【文章內(nèi)容簡介】 曝氣作用 生化反應(yīng) ,使水 ,氣 ,液三相良好接觸提高氧利用率 曝氣方式和曝氣作用 dtdcDvLd ??dv 氧轉(zhuǎn)移原理 LDdtdc 菲克定律（傳質(zhì)規(guī)律） 其中： ——物質(zhì)擴(kuò)散速率 ——擴(kuò)散系數(shù) ——濃度梯度 雙膜理論 a. 氣液兩相接觸面存在層流的氣膜和液膜 (分子擴(kuò)散 ) b. 氣液兩相紊流不存在濃度差 c. 阻力主要在氣液兩膜 d .氣膜中存在分壓梯度 ,液膜中有濃度梯度 ,梯度是推動 e .氧難溶與水 ,因此液膜中存在氧的主要阻力 氧的轉(zhuǎn)移模式 由菲克定律（設(shè) M為物質(zhì)量， A為界面面積） dxdcDAdtdMv L???根據(jù)雙膜模型 ， Pg=Pi = Cs是氧分壓 Pg時(shí)溶解氧飽和濃度 Xf(很低 ) 則液膜內(nèi) DO濃度梯度： fSXCCdxdc ???fSL XCCADdtdM ??? ?CCVX ADX CCV ADVdtdMSfLfSL ????? ?CCVAkdtdC SL ??dtdCLk將上面兩個(gè)公式聯(lián)立： 則單位體積氧轉(zhuǎn)移速度 其中： —— 單位體積的氧轉(zhuǎn)移速率 ,kgO2/（ m3h ） ； —— 液膜氧傳質(zhì)系數(shù) ， m/h， ? ?CCkdtdC SLa ??VAkkLLa ?? ?CCVAkdtdC SL ??Lak在液膜內(nèi) DO濃度梯度： 中濃度變化的系數(shù)為氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)： 則氧向水中轉(zhuǎn)移模式： 由上式分析提高氧轉(zhuǎn)移速率的方法： ,加強(qiáng)液相主體紊動，降低液膜厚度，可以提高氧轉(zhuǎn)移速率。例如微孔曝氣。 CS，可以提高氧轉(zhuǎn)移速率。例如壓力生物反應(yīng)器、純氧曝 氣、深水曝氣。 氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)的確定 氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)是計(jì)算氧轉(zhuǎn)移速率的基本參數(shù) 測定 ：采用充氧試驗(yàn) （ 清水 ） 對曝氣池混合液，反應(yīng)器氧轉(zhuǎn)移速率測定 1清水中的kk污水中的lala ????1清水中C C污水中βss ???lala kk ??? 氧轉(zhuǎn)移的影響因素 污水質(zhì)的影響 2 0 )(7L a 2 0 2la 1 . 0 2 4K( T )K??響，影響氣液膜 ，影響分子擴(kuò)散 ss β CC ?? 水溫 修正后： ( p a )101 . 0 1 3p ( p a )101 . 0 1 3所在地區(qū)實(shí)際大氣壓ρ55 ????)c(c21C s m i ns m a xsb ?? ) p(c)21O101 . 0 1 3p(c21＝ t5bst5bs ????? 氧的分壓 ρ CsC sp?)c(c21C sminsmaxsb ??35b 109 . 3H101 . 0 1 3P ?????Ea)21(179Ea)21(1Ot ????H：曝氣裝置的淹沒深度， m； Ea：曝氣裝置的氧利用率，％。 曝氣池混合液溶解氧飽和度 或者 其中 氧轉(zhuǎn)移速率與空氣量的計(jì)算 氧轉(zhuǎn)移速率的計(jì)算 測定空氣擴(kuò)散裝置的氧轉(zhuǎn)移系數(shù)實(shí)在標(biāo)準(zhǔn)條件下測定的：水溫 20℃ ，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，測定用水是脫氧清水。 在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氧轉(zhuǎn)移速率 Ro C)(CKdtdc s b ( 2 0 )L a （2 0 ） ???＝oRROVRC)( βρ C1 . 0 2KdtdcR 2rs b ( T )20)(TLa ???????? ?其它狀態(tài)下的氧轉(zhuǎn)移速率 R ( 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)SRE 0A ? 氧轉(zhuǎn)移速率與供氣量的計(jì)算 率 )/m1 . 4 3 ( k g o2 1 %GS 32s ???Ea——指脫氧、清水、 20℃ ， 1大氣壓的氧利用率（％） S——鼓風(fēng)機(jī)供氧量 (kgO2/h) Ro——轉(zhuǎn)移到曝氣池中的氧量 (kgO2/h) A0RGs ?VC s ( 2 0 )( 2 0 )KR La0 ???20)(TS(T)sC] C[ β(20)RC????? Vr VXbQSaR ????KD0 . 3 7 9 vQ 1 . 8 80 . 2 8ds ???Gs—— 鼓風(fēng)機(jī)供氣量 (m3/h) 由上部分的公式： 穩(wěn)定情況下，氧的轉(zhuǎn)移速率 =活性微生物需氧率 對于機(jī)械曝氣，葉輪在標(biāo)準(zhǔn)條件下的充氧量， kg/L v —— 葉輪線速度， m/s； D —— 葉輪直徑， m； 曝氣系統(tǒng)與空氣擴(kuò)散裝置 空氣擴(kuò)散裝置一般也稱曝氣裝置或曝氣頭，空氣擴(kuò)散裝置在曝氣池內(nèi)的主要作用是： ：將空氣中的氧（或純氧）轉(zhuǎn)移到曝氣的混合液中，以滿足微生物呼吸的需要。 ：使曝氣池中的混合液處于均勻的混合液，使活性污泥、溶解氧、污水中的有機(jī)物三者充分接觸。 空氣擴(kuò)散裝置技術(shù)性能的主要指標(biāo)： （ Ep）：消耗單位電能轉(zhuǎn)移到混合液中的氧量。 （ EA）或氧的轉(zhuǎn)移效率：通過鼓風(fēng)曝氣轉(zhuǎn)移到混合液中的氧量占總氧量的百分比。 (EL)：通過機(jī)械曝氣裝置的轉(zhuǎn)動，在單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)移到混合液中的氧量，表示一臺劫些曝氣裝置的充氧能力。 評定鼓風(fēng) Ep, EA； 評定機(jī)械 Ep, EL 鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)和擴(kuò)散裝置 ， 它常稱為射流曝氣器，氣泡直徑在 100181。m左右，射流曝氣器通過混合液的高速射流，將鼓風(fēng)機(jī)引入的空氣切割粉碎為微細(xì)氣泡，與混合液充分接觸混合，促進(jìn)氧的傳遞，氧利用率 20%30% ； 擴(kuò)散板與擴(kuò)散管 膜片式微孔空氣擴(kuò)散器 固定式平板型空氣擴(kuò)散器 2. 中氣泡擴(kuò)散器， 常用穿孔管，孔直徑為 2～ 3mm，孔眼氣體流速不小于 10m/s,以防堵塞，其特點(diǎn)是氧利用率 8%12%，但空氣壓力損失較?。? ， 有微孔材料制成的擴(kuò)散板和擴(kuò)散管等，其特點(diǎn)是氣泡?。ㄖ睆皆?），氧利用率15%20%，但阻力大，易阻塞； 4. 大氣泡擴(kuò)散器， 常用曝氣豎管，直徑為 15mm左右，底口敞開，其特點(diǎn)是氣泡大（直徑 3mm以上），分布不勻，氧利用率 4%6% ，不易堵塞。 機(jī)械曝氣裝置 機(jī)械曝氣設(shè)備有泵型輪，倒傘型葉輪，平板型葉輪和臥式曝氣轉(zhuǎn)刷。曝氣葉輪一般裝于水下，淹沒深度為 10～ 100mm,可調(diào)節(jié)。淹沒深度大時(shí)，提升水量大。葉輪轉(zhuǎn)速一般為 20～ 100r/min。臥式曝氣轉(zhuǎn)刷淹沒深度為直徑的 1/3～ 1/4,轉(zhuǎn)速在 70～ 120r/min,轉(zhuǎn)動時(shí)轉(zhuǎn)刷將大量液滴拋向空中，并使液面劇烈波動，促進(jìn)氧的溶解。 曝氣機(jī)理 ， 卷入空氣 ， 更新水面從 空氣復(fù)氧 ， 吸入空氣 2. 橫軸曝氣裝置 活性污泥法污水處理系統(tǒng)的過程控制與 運(yùn)行管理 活性污泥的培養(yǎng)馴化 1. 異步培養(yǎng)法：先培養(yǎng)再馴化 2. 同步培養(yǎng)法：培養(yǎng)馴化同時(shí)進(jìn)行 3. 接種培養(yǎng)培養(yǎng)法 將其他相以污水廠污泥作為種泥 活性污泥的培養(yǎng)馴化 1. 連續(xù)進(jìn)水： 適合以生活污水為主的城市污水 2. 間歇進(jìn)水： 一般 ， 悶曝 沉淀 排除上清夜 加新鮮水 悶曝 沉淀 活性污泥系統(tǒng)的主要控制方法與控制參數(shù) 試運(yùn)行 確定最佳的運(yùn)行條件 正常運(yùn)行 1. 對供氣量 （ 曝氣量 ） 的調(diào)節(jié) 每天早晚各調(diào)節(jié)一次供氣 ， 大型的廢水處理廠每周調(diào)節(jié)一次 。 2. 回流污泥量的調(diào)節(jié) 使曝氣池內(nèi)的懸浮固體濃度保持相對穩(wěn)定 排放的剩余污泥應(yīng)大致等于污泥增長量 。 活性污泥處理系統(tǒng)檢測 處理效果指標(biāo) COD ， BOD， TOD， TOC， SS 有毒物質(zhì) 污泥營養(yǎng)及環(huán)境指標(biāo) PH 溫度 N P 污泥沉降性 SV% MLSS MLVSS SVI DO 生物相觀察 活性污泥系統(tǒng)運(yùn)行中的異常情況 污泥膨脹 活性污泥系統(tǒng)種的污泥沉降性質(zhì)發(fā)生改變，不易沉降的現(xiàn)象。污泥變質(zhì)時(shí)，不易沉淀， SVI增高，污泥結(jié)構(gòu)松散，體積膨脹 ： ，污泥流失，反應(yīng)器中處理的污泥濃度不夠 ，處理率下降 ，生物污染 ： : 絲狀菌膨脹 : ，缺少營養(yǎng) 結(jié)合水膨脹 : 排泥不通暢 , 高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn) 污泥解體 出現(xiàn)的絮凝體細(xì)小，沉淀水渾濁等污泥絮凝體解體的現(xiàn)象 原因：曝氣過量：紊動過分劇烈，使絮狀體破裂 中毒：微生物活性抑制或死亡 污泥腐化 二沉池污泥長期滯留而產(chǎn)生厭氧發(fā)酵產(chǎn)生 H2S， CH4等氣體而上升 污泥上浮 缺氧狀態(tài)下，污泥反消化 ,產(chǎn)生的氣體促使 污泥上浮。 泡沫問題 表面活性物質(zhì)造成。處理方法有消泡劑、消泡水管。 在工程計(jì)算中常用的工藝及計(jì)算，可在課程設(shè)計(jì)中參考 活性污泥法的脫氮除磷原理及應(yīng)用 脫氮原理與工藝技術(shù) 氮污染的危害 ——N、 P引起，藻類問題（滇池，太湖）； 2. 提高制水成本 ——污水消毒時(shí)，增加投氯量； ——NH3－ N可促進(jìn)設(shè)備中微生物的繁殖； 4. 農(nóng)業(yè)灌溉 ——TN不大于 1mg/l，否則對農(nóng)作物有影響。 （ NH3—N、 NH4+—N） 3. NO2—N、 NO3—N 4. N2 氮的存在形式 二級處理技術(shù)的局限性 ※ 合成代謝對氮磷的去處率低，水中氮磷過剩 nCxHyOz+nNH3+n(x+y/4z/25)O2 ? (C5H7NO2)n+n(x5)CO2+n/2(y4)H2O 氮的吹脫處理 NH3+H2O NH4++OH PH=7時(shí)，以 NH4+存在 PH=11時(shí)， 90%NH3存在 PH升高，去除 NH3上升 T上升，去除 NH3上升 原理 脫氮塔技術(shù)的特點(diǎn)：除氮的效果穩(wěn)定；操作簡便，容易控制； NH二次污染（可回收）；使用 CaO易結(jié)垢（改用NaOH）水溫下降時(shí)，效果差 脫氮塔 ——PH升高到 ，去除率增加緩慢 ——水溫升高，效率升高 ——滴狀下落最好，膜狀下落，效果大減 ——填料 6m高以上時(shí)，其值不超過 180m179。/m178。.d ——填料 6m高以上時(shí)， 22002300以下為好。 脫氮塔工作影響因素與設(shè)計(jì)參數(shù) 生物脫氮原理 活性污泥法的傳統(tǒng)功能 ——去除水中溶解性有機(jī)物 N、 P只滿足生理要求即可，因此對二者去除率低，僅為 2040%； 520% 概述 污水生物處理中氮的轉(zhuǎn)化過程 氨化反應(yīng) 氨化 反應(yīng) 原理 RCHNH2COOH+O2 RCOOH+CO2+NH3 氨化菌 氨化菌為異氧菌 一般在氨化過程與微生物去除有機(jī)物同時(shí)進(jìn)行，有機(jī)物去除結(jié)束時(shí)，已經(jīng)完成了氨化反應(yīng) 硝化反應(yīng) 硝化 反應(yīng) 原理 總反應(yīng) NH4++ NO2+H2O+2H+△ F（△ F=） NO2+ NO3－ △ F（△ F=) 亞硝酸菌 硝