曝气原理与设备

§曝气原理与设备复习上节课重点活性污泥法1活性污泥法净化过程与机理2活性污泥性能指标3ClicktoaddTitle本次课主要内容曝气原理与定义1曝气设备种类2曝气池类型3ClicktoaddTitle本节课重点曝气装置的原理双膜理论课题结构曝气原理与定义1曝气设备种类2曝气池类型3ClicktoaddTitle曝气原理与定义定义：使空气中的氧转移到混合液中而被微生物利用的过程。本质上，活性污泥法与天然水体自净过程相似。曝气作用：供氧搅拌混合双膜理论氧转移的原理双膜理论在气液两相接触的界面两侧存在着处于层流状态的气膜和液膜，其外侧分别为气相主体和液相主体，两个主体处于紊流状态。气体分子以分子扩散方式从气相主体通过气膜和液膜而进入液相主体。气液两相的主体均处于紊流状态，其中物质浓度基本上是均匀的，不存在浓度差和传质阻力，气体分子从气相传递到液相，阻力仅存在于气液两层层流膜中。在气膜中存在氧的分压梯度，在液膜中存在氧的浓度梯度，它们是氧转移的推动力。氧难溶于水，因此，氧转移决定性的阻力又集中在液膜上，因此，氧分子通过液膜是氧转移过程的控制步骤，通过液膜的转移速度是氧转移过程的控制速度。课题结构曝气原理与定义1曝气设备种类2曝气池类型3ClicktoaddTitle曝气设备的效能指标氧的利用率动力效率氧的转效率Text曝气设备的任务是将空气中的氧有效的转移到混合液中。衡量曝气设备效能的指标曝气设备的效能指标动力效率：每消耗1KW·h的电能转移到混合液中的氧量[kg/(KW·h)]。氧的利用效率：通过鼓风曝气转移到混合液的氧量，占总供氧量的百分比。氧的转移效率：通过机械曝气装置，在单位时间内转移到混合液中的氧量。曝气设备种类曝气设备又名空气扩散装置，活性污泥中重要设备。曝气方式：（1）鼓风曝气（2）机械曝气对于曝气设备性能有哪些要求？①搅拌均匀；②结构简单；③能耗小；④价格低；⑤性能稳定；⑥不产生噪声及其他公害⑦对某些工业废水耐腐蚀性强。Text曝气设备种类鼓风曝气：压缩空气通过管道系统送入池底的空气扩散装置，以气泡的形式扩散到混合液，使气泡中的氧迅速转移到液相的过程。曝气方法机械曝气：叶轮的转动，剧烈地搅动水面，使液体循环流动，产生强烈的水跃，使空气中的氧与水跃界面充分接触而转移到液相中去。曝气设备种类鼓风曝气鼓风曝气系统由鼓风机、曝气装置和空气输送管道组成。Text曝气设备种类水力剪切微气泡中气泡Text装置分类鼓风曝气系统水力冲击曝气器固定式平板型固定式钟罩形膜片式微气泡曝气器也称多孔性空气曝气器，多孔材料制成。优点：产生微小气泡，气、液接触面积大，氧利用率高；缺点：气压损失大，易堵塞，送入空气应过滤处理。微气泡曝气器微气泡曝气器微气泡曝气器ClicktoaddTitle微气泡曝气器分类名称技术特点和性能以及实际应用微气泡曝气器扩散板多孔材料制成，①多孔陶瓷薄板扩散器；②多孔塑料薄板扩散器；③化纤薄膜扩散器扩散管由多孔陶瓷扩散管组成，内径44~77mm，长600mm，每10根为一组，通气率12~15m3/h*根扩散盘（圆帽盖）直径18mm，清洗时易拆除或更换。平板与管式扩散器板式扩散器，安装在水泥板或铝板框架上。每组框与供气管连接；管式扩散器，借螺栓旋入空气支管。该类扩散器易于装拆清洗微气泡曝气器图片ClicktoaddTitle曝气器网状膜曝气器由主体、螺盖、网状膜、分配器和密封圈组成。空气从曝气器底部进入，经分配器切割均匀分配到气室，再由网状膜切割，形成微小气泡扩散到混合液中。动力效率为2.7~3.7kgO2/(KW·h),氧利用率12%~15%。中气泡曝气器中气泡曝气器中气泡曝气器分类名称技术特点和性能以及实际应用网状膜曝气器不易堵塞，布气均匀，构造简单，便于维护管理，氧的利用率高。中气泡曝气器曝气器倒伞式曝气器固定螺旋曝气器水力剪切式曝气器水力剪切式曝气器水力剪切式曝气器分类名称技术特点和性能以及实际应用水力剪切式曝气器倒伞型叶轮曝气器充氧动力效率高于平板型，但冲氧能力稍低，制作较平板型复杂固定螺旋型曝气器由直径300或400mm，高1500mm的圆筒组成。扩散器由5~6段组成，每段装着按180度扭曲的固定螺旋板，上下相邻段的螺旋方向相反。空气由底部进入曝气筒，形成气、水混合液在筒内反复与器壁碰撞，迂回上升。由于空气喷出口口径大，故不会堵塞。水气混合剧烈，氧的吸收率高；该型扩散器可均匀布置在池内，污水混合好，也不会发生污泥沉积池底的现象。倒伞型叶轮曝气器ClicktoaddTitle充氧动力效率高于平板型但冲氧能力稍低制作比平板型复杂固定螺旋型曝气器ClicktoaddTitle空气由底部进入曝气筒，形成气、水混合液在筒内反复与器壁碰撞，迂回上升。由于空气喷出口口径大，故不会堵塞。水气混合剧烈，氧的吸收率高；该型扩散器可均匀布置在池内，污水混合好，也不会发生污泥沉积池底的现象。机械曝气机械曝气机械曝气装置安装在曝气池水面上下，受动力驱动进行转动，通过以下三个方面的作用是空气中的氧转移到污水中去。曝气装置转动时，表面的混合液不断地从曝气装置周边抛向四周，形成水跃，液面剧烈搅动，卷入空气；曝气装置转动，具有提升液体的作用，使池内混合液连续上下循环流动，气液接触界面不断更新，不断地使空气中的氧向液体内转移；曝气装置转动，在其后侧形成负压区，吸入空气。按转动轴的安装方向，机械曝气池分为竖轴式和卧轴式两类。Text曝气设备种类竖轴式卧轴式Text装置分类机械曝气系统表面曝气设备分类名称技术特点和性能以及实际应用竖轴式曝气设备泵型叶轮曝气器充氧量及动力效率较高，加工复杂，易堵塞。平板型叶轮曝气器结构简单，易于制造，不易堵塞倒伞型叶轮曝气器充氧动力效率高于平板型，但冲氧能力稍低，制作较平板型复杂表面曝气设备分类名称技术特点和性能以及实际应用卧轴式曝气设备转刷表面曝气器水平转轴和叶片构成。转轴带动叶片转动，搅动水面形成水花，使空气中的氧通过气液界面转移到水中。课题结构曝气原理与定义1曝气设备种类2曝气池类型3ClicktoaddTitle曝气池ClicktoaddTitle曝气池ClicktoaddTitle曝气池ClicktoaddTitle曝气池ClicktoaddTitle曝气池ClicktoaddTitle曝气池池型长方廊道形、圆形、方形和环形跑道形；推流式、完全混合式和循环混合式三种池型；鼓风曝气池、机械曝气池。机械--鼓风曝气池混合液的流态平面的几何形状曝气方法推流式曝气池ClicktoaddTitle推流式曝气池推流式曝气池ClicktoaddTitle典型推流式曝气池的平面一般是长宽比为5～10的长方形，有效水深为3～9m。为节省占地面积，推流式曝气池往往建成两折或多折。污水从一端进入，从另一端推流出去。在推流式曝气池中，有机物浓度和种类沿程不断变化。污泥负荷和耗氧速率前高后低，在污泥增长曲线上占一个区段，长池前后的微生物种类和数量存在差异。沿程各个断面之间存在较大的浓度梯度，因此降解速率较快，运行灵活，可采用多种运行方式，特别适用于处理水质比较稳定的废水。推流式曝气池多采用鼓风曝气。推流式曝气池完全混合式曝气池ClicktoaddTitle完全混合式曝气池一般为圆形，曝气装置多采用表面曝气机。曝气机置于曝气池中心平台上，污水进入搅拌中心后立即与全池混合液混合，全池的污泥负荷、耗氧速率和微生物种类等性能完全相同，不像推流式曝气池那样上下游有明显的区别，在污泥的增长曲线上只占一点。由于曝气池原有混合液对进水的稀释作用，完全混合式曝气池耐冲击负荷的能力较强，负荷均匀使供氧与需氧容易平衡，从而节省供氧动力。完全混合式曝气池