曝氣池的設計計算與曝氣設備的選擇！
生化(hua)處理中(zhong)(zhong)(zhong)一般采用活性污(wu)(wu)泥法，其主要的(de)工藝流(liu)程包括：預處理>初次沉淀>混(hun)合>曝(pu)(pu)氣(qi)(qi)>二(er)次沉淀，曝(pu)(pu)氣(qi)(qi)是活性污(wu)(wu)泥法處理廢水的(de)重要環節，曝(pu)(pu)氣(qi)(qi)在曝(pu)(pu)氣(qi)(qi)池中(zhong)(zhong)(zhong)完成。因此曝(pu)(pu)氣(qi)(qi)池的(de)設計在整個生化(hua)處理工藝設計中(zhong)(zhong)(zhong)也就占到十分重要的(de)地位。
按照曝氣(qi)(qi)的方式不(bu)同(tong)，曝氣(qi)(qi)池(chi)(chi)的分類也各不(bu)相(xiang)同(tong)，一般(ban)情況下(xia)，我(wo)們(men)可以分為(wei)推流式曝氣(qi)(qi)池(chi)(chi)和完全(quan)混合型曝氣(qi)(qi)池(chi)(chi)兩種，各種不(bu)同(tong)的曝氣(qi)(qi)方式設計(ji)的參數也是(shi)不(bu)相(xiang)同(tong)的，這主要是(shi)根據實際(ji)條件來進(jin)行(xing)相(xiang)應的調(diao)整。曝氣(qi)(qi)設備的選擇則(ze)是(shi)經濟效(xiao)益和運行(xing)成本(ben)控制的關鍵(jian)。
曝(pu)氣池的(de)(de)設計(ji)(ji)計(ji)(ji)算(suan)主要包括：①曝(pu)氣池容積的(de)(de)計(ji)(ji)算(suan)；②池體設計(ji)(ji)；③需氧(yang)量和供氧(yang)量的(de)(de)計(ji)(ji)算(suan)。
一、曝氣池容積的計算
1、有機負荷計算法
計(ji)算(suan)曝氣區容積(ji)，常用的是有(you)機(ji)負(fu)荷(he)計(ji)算(suan)法。負(fu)荷(he)有(you)兩(liang)種(zhong)表示方法，即污泥負(fu)荷(he)和容積(ji)負(fu)荷(he)。一(yi)般采用污泥負(fu)荷(he)，計(ji)算(suan)過程如下：
（1）確定污泥負荷
污泥負荷(he)一(yi)般根據(ju)經驗(yan)值確(que)定，可以參(can)照有關成熟經驗(yan)中的數值。
（2）確定所需要微生物的量
微生物的量(liang)（XV）是由所要(yao)處理的有機物的總(zong)量(liang)和單位微生物在(zai)單位時間內處理有機物的能力（即污泥(ni)負(fu)荷）決定的。
根據污(wu)泥負荷(he)的(de)定(ding)義：Ns=Q（SO-Se）/（XV）,可得(de)公(gong)式如下：
（XV）= Q（SO-Se）/ Ns
式中：
V——曝氣池容積，m3
Q——進水設(she)計流(liu)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(ye)揮(hui)發性(xing)懸浮固體，（MLVSS）濃度 mg/L
Ns——污(wu)泥負荷，kgBOD5/（kgMLVSS.d）.
(3)計算曝氣池的有效池容
確定了微(wei)生物的(de)(de)(de)總量(liang)后，需要有污(wu)泥濃度的(de)(de)(de)數值(zhi)才能(neng)計(ji)算曝(pu)氣池的(de)(de)(de)容積。污(wu)泥濃度根據所(suo)用工藝的(de)(de)(de)污(wu)泥濃度的(de)(de)(de)經驗值(zhi)選擇，一般在3000—6000mg/L之(zhi)間。經過(guo)實驗或其他方(fang)式確定了回流比(bi)、SVI值(zhi)后也(ye)可(ke)以根據下式計(ji)算：
X=Rrf106/SVI(1+R)
式中：
R——污泥回流比(bi)，%
r——二(er)次(ci)沉(chen)淀池中污泥綜合系數，一般為1.2左右
f——MLVSS/MLSS
曝氣池容積的計算公(gong)式如下：
V=（VX）/X=Q（SO-Se）/（XNS）
式中：
Q——廢水(shui)量，m3/d
Q（SO-Se）——每天的有機基(ji)質降解(jie)量，kg/d
V——曝氣池有效(xiao)容(rong)積(ji)，m3
（4）確定曝氣池的主要尺寸
主要(yao)確定曝氣(qi)池的(de)個數、池深、長度以及曝氣(qi)池的(de)平面形式等。按照每日的(de)處理(li)量來確定池體的(de)個數，同(tong)時，由于(yu)工(gong)藝(yi)(yi)的(de)不同(tong)，曝氣(qi)池的(de)式樣(yang)和(he)個數各不相同(tong)，因此在實際的(de)設計(ji)中需要(yao)我們有現場的(de)實際地(di)形圖和(he)整體效果圖來做依據，這樣(yang)設計(ji)出來的(de)池體才可以滿足工(gong)藝(yi)(yi)處理(li)需要(yao)，并且(qie)與(yu)周圍(wei)的(de)環(huan)境和(he)諧一(yi)致。
2、動力學方法
也可用動(dong)力(li)學方法計(ji)算曝氣池的容積。計(ji)算過程如下：
（1）確定所需的動力學常數的值
包括Y、Kd、Ks、umax,在(zai)沒有實(shi)驗數(shu)據時(shi)可以根據表2、表3 選(xuan)擇適當的數(shu)值。
（2）確定污泥齡
根據公式1/θmin= (Y×umax×SO/ SO+Ks)-Kd可以確定θmin值。
θmin=1/(Y×umax-Kd)
式中：umax——基質達到(dao)飽和(he)濃度時，微生物的(de)最大比增殖速率，d-1
實際活性污泥(ni)處理(li)系統(tong)工程中(zhong)所采(cai)用的(de)θC(污泥(ni)齡.d)值(zhi)，應大于θmin值(zhi)，實際取(qu)值(zhi)按公式1/θmin= Y×umax-Kd乘以安(an)全系數。安(an)全系數一般在2—20。也(ye)可以根據(ju)經(jing)驗進(jin)行取(qu)值(zhi)，參照表1數據(ju)。
（3）確定所需的微生物量
根據公(gong)式(shi)1/θC=[Y×umax×(SO-Se)/ (SO-Se)+KsIn SO/ Se]-Kd來確(que)定微(wei)生(sheng)物的(de)(de)量，可(ke)以得到微(wei)生(sheng)物量的(de)(de)計算公(gong)式(shi)：
（XV）=QθCY(SO-Se)/(1+KdθC)
（4）確定曝氣池的容積
首(shou)先(xian)確(que)定微生物(wu)濃度，其方(fang)法(fa)與前面的(de)負荷設計法(fa)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(huo)(huo)性污泥的(de)(de)正常運(yun)行(xing)，除需要有性能(neng)良好的(de)(de)活(huo)(huo)性污泥以外，還需要進行(xing)充足(zu)的(de)(de)氧氣供應，活(huo)(huo)性污泥法(fa)處理系統的(de)(de)日平(ping)均(jun)需氧量（O2）可按公式(shi)1/θC=YNs-Kd計算，去除1kgBOD5的(de)(de)需氧量（ΔO2）根據下式(shi)計算，也可根據經驗(yan)數據選用。
ΔO2= /Ns
廢水(shui)a’、b’的(de)值(zhi)和(he)部分工業(ye)廢水(shui)的(de)a’、b’值(zhi)可(ke)以從表(biao)4、表(biao)5選取。
2、供氣量
在需氧(yang)量確定(ding)以后(hou)，取(qu)一(yi)定(ding)的安全系數，得到實際(ji)需氧(yang)量（Ra），并轉化為標準狀(zhuang)態需氧(yang)量（Ro）。公式(shi)如下(xia)：
Ro= RaCs/[α(βρCS(T)-CT)×1.024(T-20)]
式中：
CS——在1.03×105Pa條件下氧的飽和濃(nong)度，mg/L
X——混合液揮發性(xing)懸浮固體，（MLVSS）濃度(du) mg/L
在(zai)(zai)實際工(gong)程中，所需要(yao)的空(kong)氣量(liang)(liang)(liang)比標準條(tiao)件下所需要(yao)的空(kong)氣量(liang)(liang)(liang)要(yao)多33%～61%，具體在(zai)(zai)工(gong)程中需要(yao)的空(kong)氣量(liang)(liang)(liang)可以根據(ju)實際情況來確定(ding)(ding)，在(zai)(zai)標準狀態需氧量(liang)(liang)(liang)確定(ding)(ding)之后(hou)，根據(ju)不同設備廠家的曝氣機樣本和(he)手冊，計算出總(zong)的能(neng)耗。總(zong)能(neng)耗確定(ding)(ding)后(hou)，就可以確定(ding)(ding)曝氣器(qi)的數量(liang)(liang)(liang)。
鼓風曝氣要確定其供氣量，公式為：
Gs=Ro/0.3×EA
式中:
Gs——空氣量
EA——曝氣系統(tong)的充氧效益
計算出空氣量后，根據鼓風機的樣本便可(ke)以確定(ding)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產(chan)生(sheng)(sheng)并(bing)維(wei)持有效的氣水接(jie)觸，并(bing)且在(zai)生(sheng)(sheng)物氧化作用不斷消耗氧氣的情(qing)況下保持水中一定的溶解氧濃(nong)度(du)；
②在曝氣區內產(chan)生足夠的(de)混合作用和水的(de)循(xun)環(huan)流(liu)動；
③維(wei)持液體的足夠速度，以使水中的生物(wu)固體處于懸浮狀(zhuang)態(tai)。
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，在工藝設計中，要根據實際的需要和企業所能夠承擔的成本來選擇曝氣設備，現有的曝氣設備分為兩大類：淹沒式曝氣器和表面曝氣器（表6：廢水處理中的曝氣設備）
曝(pu)氣設備的(de)主要技(ji)術性能指標(biao)如(ru)下：
①動力效率（EP） 每消(xiao)耗1KW電能轉移到混合液中的(de)氧量，以kg/（KW.h）計；
②氧(yang)的利用效率（EA） 通(tong)過(guo)鼓(gu)風曝氣轉移到混(hun)合液的氧(yang)量，占總供氧(yang)量的百分比（%）；
③氧的轉(zhuan)移效率（EL）也稱為充氧能力(li)，通過(guo)機械曝氣裝置，在單位(wei)時間內(nei)轉(zhuan)移到混合液中(zhong)的氧量，以(yi)kg/h計。
鼓風曝(pu)氣(qi)(qi)設備的(de)性能(neng)按(an)照①、②兩(liang)項指(zhi)標(biao)(biao)評定，機械曝(pu)氣(qi)(qi)裝置則按(an)照①、③兩(liang)項指(zhi)標(biao)(biao)評定。在(zai)工藝設計和(he)設備選擇中我們需(xu)要考慮性能(neng)、特點以外，還需(xu)要考慮有關葉輪直(zhi)徑和(he)曝(pu)氣(qi)(qi)池(chi)直(zhi)徑的(de)比(bi)例，一般比(bi)值在(zai)1/3--1/5左右，過大可能(neng)傷害污泥(ni)(ni)，過小則充氧(yang)量(liang)不足，葉輪和(he)水(shui)深(shen)的(de)比(bi)值一般采用2/5—1/4，池(chi)深(shen)過大，將影響充氧(yang)和(he)泥(ni)(ni)水(shui)混(hun)合。
由(you)于(yu)各種(zhong)鼓風機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)型(xing)號和(he)性(xing)能各不相(xiang)同(tong)，因此所產生的(de)(de)(de)(de)噪(zao)聲也(ye)就不相(xiang)同(tong)，相(xiang)對應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)(ji)房設(she)計也(ye)就各自(zi)有不同(tong)的(de)(de)(de)(de)要(yao)(yao)(yao)求，根據實際需(xu)要(yao)(yao)(yao)和(he)性(xing)能考慮(lv)，在(zai)工藝中(zhong)一般選擇同(tong)一型(xing)號的(de)(de)(de)(de)設(she)備(bei)(bei)(bei)并且(qie)要(yao)(yao)(yao)有備(bei)(bei)(bei)用機(ji)(ji)(ji)，備(bei)(bei)(bei)用臺(tai)(tai)(tai)數的(de)(de)(de)(de)選擇按(an)照工作機(ji)(ji)(ji)≤3臺(tai)(tai)(tai)時，備(bei)(bei)(bei)用1臺(tai)(tai)(tai)，當(dang)工作機(ji)(ji)(ji)≥4臺(tai)(tai)(tai)時，備(bei)(bei)(bei)用2臺(tai)(tai)(tai)；電源要(yao)(yao)(yao)用雙(shuang)電源，按(an)照最大(da)負荷設(she)計；每(mei)臺(tai)(tai)(tai)單機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)基礎(chu)間(jian)距應(ying)(ying)該(gai)保持1.5米；配(pei)套的(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)(ji)房應(ying)(ying)該(gai)包(bao)括：機(ji)(ji)(ji)械間(jian)、配(pei)電室、進(jin)(jin)風室（設(she)空氣凈化(hua)設(she)備(bei)(bei)(bei)）、值(zhi)班室，值(zhi)班室與機(ji)(ji)(ji)械間(jian)應(ying)(ying)有隔音(yin)設(she)備(bei)(bei)(bei)和(he)觀察(cha)窗，還應(ying)(ying)設(she)自(zi)控設(she)備(bei)(bei)(bei)；機(ji)(ji)(ji)房內、外都要(yao)(yao)(yao)進(jin)(jin)行防止噪(zao)聲的(de)(de)(de)(de)措施，使(shi)其(qi)符合國家有關(guan)標(biao)準。
無論那(nei)一種廢(fei)水，其(qi)處理工藝都(dou)是以一些基(ji)本(ben)的(de)單元技(ji)術為基(ji)礎組合而成的(de)，在(zai)(zai)我國的(de)生化處理技(ji)術上在(zai)(zai)過去的(de)30年間(jian)有(you)了很大程度的(de)發展與(yu)進步，曝氣池的(de)設(she)計與(yu)曝氣設(she)備(bei)的(de)選(xuan)擇也有(you)很大程度的(de)變化，但是，應該遵(zun)從(cong)的(de)基(ji)本(ben)原(yuan)理和設(she)計計算方(fang)式(shi)是不變化，因此(ci)我們需要了解最基(ji)本(ben)計算方(fang)式(shi)和選(xuan)擇原(yuan)則，這(zhe)樣(yang)才(cai)可以提(ti)高現有(you)的(de)處理設(she)備(bei)的(de)利用(yong)率，減少運行費(fei)用(yong)，節(jie)約成本(ben)。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
