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1、曝气原理与设备曝气原理与设备复习上节课重点复习上节课重点活性污泥法活性污泥法1活性污泥法净化过程与机理活性污泥法净化过程与机理2 活性污泥性能指标活性污泥性能指标3Click to add Title本次课主要内容本次课主要内容曝气原理与定义曝气原理与定义1曝气设备种类曝气设备种类2曝气池类型曝气池类型3Click to add Title本节课重点本节课重点v 曝气装置的原理双膜理论双膜理论课题结构课题结构曝气原理与定义曝气原理与定义1曝气设备种类曝气设备种类2曝气池类型曝气池类型3Click to add Titlel 曝气原理与定义曝气原理与定义定义：定义： 使空气使空气中的氧转移到混中
2、的氧转移到混合液中而被微生合液中而被微生物利用的过程。物利用的过程。本质上，活性污本质上，活性污泥法与天然水体泥法与天然水体自净过程相似。自净过程相似。曝气曝气作用：作用： 供氧供氧 搅拌混合搅拌混合l 双膜理论双膜理论v 氧转移的原理双膜理论双膜理论在气液两相接触的界面两侧存在着处于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。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。膜和液膜而进入液相主
3、体。气液两相的主体均处于紊流状态，其中物质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，不存浓度基本上是均匀的，不存 在浓度差和传质在浓度差和传质 阻力，气体分子从气阻力，气体分子从气 相传递到液相，阻力仅相传递到液相，阻力仅 存在于气液两层层流膜中。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。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
4、制步骤，通过液膜的转移速度是氧转移过程的控制速度。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。课题结构课题结构曝气原理与定义曝气原理与定义1曝气设备种类曝气设备种类2曝气池类型曝气池类型3Click to add Titlel 曝气设备的效能指标曝气设备的效能指标 氧的氧的利用率利用率动力动力效率效率 氧的氧的转效率转效率Text曝气设备的任务是将空气中的曝气设备的任务是将空气中的氧有效的转移到混合液中。氧有效的转移到混合液中。衡量曝气设备衡量曝气设备效能的指标效能的指标l 曝气设备的效能指标曝气设备的效能指标v 动力效率：每消耗1KWh的电能转移到混合液中的氧量kg/(K
5、Wh)。v 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。v 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。l 曝气设备种类曝气设备种类 v 曝气设备又名空气扩散装置，活性污泥中重要设备。又名空气扩散装置，活性污泥中重要设备。 曝气方式：曝气方式： （1）鼓风曝气）鼓风曝气 （2）机械曝气）机械曝气 对于曝气设备性能有哪些要求？对于曝气设备性能有哪些要求？ 搅拌均匀；搅拌均匀；结构简单；结构简单；能耗小；能耗小；价格低；价格低； 性能稳定；性能稳定；不产生噪声及其他公害不产生噪声及其他公害 对某些工业废水耐腐蚀性强。对某些工业废水耐腐蚀性强。 Textl
6、 曝气设备种类曝气设备种类 鼓风曝气：压缩空鼓风曝气：压缩空气通过管道系统送入气通过管道系统送入池底的空气扩散装置池底的空气扩散装置，以气泡的形式扩散，以气泡的形式扩散到混合液，使气泡中到混合液，使气泡中的氧迅速转移到液相的氧迅速转移到液相的过程。的过程。曝气方法曝气方法机械曝气：叶轮机械曝气：叶轮的转动，剧烈地搅的转动，剧烈地搅动水面，使液体循动水面，使液体循环流动，产生强烈环流动，产生强烈的水跃，使空气中的水跃，使空气中的氧与水跃界面充的氧与水跃界面充分接触而转移到液分接触而转移到液相中去。相中去。l 曝气设备种类曝气设备种类 v 鼓风曝气鼓风曝气 鼓风曝气系统由鼓风机、曝气装置和空气输送
7、管道组成。鼓风曝气系统由鼓风机、曝气装置和空气输送管道组成。Textl 曝气设备种类曝气设备种类 水力水力剪切剪切微气泡微气泡中气泡中气泡Text装置分类装置分类鼓风曝气系统鼓风曝气系统水力水力冲击冲击l 曝气器曝气器固定式平板型固定式平板型固定式钟罩形固定式钟罩形膜片式膜片式微气泡曝微气泡曝气器也称气器也称多孔性空多孔性空气曝气器，气曝气器，多孔材料多孔材料制成。制成。 优点优点：产生：产生微小气泡，微小气泡，气、液接触气、液接触面积大，氧面积大，氧利用率高；利用率高；缺点缺点：气压：气压损失大，易损失大，易堵塞，送入堵塞，送入空气应过滤空气应过滤处理。处理。微气泡曝气器微气泡曝气器微气泡曝
8、气器微气泡曝气器l 微气泡曝气器微气泡曝气器Click to add Titlel 微气泡曝气器微气泡曝气器分类分类名称名称技术特点和性能以及实际应用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， 多孔陶瓷薄板扩散器 ； 多孔塑料薄板扩散器 ； 化纤薄膜扩散器扩散管由多孔陶瓷扩散管组成，内径4477mm，长600mm，每10根为一组，通气率1215m3/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l 微气泡曝气器图片微气泡曝气器图片Click
9、to add Titlel 曝气器曝气器网状膜曝气器网状膜曝气器由主体、螺盖、由主体、螺盖、网状膜、分配器网状膜、分配器和密封圈组成。和密封圈组成。空气从曝气器底空气从曝气器底部进入，经分配部进入，经分配器切割均匀分配器切割均匀分配到气室，再由网到气室，再由网状膜切割，形成状膜切割，形成微小气泡扩散到微小气泡扩散到混合液中。混合液中。动力效率为动力效率为2.73.7kg O2/(KWh),氧利用率氧利用率12%15%。中气泡曝气器中气泡曝气器中气泡曝气器中气泡曝气器l 中气泡曝气器中气泡曝气器分类分类名称名称技术特点和性能以及实际应用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
10、造简单，便于维护管理，氧的利用率高。中气泡曝气器l 曝气器曝气器倒伞式曝气器倒伞式曝气器固定螺旋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水力剪切式曝气器l 水力剪切式曝气器水力剪切式曝气器 分类分类名称名称技术特点和性能以及实际应用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56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
11、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。l 倒伞型叶轮曝气器倒伞型叶轮曝气器Click to add Title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l 固定螺旋型曝气器固定螺旋型曝气器Click to add Title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。l 机械曝气机械曝气 v 机械曝气机械曝气 机械曝气装置安装在曝气池水面上
12、下，受动力驱动进行转动，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。通过以下三个方面的作用是空气中的氧转移到污水中去。u 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；四周，形成水跃，液面剧烈搅动，卷入空气；u 曝气装置转动，具有提升液体的作用，使池内混合液连续曝气装置转动，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；的氧
13、向液体内转移；u 曝气装置转动，在其后侧形成负压区，吸入空气。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。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。Textl 曝气设备种类曝气设备种类 竖轴式竖轴式卧轴式卧轴式Text装置分类装置分类机械曝气系统机械曝气系统l 表面曝气设备表面曝气设备分类分类名称名称技术特点和性能以及实际应用技术特点和性能以及实际应用竖轴式曝竖轴式曝气设备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
14、低，制作较平板型复杂l 表面曝气设备表面曝气设备分类分类名称名称技术特点和性能以及实际应用技术特点和性能以及实际应用卧轴式曝卧轴式曝气设备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。课题结构课题结构曝气原理与定义曝气原理与定义1曝气设备种类曝气设备种类2曝气池类型曝气池类型3Click to add Titlel 曝气池曝气池Click to add Titlel 曝气池曝气池Click to add Titlel 曝气池曝气池Click to add Titlel 曝气池曝气池Click to add Titlel 曝气池曝
15、气池Click to add Titlel 曝气池池型曝气池池型长方廊道长方廊道形、圆形、形、圆形、方形和环方形和环形跑道形；形跑道形；推流式推流式、完全混合完全混合式式和循环和循环混合式三混合式三种池型；种池型；鼓风曝鼓风曝气池、机气池、机械曝气池。械曝气池。机械机械-鼓鼓风曝气池风曝气池混合液混合液的流态的流态平面的平面的几何形状几何形状曝气曝气方法方法l 推流式曝气池推流式曝气池Click to add Title 推流式曝气池推流式曝气池l 推流式曝气池推流式曝气池Click to add Title 典型推流式曝气池的平面一般是长宽比为典型推流式曝气池的平面一般是长宽比为典型推流式曝
16、气池的平面一般是长宽比为典型推流式曝气池的平面一般是长宽比为5 51010的长方形，有效水深为的长方形，有效水深为的长方形，有效水深为的长方形，有效水深为3 39 9mm。 为节省占地面积，推流式曝气池往往建成两折或多折。为节省占地面积，推流式曝气池往往建成两折或多折。为节省占地面积，推流式曝气池往往建成两折或多折。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。类沿程不断变化。类沿程不断变化。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
