曝气池出口处溶解氧C0
l =2mg/l，水温T=25C，曝气盘安装在水下4.5m处。 有关参数为：a’=0.5, b’= 0.1, ?=0.85, ?=0.95，?=1.0 求：(1)采用鼓风曝气时，所需的供气量G3
s（m/min） (2)采用表面机械曝气器时的充氧量R0(kgO2/h) [解]：
A．鼓风曝气系统
(1)按式（28）计算需氧量： O2?a'Q(Si?Se)?b'VXv?R
R?O.5?10000?(150?15)2?01000?0.1?3000?20001000?1275kgO2/d?53.1kgO2/h(2)按式（18）计算20?C和25?C时曝气池内饱和溶解氧浓度的平均值： ①曝气装置出口处的压力Pb：
P3535b?P?9.8?10?H?1.013?10?9.8?10?4.5?1.454?10Pa
②气泡逸出曝气池表面时，氧含量的百分比可以按式（19）计算：
O21(1?EA)t?79?21(1?E?21(1?0.1)A)79?21(1?0.1)?19.3%
③查表得20?C和25?C时的饱和溶解氧浓度分别为： Cs(20)=9.17mg/l; Cs(25)=8.38mg/l; 代入式（18）有：
C1sm?2?9.17???1.454?10519.3?(20)
??1.013?105?21???10.79mg/L? Csm(25)?12?8.38???1.454?105??19.3??
?1.013?10521??9.86mg/L? （3）标准供氧速率R0：
RR?Csm(20)0?由式（24）有：
??1.024(T?20)????Csm(T)?CL?
?53.13?10.790.85?1.024(25?20).0?9.86?2??81.3kgO2/h
??0.95?1
（4）按式（27）计算供气量： GR0.3s?0.28E?812903.6m3/h?48.4m3/min
A0.28?10%?
B.机械曝气器
按式（29）求充气能力R0：
R?Cs(20)0?R
??1.024(T?20)????Cs(T)?CL?
?53.13?9.17?85.4kgO2 0.85?1.024(25?20)?(0.95?1.0?8.38?2)/h
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五、曝气方法与设备
曝气装置，又称为空气扩散装置，是活性污泥处理系统的重要设备，按曝气方式可以将其分为鼓风曝气装置和表面曝气装置两种。
1、曝气装置的技术性能指标：
① 动力效率（Ep）：每消耗1度电转移到混合液中的氧量（kgO2/kw.h）； ② 氧的利用率（EA）：又称氧转移效率，是指通过鼓风曝气系统转移到混合液中的氧量占总供氧量的百分比（%）；
③ 充氧能力（R0）：通过表面机械曝气装置在单位时间内转移到混合液中的氧量（kgO2/h）。
2、鼓风曝气装置：
鼓风曝气系统由鼓风机、空气输送管道以及曝气装置所组成。鼓风曝气装置可分为：（微）小气泡型、中气泡型、大气泡型、水力剪切型、水力冲击型、等 ① （微）小气泡型曝气装置：
由微孔透气材料（陶土、氧化铝、氧化硅或尼龙等）制成的扩散板、扩散盘和扩散管等；气泡直
径在2mm以下（气泡在200?m以下者，为微孔）；氧的利用率较高，EA=15?25%，动力效率在2 kgO2/kw.h以上；缺点：易堵塞，空气需经过滤处理净化，扩散阻力大。
② 中气泡型曝气装置：
气泡直径为2?6mm。1) 穿孔管：2) 新型中气泡型曝气装置：
③ 水力剪切型空气扩散装置：
利用装置本身的构造特点，产生水力剪切作用，将大气泡切割成小气泡，增加气液接触面积，达到提高效率的目的。如：定螺旋曝气器等。
④ 水力冲击型曝气器：
射流曝气：分为自吸式和供气式——自吸式射流曝气器由压力管、喷嘴、吸气管、混合室和出水管等组成；EA = 20%；噪音小，无需鼓风机房；一般适用于小规模污水厂。
3、机械曝气装置
又称表面曝气装置 ① 曝气的原理：
1) 水跃——曝气机转动时，表面的混合液不断地从周边被抛向四周，形成水跃，液面被强烈搅动而
卷入空气；
2) 提升——曝气机具有提升作用，使混合液连续地上下循环流动，不断更新气液接触界面，强化气、
液接触；
3) 负压吸气——曝气器的转动，使其在一定部位形成负压区，而吸入空气。分类：按转动轴的安装
形式，可分为竖轴式和横轴式两大类。
② 竖轴式机械曝气装置：泵型叶轮曝气器、K型叶轮曝气器、倒伞型叶轮曝气器和平板型叶轮曝气器等。
1) 泵型叶轮曝气器 （图9、图10）
由叶片、进气孔、引气孔、上压罩、下压罩和进水口等部分组成；
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对于泵型叶轮曝气器，其充氧量和轴功率可按下列经验公式计算： R0?0.379?K1?v2.8?D1.88 （30）
N轴?0.0804?K2?v?D32.8 式中 R0——在标准状态下清水的充氧能力，kgO2/h；
N轴——叶轮轴功率，kw； V——叶轮周边线速度，m/s； D——叶轮公称直径，m；
K1——池型结构对充氧量的修正系数； K2——池型结构对轴功率的修正系数；
2) K型叶轮曝气器 （图11）
呈双曲线形；浸没深度为0?10mm；线速度为4?5m/s。
3) 倒伞型叶轮曝气器 （图12）
由圆锥形壳体及连接在外表面的叶片所组成；转速在30?60r/min；动力效率为2?2.5
4) 平板型叶轮曝气器 （图13）
由叶片与平板等部件组成；叶片与平板半径的角度在0?25之间；线速度一般在4.05?4.85之间。
③ 横轴式机械曝气装置：曝气转刷、曝气转盘等。
第五节 活性污泥系统的工艺计算与设计
一、设计基础资料
进行活性污泥系统的工艺计算和设计时，首先应比较充分地掌握与废水、污泥有关的原始资料并确定设计的基础数据，主要有：①废水的水量、水质及其变化规律；②对处理后出水的水质要求；③对处理中产生的污泥的处理要求；??以上属于设计所需要的原始资料；④污泥负荷率与BOD5的去除率；⑤混合液浓度与污泥回流比。??以上属于设计所需的基础数据。对生活污水和城市污水以及与其类似的工业废水，已有一套成熟和完整的设计数据和规范，一般可以直接应用；对于一些性质与生活污水相差较大的工业废水或城市废水，一般需要通过试验来确定有关的设计参数。
二、工艺计算与设计的主要内容
活性污泥系统由曝气池、二次沉淀池及污泥回流设备等组成。其工艺计算与设计主要包括：1)工艺流程的选择；2)曝气池的计算与设计；3)曝气系统的计算与设计；4)二次沉淀池的计算与设计；5)污泥回流系统的计算与设计。
三、工艺流程的选择
主要依据：①废水的水量、水质及变化规律；②对处理后出水的水质要求；③对处理中所产生的污泥的处理要求；④当地的地理位置、地质条件、气候条件等；⑤当地的施工水平以及处理厂建成后运行管理人员的技术水平等；⑥工期要求以及限期达标的要求；⑦综合分析工艺在技术上的可行性和先进性以及经济上的可能性和合理性等；⑧对于工程量大、建设费用高的工程，则应进行多种工艺流程的比较后才能确定。
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四、曝气池的计算与设计
主要内容：①曝气池容积的计算；②需氧量和供气量的计算；③池体设计。
1、曝气池容积的计算：
① 计算方法与计算公式
常用的是有机负荷法，有关公式有：
VQE?Si?SeSi?100%?SrSi?100%；
V?Q?SrXv?LsrBOD5?Q?SrLvrBOD5；Xv?f?X；
t??24
② 设计参数的选择：
在进行曝气池容积计算时，应在一定范围内合理地确定LsrBOD或LvrBOD和Xv或X值，以及处理效
55率、SVI、?c等参数。
2、需氧量与供气量的计算
(1)需氧量：O2?a'QSr?b'VXv （kgO2/d） 3、池体尺寸设计：
单元数：不小于2组；
廊道数：不少于3个；
廊道长、宽、高：长 = (5?10) 宽，深度一般为4?5米，超高0.5米； 进出水以及污泥回流方式的设计； 曝气装置的安装方式与位置； 其它附属物的设计(消泡管等)。
五、曝气系统的计算与设计
六、二次沉淀池的计算与设计
二沉池的作用是：分离泥水、澄清混合液、浓缩和回流活性污泥。其工作性能的好坏，对活性污泥处理系统的出水水质和回流污泥的浓度有直接影响。
与初沉池相比，二沉池的特点：①活性污泥混合液的浓度较高，有絮凝性能，其沉降属于成层沉淀；②活性污泥的质量较轻，易产生异重流，因此，其最大允许的水平流速(对平流式、辐流式而言)或上升流速（竖流式）都应低于初沉池；③由于二沉池还起着污泥浓缩的作用，所以需要适当增大污泥区的容积。
七、污泥回流系统的计算与设计
八、曝气沉淀池的计算与设计
第六节 活性污泥法的运行管理及常见问题与对策
一、活性污泥法的启动与试运行
1、活性污泥的培养与驯化：
??接种污泥：①同类污水厂的剩余污泥；②粪便污水等。
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方法：①全流量连续直接培养法；②流量分阶段直接培养法；③间歇培养法； 活性污泥的驯化： a.异步驯化法； b.同步驯化法
2、活性污泥法的试运行：
试运行的目的是确定最佳的运行条件；作为变数考虑的因素：①MLSS、空气量、污水注入方式；②如是吸附再生法，则吸附与再生的时间比；③N、P的投加。根据上述各种参数的组合运行结果，找出最佳运行条件。
二、活性污泥系统重要运行参数的调节与观测
1、对活性污泥状况的镜检观察； 2、对曝气时间（HRT）的调节； 3、对供气量的调节： 4、SV的测定与调节：
5、剩余污泥排放量的调节： 6、回流污泥量的调节
三、活性污泥系统的水质管理
四、活性污泥系统的常见异常现象与对策
1、污泥腐化：
现象：活性污泥呈灰黑色、污泥发生厌氧反应，污泥中出现硫细菌，出水水质恶化； 原因：1)负荷量增高；2)曝气不足；3)工业废水的流入等；
对策：1)控制负荷量；2)增大曝气量；3)切断或控制工业废水的流入。
2、污泥上浮：
现象：污泥沉淀30?60分钟后呈层状上浮，多发生在夏季； 原因：硝化作用导致在二沉池中被还原成N2，引起污泥上浮； 对策：1)减少污泥在二沉池的HRT；2)减少曝气量。
3、污泥解体：
现象：在沉淀后的上清液中含有大量的悬浮微小絮体，出水透明度下降； 原因：污泥解体；曝气过度；负荷下降，活性污泥自身氧化过度； 对策：减少曝气；增大负荷量。
4、泥水界面不明显：
原因：高浓度有机废水的流入，使微生物处于对数增长期；污泥形成的絮体性能较差； 对策：降低负荷；增大回流量以提高曝气池中的MLSS，降低F/M值。
5、污泥膨胀：
是指活性污泥质量变轻、膨大，沉降性能恶化，在二沉池中不能正常沉淀下来，SVI异常增高，可达400以上。
① 因丝状菌异常增殖而导致的丝状菌性膨胀；
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