活性污泥法一般用于生化處理,其主要工藝包括:預處理>初沉>混合>曝氣>二沉。曝氣是活性污泥法處理廢水的重要環(huán)節(jié),曝氣在曝氣池中完成。因此,曝氣池的設計在整個生化處理過程中也占有非常重要的地位。
曝氣池風機風量選擇方法主要有以下兩種:
①鼓風曝氣
鼓風曝氣是利用風扇或空氣壓縮機向曝氣池充入一定壓力的空氣。一方面,它提供生化反應所需的氧氣,同時保持混合懸浮固體均勻混合。擴散器是鼓風曝氣的關鍵部件,其作用是將空氣分散成氣泡,增加氣液接觸界面,將空氣中的氧氣溶解在水中。曝氣效率取決于氣泡的大小、水的缺氧液接觸時間和氣泡壓力。
目前常用的空氣擴散器主要有:
a.微孔擴散器;b.中氣泡擴散器;c.大氣泡擴散器;d.射流擴散器;e.固定螺旋擴散器。
羅茨鼓風機和離心式風機是鼓風曝氣系統(tǒng)中常用的曝氣風機。羅茨鼓風機常用于中小型污水廠,單機風量小于80m3/min。缺點是噪音大,必須采取消音隔音措施。當單機風量大于80m3/min時,一般采用噪音低、效率高的離心式鼓風機,適用于大中型污水廠。
②機械曝氣
機械曝氣又稱表面曝氣,大多數(shù)機械曝氣器通過安裝在曝氣池水面上的葉輪快速旋轉來表面充氧。根據轉軸方向的不同,可分為立式和臥式。常用的立式表面曝氣機有平板葉輪、倒傘葉輪和泵葉輪,臥式表面曝氣機有轉刷曝氣機和轉盤曝氣機。曝氣葉輪的充氧能力和提升能力與葉輪浸沒深度、葉輪轉速等因素有關。在適當?shù)慕]深度和轉速下,葉輪的充氧能力最大,可以保證池內污泥和溶解氧的均勻濃度。
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,維護管理更方便。鼓風曝氣供應的空氣伸縮性大,曝氣效果好,一般用于較大的曝氣池。
選擇和計算曝氣池風機設備。
曝氣設備的作用是:①產生并保持有效的氣水接觸,在生物氧化不斷消耗氧氣的情況下,在水中保持一定的溶解氧濃度;②在曝氣區(qū)域產生足夠的混合和水循環(huán);③保持足夠的液體速度,使水中的生物固體處于懸浮狀態(tài)。
各種曝氣設備的特點不同,曝氣設備的用途和范圍也不同。因此,在工藝設計中,應根據企業(yè)的實際需要和成本選擇曝氣設備?,F(xiàn)有曝氣設備分為兩類:淹沒式曝氣器和表面曝氣器。
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)計算;②氧的利用效率(EA)通過鼓風曝氣轉移到混合液中的氧量,占總供氧量的百分比(%);③氧的轉移效率(EL)又稱充氧能力,通過機械曝氣裝置在單位時間內轉移到混合液中,以kg/h計算。
鼓風曝氣設備的性能按①、②兩項指標評定,機械曝氣設備按①、③兩項指標評定。在工藝設計和設備選擇中,不僅要考慮性能和特點,還要考慮葉輪直徑與曝氣池直徑的比例。一般比值在1/3-1/5左右。如果比例太大,可能會損壞污泥。如果比例太小,則充氧量不足。葉輪與水深的比例一般為2/5-1/4。如果池深過大,會影響充氧和泥水混合。
羅茨鼓風機和離心式風機是鼓風曝氣系統(tǒng)中常用的鼓風機。羅茨鼓風機常用于中小型污水廠,單機風量小于80m3/min。缺點是噪音大,必須采取消音隔音措施。當單機風量大于80m3/min時,一般采用噪音低、效率高的離心式鼓風機,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,維護管理更方便。鼓風曝氣供應的空氣伸縮性大,曝氣效果好,一般用于較大的曝氣池。壓力損失計算例:已知曝氣池供氣量=5040m3/h,鼓風機房至曝氣池干管總長44m,管段有5個彎頭和2個閘閥,計算輸氣干管的直徑和壓力損失。解決方法:由于干管上沒有支管,可采用相同的管徑,根據=5040m3/h和經濟流速=15m/s,在空氣管徑計算簡圖中,兩點作為直線,交管徑為一點,得管徑為350mm。根據轉換公式,配件的轉換長度為=194×0.284=55.2m,因此干管的計算長度為44+55.2=99.2m,計算水溫為30℃,管道內空氣壓力為60kpa。檢查摩擦損失計算圖,可獲得摩擦損失h=5.3kpa/1000m,管道壓力損失為0.526kpa。根據風量和風壓選擇風機,并考慮必要的儲備。曝氣鼓風機不少于2臺,其中一臺備用,以適應負荷的變化。