曝氣方法與曝氣設備

曝氣設備是活性污泥法污水處理工藝系統中的重要組成部分，通過曝氣設備向曝氣池供氧，同時曝氣設備還有混合攪拌的功能，以增強污染物在水處理系統中的傳質條件，提高處理效果。曝氣方法主要有以下幾種：

①鼓風曝氣鼓風曝氣就是利用風機或空壓機向曝氣池充入一1定壓力的空氣，一方面供應生化反應所需要的氧量，同時保持混合液懸浮固體均勻混合。擴散器是鼓風曝氣的關鍵部件，其作用是將空氣分散成空氣泡，增大氣液接觸界面，將空氣中的氧溶解于水中。曝氣效率取決于氣泡大小、水的需氧量、氣液接觸時間和氣泡的壓力等因素。

②機械曝氣機械曝氣也稱為表面曝氣，機械曝氣器大多以裝在曝氣池水面的葉輪快速轉動，進行表層充氧。按轉軸方向不同，可分為立式和臥式兩類。常用的立式表面曝氣機有平板葉輪、倒傘型葉輪和泵型葉輪等，臥式表面曝氣機有轉刷曝氣機和轉盤曝氣機等。曝氣葉輪的充氧能力和提升能力同葉輪浸沒深度、葉輪的轉速等因素有關，在適宜的浸深和轉速下，葉輪的充氧能力大，并可保證池內污泥濃度和溶解氧濃度均勻。

曝氣設備的選擇和計算

曝氣設備作用有：

①產生并維持有效的氣水接觸，并且在生物氧化作用不斷消耗氧氣的情況下保持水中一1定的溶解氧濃度；

②在曝氣區內產生足夠的混合作用和水的循環流動；

③維持液體的足夠速度，以使水中的生物固體處于懸浮狀態。

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。兩類曝氣裝備的特點及應用如下圖所示！

曝氣設備的主要技術性能指標如下：

①動力效率（EP） 每消耗1KW電能轉移到混合液中的氧量，以kg/（KW.h）計；

②氧的利用效率（EA） 通過鼓風曝氣轉移到混合液的氧量，占總供氧量的百分比（%）；

③氧的轉移效率（EL）也稱為充氧能力，通過機械曝氣裝置，在單位時間內轉移到混合液中的氧量，以kg/h計。

鼓風曝氣設備的性能按照①、②兩項指標評定，機械曝氣裝置則按照①、③兩項指標評定。在工藝設計和設備選擇中我們需要考慮性能、特點以外，還需要考慮有關葉輪直徑和曝氣池直徑的比例，一般比值在1/3--1/5左右，過大可能傷害污泥，過小則充氧量不足，葉輪和水深的比值一般采用2/5—1/4，池深過大，將影響充氧和泥水混合。

鼓風曝氣系統中常用的鼓風機為羅茨鼓風機和離心式風機。羅茨鼓風機在中小型污水廠較為常用，單機風量在80 m3/min以下，缺點是噪聲大，***采取消音、隔音措施。當單機風量大于80 m3/min時，一般采用離心式鼓風機，噪聲較小，效率較高，適用于大中型污水廠。

一般而言，機械曝氣常用于曝氣池較小的場合，可減少動力消耗，維護管理也較方便。鼓風曝氣供應空氣的伸縮性較大，曝氣效果也較好，一般用于較大的曝氣池。壓力損失計算例題：已知曝氣池的供氣量＝5040m3/h，鼓風機房至曝氣池干管總長44m，管段上有彎頭5個，閘閥2個，計算輸氣干管的直徑和壓力損失。解：由于干管上沒有支管，可采用同一管徑，根據＝5040m3/h以及經濟流速＝15m/s，在空氣管管徑計算簡圖上，兩點作一條直線，交管徑線于一點，得管徑為350mm。根據折算公式得配件折長度為＝194×0.284＝55.2m所以得到干管的計算長度為44＋55.2＝99.2m，計算水溫為30℃,管內空氣壓力為60kPa，查摩擦損失計算圖，可得到摩擦損失h＝5.3kPa/1000m，則管道的壓力損失為0.526kPa一般希望管道及擴散設備的總壓力損失不大于15kPa,其中管道損失控制在5kPa以內。選擇風機的依據是風量和風壓，并考慮必需的儲備量。鼓風機臺數不少于2臺，其中一臺備用，以適應負荷的變化。