水污染控制工程(第十六講)1

1、環(huán)境工程環(huán)境工程（三）活性污泥法的分類（三）活性污泥法的分類 按廢水和回按廢水和回流污泥的進(jìn)流污泥的進(jìn)入方式及其入方式及其在曝氣池中在曝氣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 鼓風(fēng)曝氣鼓風(fēng)曝氣 按供氧方按供氧方式分類式分類機(jī)械曝氣機(jī)械曝氣 環(huán)境工程環(huán)境工程環(huán)境工程環(huán)境工程環(huán)境工程環(huán)境工程（四）曝氣方法與曝氣池的構(gòu)造（四）曝氣方法與曝氣池的構(gòu)造1、曝氣過(guò)程的機(jī)理、曝氣過(guò)程的機(jī)理構(gòu)成活性污泥法的三個(gè)基本要素：構(gòu)成活性污泥法的三個(gè)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）廢水中的）廢水中的有機(jī)物有機(jī)

2、物，它是處理對(duì)象，也是，它是處理對(duì)象，也是微生物的食料；微生物的食料；（3）是）是溶解氧溶解氧，沒(méi)有充足的溶解氧，好氧微，沒(méi)有充足的溶解氧，好氧微生物既不能生存也不能發(fā)揮氧化分解作用。生物既不能生存也不能發(fā)揮氧化分解作用。環(huán)境工程環(huán)境工程 在充氧的同時(shí)，必須使混合液懸浮固體在充氧的同時(shí)，必須使混合液懸浮固體處于懸浮狀態(tài)。處于懸浮狀態(tài)。充氧和混合是通過(guò)曝氣設(shè)充氧和混合是通過(guò)曝氣設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。備來(lái)實(shí)現(xiàn)。 曝氣過(guò)程的目的就是將空氣中的氧強(qiáng)制曝氣過(guò)程的目的就是將空氣中的氧強(qiáng)制溶解到曝氣池混合液中去，并提供適宜的溶解到曝氣池混合液中去，并提供適宜的攪拌攪拌。 在廢水生物處理的系統(tǒng)中，氧是難溶的在廢水生物處

3、理的系統(tǒng)中，氧是難溶的氣體，它的傳遞速率通常正比于溶液中的氣體，它的傳遞速率通常正比于溶液中的飽和濃度差。飽和濃度差。 環(huán)境工程環(huán)境工程 曝氣池內(nèi)氧轉(zhuǎn)移速率用下式表達(dá)：曝氣池內(nèi)氧轉(zhuǎn)移速率用下式表達(dá)：式中：式中：dC/dt單位容積內(nèi)氧的轉(zhuǎn)移速率單位容積內(nèi)氧的轉(zhuǎn)移速率（mg/L.h）；）； KLa氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)（氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)（h-1）；）； Cs液體的飽和溶解氧濃度（液體的飽和溶解氧濃度（mg/L）；）； CL液體的實(shí)際溶解氧濃度（液體的實(shí)際溶解氧濃度（mg/L）；）；)(LsLCCaKdtdC環(huán)境工程環(huán)境工程 氧轉(zhuǎn)移速率受氧轉(zhuǎn)移速率受KLa和和CsCL影響。影響。KLa可可通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，其值的

4、大小因空氣量、水溫、通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，其值的大小因空氣量、水溫、攪拌方法、水質(zhì)等條件而變化。攪拌方法、水質(zhì)等條件而變化。 縮小氣泡直徑，延長(zhǎng)氣液接觸時(shí)間，縮小氣泡直徑，延長(zhǎng)氣液接觸時(shí)間，更更新液界膜并減少界膜厚度，都能增大新液界膜并減少界膜厚度，都能增大KLa，從而增大氧轉(zhuǎn)移速率。從而增大氧轉(zhuǎn)移速率。 其次，加大水深，增加空氣中氧含量（甚其次，加大水深，增加空氣中氧含量（甚至純氧）等，至純氧）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轉(zhuǎn)移速率。氧的轉(zhuǎn)移速率。環(huán)境工程環(huán)境工程2、曝氣設(shè)備、曝氣設(shè)備主要分為鼓風(fēng)曝氣和機(jī)械曝氣。主要分為鼓風(fēng)曝氣和機(jī)械曝氣。 （1）鼓風(fēng)曝氣）鼓風(fēng)曝氣鼓風(fēng)

5、機(jī)鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)空氣凈化器空氣凈化器浸沒(méi)于混合液中的擴(kuò)散器浸沒(méi)于混合液中的擴(kuò)散器空氣輸配管系統(tǒng)空氣輸配管系統(tǒng)環(huán)境工程環(huán)境工程 鼓風(fēng)機(jī)供應(yīng)一定的風(fēng)量鼓風(fēng)機(jī)供應(yīng)一定的風(fēng)量,風(fēng)量要滿足生化反風(fēng)量要滿足生化反應(yīng)所需的氧量和能保持混合液懸浮固體呈懸應(yīng)所需的氧量和能保持混合液懸浮固體呈懸浮狀態(tài)；浮狀態(tài)； 風(fēng)壓風(fēng)壓則要滿足則要滿足克服克服管道系統(tǒng)和擴(kuò)散器的管道系統(tǒng)和擴(kuò)散器的摩摩阻損耗阻損耗以及擴(kuò)散器上部的靜水壓；以及擴(kuò)散器上部的靜水壓； 空氣凈化器的目的是改善整個(gè)曝統(tǒng)的運(yùn)行空氣凈化器的目的是改善整個(gè)曝統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和防止擴(kuò)散器阻塞狀態(tài)和防止擴(kuò)散器阻塞。 擴(kuò)散器擴(kuò)散器是整個(gè)鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的關(guān)鍵部件

6、是整個(gè)鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，它的作用是將空氣分散成空氣泡它的作用是將空氣分散成空氣泡，增大空氣，增大空氣和混合液之間的接觸界面，把空氣中的氧溶和混合液之間的接觸界面，把空氣中的氧溶解于水中。解于水中。 環(huán)境工程環(huán)境工程根據(jù)分散氣泡的大小，擴(kuò)散器又可分成幾根據(jù)分散氣泡的大小，擴(kuò)散器又可分成幾種類型：種類型：小氣泡擴(kuò)散器小氣泡擴(kuò)散器：有微孔材料（陶瓷、沙：有微孔材料（陶瓷、沙粒、塑料）制成的擴(kuò)散板或擴(kuò)散管。氣泡粒、塑料）制成的擴(kuò)散板或擴(kuò)散管。氣泡直徑可達(dá)直徑可達(dá)1.5mm以下。以下。中氣泡擴(kuò)散器中氣泡擴(kuò)散器：用穿孔管和莎綸管。穿：用穿孔管和莎綸管。穿孔管的孔眼直徑為孔管的孔眼直徑為23mm，孔口

7、的氣體流，孔口的氣體流速不小于速不小于10m/s，以防堵塞。，以防堵塞。 大氣泡擴(kuò)散器大氣泡擴(kuò)散器：用豎管，氣泡直徑為：用豎管，氣泡直徑為15mm左右。左右。 環(huán)境工程環(huán)境工程微氣泡擴(kuò)散器微氣泡擴(kuò)散器：氣泡直徑在：氣泡直徑在100m左右。左右。射流曝氣器屬于微氣泡曝氣器射流曝氣器屬于微氣泡曝氣器，它通過(guò)混，它通過(guò)混合液的高速射流，將鼓風(fēng)機(jī)引入的空氣切合液的高速射流，將鼓風(fēng)機(jī)引入的空氣切割粉碎為微氣泡，使混合液和微氣泡充分割粉碎為微氣泡，使混合液和微氣泡充分混合和接觸，促進(jìn)了氧的傳遞，提高了反混合和接觸，促進(jìn)了氧的傳遞，提高了反應(yīng)速率。應(yīng)速率。環(huán)境工程環(huán)境工程環(huán)境工程環(huán)境工程環(huán)境工程環(huán)境工程環(huán)境

8、工程環(huán)境工程環(huán)境工程環(huán)境工程環(huán)境工程環(huán)境工程環(huán)境工程環(huán)境工程環(huán)境工程環(huán)境工程環(huán)境工程環(huán)境工程 擴(kuò)散器的氣泡愈大，氧的傳遞速率愈低擴(kuò)散器的氣泡愈大，氧的傳遞速率愈低，然而它的優(yōu)點(diǎn)是然而它的優(yōu)點(diǎn)是堵塞的可能性小堵塞的可能性小，空氣的凈空氣的凈化要求也低，養(yǎng)護(hù)管理比較方便。小氣泡擴(kuò)化要求也低，養(yǎng)護(hù)管理比較方便。小氣泡擴(kuò)散器由于氧的傳遞速率高，反應(yīng)時(shí)間短，曝散器由于氧的傳遞速率高，反應(yīng)時(shí)間短，曝氣池的容積可以縮小氣池的容積可以縮小。因而選擇何種擴(kuò)散器。因而選擇何種擴(kuò)散器要因地制宜。要因地制宜。 擴(kuò)散器一般布置在曝氣池的一側(cè)和池底擴(kuò)散器一般布置在曝氣池的一側(cè)和池底，以便形成旋流，增加氣泡和混合液的接觸時(shí)

9、以便形成旋流，增加氣泡和混合液的接觸時(shí)間，有利于氧的傳遞，同時(shí)是混合液中的懸間，有利于氧的傳遞，同時(shí)是混合液中的懸浮固體呈懸浮狀態(tài)。浮固體呈懸浮狀態(tài)。環(huán)境工程環(huán)境工程 鼓風(fēng)曝氣用鼓風(fēng)機(jī)供應(yīng)壓縮空氣，常鼓風(fēng)曝氣用鼓風(fēng)機(jī)供應(yīng)壓縮空氣，常用羅茨鼓風(fēng)機(jī)和離心鼓風(fēng)機(jī)用羅茨鼓風(fēng)機(jī)和離心鼓風(fēng)機(jī)。 羅茨鼓風(fēng)機(jī)適用于中小型污水廠，但羅茨鼓風(fēng)機(jī)適用于中小型污水廠，但噪聲大，必須采用消音、隔音措施。噪聲大，必須采用消音、隔音措施。 離心式鼓風(fēng)機(jī)噪聲小，且效率高，適用離心式鼓風(fēng)機(jī)噪聲小，且效率高，適用于大中型污水廠。于大中型污水廠。環(huán)境工程環(huán)境工程 環(huán)境工程環(huán)境工程環(huán)境工程環(huán)境工程（2）機(jī)械曝氣）機(jī)械曝氣 鼓風(fēng)曝氣是

10、水下曝氣，機(jī)械曝氣則是鼓風(fēng)曝氣是水下曝氣，機(jī)械曝氣則是表面曝氣。表面曝氣。機(jī)械曝氣是用安裝于曝氣池機(jī)械曝氣是用安裝于曝氣池表面的表面曝氣機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的表面的表面曝氣機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 環(huán)境工程環(huán)境工程 表面曝氣機(jī)分豎式和臥式兩類。表面曝氣機(jī)分豎式和臥式兩類。豎式曝氣機(jī)豎式曝氣機(jī) 曝氣機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與水面垂直曝氣機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與水面垂直,裝有葉輪。葉輪的淹沒(méi)深度一般在裝有葉輪。葉輪的淹沒(méi)深度一般在10100mm，可以調(diào)節(jié)。目前應(yīng)用的表曝機(jī)，可以調(diào)節(jié)。目前應(yīng)用的表曝機(jī)有泵型，倒傘型和平板型。有泵型，倒傘型和平板型。臥式曝氣刷臥式曝氣刷 曝氣機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與水面平行，曝氣機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與水面平行，主要用于氧化溝。多用轉(zhuǎn)刷。主

11、要用于氧化溝。多用轉(zhuǎn)刷。環(huán)境工程環(huán)境工程環(huán)境工程環(huán)境工程曝氣葉輪的類型曝氣葉輪的類型1.平板葉輪平板葉輪 2.傘型葉輪傘型葉輪 3.泵型葉輪泵型葉輪環(huán)境工程環(huán)境工程平板葉輪平板葉輪環(huán)境工程環(huán)境工程環(huán)境工程環(huán)境工程環(huán)境工程環(huán)境工程環(huán)境工程環(huán)境工程3、曝氣設(shè)備性能指標(biāo)、曝氣設(shè)備性能指標(biāo)（1）氧轉(zhuǎn)移率氧轉(zhuǎn)移率，單位為，單位為mgO2/L.h；（2）充氧能力充氧能力（或動(dòng)力效率）即每消耗（或動(dòng)力效率）即每消耗1kW.h動(dòng)力能傳遞到水中的氧量（或氧傳遞動(dòng)力能傳遞到水中的氧量（或氧傳遞速率），單位為速率），單位為kgO2/kW.h;（3）氧利用率氧利用率，通過(guò)鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到，通過(guò)鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到混合

12、液中的氧量占總供氧的百分比，單位混合液中的氧量占總供氧的百分比，單位為。為。環(huán)境工程環(huán)境工程環(huán)境工程環(huán)境工程 4、曝氣池池型、曝氣池池型（1）推流曝氣池推流曝氣池平面布置平面布置 推流曝氣池的長(zhǎng)寬比一般為推流曝氣池的長(zhǎng)寬比一般為510。為了便于布置，長(zhǎng)池可以兩折或多折，。為了便于布置，長(zhǎng)池可以兩折或多折，污水從一端進(jìn)，另一端出。進(jìn)水方式不限，污水從一端進(jìn)，另一端出。進(jìn)水方式不限，出水都用溢流堰。出水都用溢流堰。推流曝氣池一般采用鼓風(fēng)曝氣推流曝氣池一般采用鼓風(fēng)曝氣。橫斷面布置橫斷面布置 推流曝氣池的池寬和有效水推流曝氣池的池寬和有效水深之比一般為深之比一般為12.有效水深最小為有效水深最小為3m

13、，最大，最大為為9m.環(huán)境工程環(huán)境工程環(huán)境工程環(huán)境工程環(huán)境工程環(huán)境工程(2) 完全混合曝氣池完全混合曝氣池池型可以為圓型液可以為方型或矩形。曝氣池型可以為圓型液可以為方型或矩形。曝氣設(shè)備可采用表面曝氣機(jī)，置于池的表層中心，設(shè)備可采用表面曝氣機(jī)，置于池的表層中心，污水進(jìn)入池的底部中心。污水一近池，在表污水進(jìn)入池的底部中心。污水一近池，在表面曝氣機(jī)的攪拌下，立即和全池混合，水質(zhì)面曝氣機(jī)的攪拌下，立即和全池混合，水質(zhì)均勻。均勻。環(huán)境工程環(huán)境工程 完全混合曝氣池可以和沉淀池分建和合建，完全混合曝氣池可以和沉淀池分建和合建，可分為分建式和合建式?？煞譃榉纸ㄊ胶秃辖ㄊ健７纸ㄊ椒纸ㄊ?占地面積大占地面積大,需專設(shè)的污泥回流設(shè)需專設(shè)的污泥回流設(shè)備備,但運(yùn)行上便于調(diào)節(jié)控制。但運(yùn)行上便于調(diào)節(jié)控制。合建式合建式 曝氣沉淀池曝氣沉淀池. 環(huán)境工程環(huán)境工程環(huán)境工程環(huán)境工程環(huán)境工程環(huán)