五曝气原理与设备讲义概要.ppt

第四节 曝气的原理、方法与设备 ? 曝气的原理； ? 曝气系统的设计计算； ? 主要的曝气设备 有关曝气、供氧的基本概念 曝气作用：供氧、搅拌 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 曝气的原理与过程：需氧、供氧、曝气（供气） ； 标准供氧量与实际供氧量 鼓风曝气 机械表面曝气 一、曝气原理 影响氧转移的主要因素 水质 不同温度下，蒸馏水中的饱和溶解氧浓度 二、鼓风曝气系统的计算 标准氧转移速率——指脱氧清水在20?C和标准大气压条件下测得的氧转移速率，一般以R0表示（kgO2/h）； 实际氧转移速率——以城市废水或工业废水（实际水质）为研究对象，按当地实际情况（指水温、气压等）进行测定，所得到的是氧转移速率，以R表示，单位为kgO2/h。即： 实际大气压与曝气头安装水深 实际水温 实际的废水水质 曝气的原理与过程 1. 鼓风曝气系统中平均饱和溶解氧（ρsm）的计算 由于鼓风曝气装置安装在池底，池内的ρs0值以空气扩散装置出口和曝气池表面两处饱和溶解氧浓度的平均值ρsm计算，即： 2.氧转移速率和供气量的计算 在稳定条件下，曝气池中氧的实际转移速率应等于活性污泥微生物的需氧速率Rr( )，即 2.1 氧转移速率的计算 标准条件下，转移到脱氧清水的总氧量（R0）： 2.1 氧转移速率的计算 2.2 供气量的计算 2.2 供气量的计算 2.3 曝气系统设计计算一般步骤 A．鼓风曝气系统设计的一般步骤： ?计算风量即供气量： 求得需氧量O2 2.3 曝气系统设计的一般步骤 ?计算要求的风压（风机出口风压）： 根据管路系统的沿程阻力、局部阻力、静水压力再加上一定的余量，得到所要求的最小风压。 ?根据风量与风压选择合适的鼓风机。 B．机械曝气系统设计的一般程序 ?充氧能力R0的计算： 求得需氧量O2 [例题] 某城镇污水处理厂，设计流量Q＝10000m3/d，原污水经初次沉淀池处理后BOD5＝150mg/l，采用活性污泥法处理，处理水BOD5?15mg/l。采用中微孔曝气盘作为曝气装置。混合液活性污泥浓度Xv=2000mg/l，曝气池出口处溶解氧ρ0 =2mg/l，计算水温T=250C。 有关参数为：a’=0.5, b’= 0.1, ?=0.85, ?=0.95，?=1.0， EA=10% 经计算曝气池有效容积V＝3000m3，（空气扩散装置）曝气盘安装在水下4.5m处。 求：(1)采用鼓风曝气时，所需的供气量Gs（m3/min） (2)采用表面机械曝气器时的充氧量R0 (kgO2/h) [解]： A．鼓风曝气系统 (1) 计算需氧量： ②气泡逸出曝气池表面时，氧的百分比Ot值： （3）标准供氧速率R0： B. 机械曝气器 求充氧能力R0： 三、曝气设备 定义： 曝气系统，又称为空气扩散系统，是活性污泥处理系统的重要设备，也是活性污泥法设计中的重要组成部分。 作用： 将鼓风机输送来的压缩空气，通过管道系统进入空气扩散装置，利用空气扩散装置将空气粉碎成大小不一的气泡，气泡在上升的过程中将部分氧气转移到水中。 曝气装置的分类： 按曝气方式可以将其分为鼓风曝气装置和表面（机械）曝气装置两大类。 衡量曝气设备的技术性能指标 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（%） ； 充氧能力（R0）：通过表面机械曝气装置在单位时间内转移到混合液中的氧量（kgO2/h） ； 动力效率（Ep）：每消耗1度电转移到混合液中的氧量（kgO2/kw.h）。 a. 微气泡空气扩散装置 材料： 由多孔性透气材料（陶粒、粗瓷、氧化铝、氧化硅或尼龙等）制成的扩散板、扩散盘和扩散管等； 主要性能特点： 能产生微小气泡，形成的气泡直径在0.2mm以下（在200?m以下者，为微孔） ，气、液接触面大，氧利用率高：EA ≥10%， EP = 2 kgO2/kw.h以上； 缺点： 易堵塞，扩散阻力大，空气需经空气净化器处理净化。 b.中气泡型空气扩散装置 穿孔管 组成 管径25?50mm的钢管或塑料管制成； 在管下部两侧呈45?开孔，孔眼直径3?5mm，气泡直径为2~6mm，间距50~100mm； 为了避免孔眼阻塞，穿孔管孔眼的流速应≥10m/s。 优点