械曝气 环境工程环境工程 环境工程环境工程 环境工程环境工程 （四）曝气方法与曝气池的构造（四）曝气方法与曝气池的构造 1、曝气过程的机理、曝气过程的机理 构成活性污泥法的三个基本要素：构成活性污泥法的三个基本要素： （1）引起吸附和氧化分解作用的）引起吸附和氧化分解作用的微生物微生物，也，也 就是活性污泥。就是活性污泥。 （2

2、）废水中的）废水中的有机物有机物，它是处理对象，也是，它是处理对象，也是 微生物的食料；微生物的食料； （3）是）是溶解氧溶解氧，没有充足的溶解氧，好氧微，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。生物既不能生存也不能发挥氧化分解作用。 环境工程环境工程 在充氧的同时，必须使混合液悬浮固体在充氧的同时，必须使混合液悬浮固体 处于悬浮状态。处于悬浮状态。充氧和混合是通过曝气设充氧和混合是通过曝气设 备来实现。备来实现。 曝气过程的目的就是将空气中的氧强制曝气过程的目的就是将空气中的氧强制 溶解到曝气池混合液中去，并提供适宜的溶解到曝气池混合液中去，并提供适宜的 搅拌搅拌。

3、在废水生物处理的系统中，氧是难溶的在废水生物处理的系统中，氧是难溶的 气体，它的传递速率通常正比于溶液中的气体，它的传递速率通常正比于溶液中的 饱和浓度差。饱和浓度差。 环境工程环境工程 曝气池内氧转移速率用下式表达：曝气池内氧转移速率用下式表达： 式中：式中：dC/dt单位容积内氧的转移速率单位容积内氧的转移速率 （mg/L.h）；）； KLa氧的总转移系数（氧的总转移系数（h-1）；）； Cs液体的饱和溶解氧浓度（液体的饱和溶解氧浓度（mg/L）；）； CL液体的实际溶解氧浓度（液体的实际溶解氧浓度（mg/L）；）； )( LsL CCaK dt dC 环境工程环境工程 氧转移速率受氧转移

4、速率受KLa和和CsCL影响。影响。KLa可可 通过实验测定，其值的大小因空气量、水温、通过实验测定，其值的大小因空气量、水温、 搅拌方法、水质等条件而变化。搅拌方法、水质等条件而变化。 缩小气泡直径，延长气液接触时间，缩小气泡直径，延长气液接触时间，更更 新液界膜并减少界膜厚度，都能增大新液界膜并减少界膜厚度，都能增大KLa， 从而增大氧转移速率。从而增大氧转移速率。 其次，加大水深，增加空气中氧含量（甚其次，加大水深，增加空气中氧含量（甚 至纯氧）等，至纯氧）等，都有助于加大都有助于加大Cs值，值，也能增大也能增大 氧的转移速率。氧的转移速率。 环境工程环境工程 2、曝气设备、曝气设备 主

5、要分为鼓风曝气和机械曝气。主要分为鼓风曝气和机械曝气。 （1）鼓风曝气）鼓风曝气 鼓风机鼓风机 鼓风曝气系统鼓风曝气系统 空气净化器空气净化器 浸没于混合液中的扩散器浸没于混合液中的扩散器 空气输配管系统空气输配管系统 环境工程环境工程 鼓风机供应一定的风量鼓风机供应一定的风量,风量要满足生化反风量要满足生化反 应所需的氧量和能保持混合液悬浮固体呈悬应所需的氧量和能保持混合液悬浮固体呈悬 浮状态；浮状态； 风压风压则要满足则要满足克服克服管道系统和扩散器的管道系统和扩散器的摩摩 阻损耗阻损耗以及扩散器上部的静水压；以及扩散器上部的静水压； 空气净化器的目的是改善整个曝统的运行空气净化器的目的是

6、改善整个曝统的运行 状态和防止扩散器阻塞状态和防止扩散器阻塞。 扩散器扩散器是整个鼓风曝气系统的关键部件是整个鼓风曝气系统的关键部件， 它的作用是将空气分散成空气泡它的作用是将空气分散成空气泡，增大空气，增大空气 和混合液之间的接触界面，把空气中的氧溶和混合液之间的接触界面，把空气中的氧溶 解于水中。解于水中。 环境工程环境工程 根据分散气泡的大小，扩散器又可分成几根据分散气泡的大小，扩散器又可分成几 种类型：种类型： 小气泡扩散器小气泡扩散器：有微孔材料（陶瓷、沙：有微孔材料（陶瓷、沙 粒、塑料）制成的扩散板或扩散管。气泡粒、塑料）制成的扩散板或扩散管。气泡 直径可达直径可达1.5mm以下。

7、以下。 中气泡扩散器中气泡扩散器：用穿孔管和莎纶管。穿：用穿孔管和莎纶管。穿 孔管的孔眼直径为孔管的孔眼直径为23mm，孔口的气体流，孔口的气体流 速不小于速不小于10m/s，以防堵塞。，以防堵塞。 大气泡扩散器大气泡扩散器：用竖管，气泡直径为：用竖管，气泡直径为 15mm左右。左右。 环境工程环境工程 微气泡扩散器微气泡扩散器：气泡直径在：气泡直径在100m左右。左右。 射流曝气器属于微气泡曝气器射流曝气器属于微气泡曝气器，它通过混，它通过混 合液的高速射流，将鼓风机引入的空气切合液的高速射流，将鼓风机引入的空气切 割粉碎为微气泡，使混合液和微气泡充分割粉碎为微气泡，使混合液和微气泡充分 混

8、合和接触，促进了氧的传递，提高了反混合和接触，促进了氧的传递，提高了反 应速率。应速率。 环境工程环境工程 环境工程环境工程 环境工程环境工程 环境工程环境工程 环境工程环境工程 环境工程环境工程 环境工程环境工程 环境工程环境工程 环境工程环境工程 扩散器的气泡愈大，氧的传递速率愈低扩散器的气泡愈大，氧的传递速率愈低， 然而它的优点是然而它的优点是堵塞的可能性小堵塞的可能性小，空气的净空气的净 化要求也低，养护管理比较方便。小气泡扩化要求也低，养护管理比较方便。小气泡扩 散器由于氧的传递速率高，反应时间短，曝散器由于氧的传递速率高，反应时间短，曝 气池的容积可以缩小气池的容积可以缩小。因而选

9、择何种扩散器。因而选择何种扩散器 要因地制宜。要因地制宜。 扩散器一般布置在曝气池的一侧和池底扩散器一般布置在曝气池的一侧和池底， 以便形成旋流，增加气泡和混合液的接触时以便形成旋流，增加气泡和混合液的接触时 间，有利于氧的传递，同时是混合液中的悬间，有利于氧的传递，同时是混合液中的悬 浮固体呈悬浮状态。浮固体呈悬浮状态。 环境工程环境工程 鼓风曝气用鼓风机供应压缩空气，常鼓风曝气用鼓风机供应压缩空气，常 用罗茨鼓风机和离心鼓风机用罗茨鼓风机和离心鼓风机。 罗茨鼓风机适用于中小型污水厂，但罗茨鼓风机适用于中小型污水厂，但 噪声大，必须采用消音、隔音措施。噪声大，必须采用消音、隔音措施。 离心式

10、鼓风机噪声小，且效率高，适用离心式鼓风机噪声小，且效率高，适用 于大中型污水厂。于大中型污水厂。 环境工程环境工程 环境工程环境工程 环境工程环境工程 （2）机械曝气）机械曝气 鼓风曝气是水下曝气，机械曝气则是鼓风曝气是水下曝气，机械曝气则是 表面曝气。表面曝气。机械曝气是用安装于曝气池机械曝气是用安装于曝气池 表面的表面曝气机来实现的表面的表面曝气机来实现的。 环境工程环境工程 表面曝气机分竖式和卧式两类。表面曝气机分竖式和卧式两类。 竖式曝气机竖式曝气机 曝气机的转动轴与水面垂直曝气机的转动轴与水面垂直, 装有叶轮。叶轮的淹没深度一般在装有叶轮。叶轮的淹没深度一般在 10100mm，可以调

11、节。目前应用的表曝机，可以调节。目前应用的表曝机 有泵型，倒伞型和平板型。有泵型，倒伞型和平板型。 卧式曝气刷卧式曝气刷 曝气机的转动轴与水面平行，曝气机的转动轴与水面平行， 主要用于氧化沟。多用转刷。主要用于氧化沟。多用转刷。 环境工程环境工程 环境工程环境工程 曝气叶轮的类型曝气叶轮的类型 1.平板叶轮平板叶轮 2.伞型叶轮伞型叶轮 3.泵型叶轮泵型叶轮 环境工程环境工程 平板叶轮平板叶轮 环境工程环境工程 环境工程环境工程 环境工程环境工程 环境工程环境工程 3、曝气设备性能指标、曝气设备性能指标 （1）氧转移率氧转移率，单位为，单位为mgO2/L.h； （2）充氧能力充氧能力（或动力效

12、率）即每消耗（或动力效率）即每消耗 1kW.h动力能传递到水中的氧量（或氧传递动力能传递到水中的氧量（或氧传递 速率），单位为速率），单位为kgO2/kW.h; （3）氧利用率氧利用率，通过鼓风曝气系统转移到，通过鼓风曝气系统转移到 混合液中的氧量占总供氧的百分比，单位混合液中的氧量占总供氧的百分比，单位 为。为。 环境工程环境工程 环境工程环境工程 4、曝气池池型、曝气池池型 （1）推流曝气池推流曝气池 平面布置平面布置 推流曝气池的长宽比一般为推流曝气池的长宽比一般为5 10。为了便于布置，长池可以两折或多折，。为了便于布置，长池可以两折或多折， 污水从一端进，另一端出。进水方式不限，污水

13、从一端进，另一端出。进水方式不限， 出水都用溢流堰。出水都用溢流堰。 推流曝气池一般采用鼓风曝气推流曝气池一般采用鼓风曝气。 横断面布置横断面布置 推流曝气池的池宽和有效水推流曝气池的池宽和有效水 深之比一般为深之比一般为12.有效水深最小为有效水深最小为3m，最大，最大 为为9m. 环境工程环境工程 环境工程环境工程 环境工程环境工程 (2) 完全混合曝气池完全混合曝气池 池型可以为圆型液可以为方型或矩形。曝气池型可以为圆型液可以为方型或矩形。曝气 设备可采用表面曝气机，置于池的表层中心，设备可采用表面曝气机，置于池的表层中心， 污水进入池的底部中心。污水一近池，在表污水进入池的底部中心。污水一近池，在表 面曝气机的搅拌下，立即和全池混合，水质面曝气机的搅拌下，立即和全池混合，水质 均匀。均匀。 环境工程环境工程 完全混合曝气池可以和沉淀池分建和合建，完全混合曝气池可以和沉淀池分建和合建， 可分为分建式和合建式。可分为分建式和合建式。 分建式分建式 占地面积大占地面积大,需专设的污泥回流设需专设的污泥回流设 备备,但运行上便于调节控制。但运行上便于调节控制。 合建式合建式 曝气沉淀池曝气沉淀池. 环境工程环境工程 环境工程环境工程 环境工程环境工程 普