污泥堆肥工程曝气系统的设计与选型比较

曝气池的设计计算与曝气设备的选择所属行业: 水处理关键词：曝气池活性污泥法污泥负荷生化处理中一般采用活性污泥法，其主要的工艺流程包括：预处理>初次沉淀>混合>曝气>二次沉淀，曝气是活性污泥法处理废水的重要环节，曝气在曝气池中完成。

因此曝气池的设计在整个生化处理工艺设计中也就占到十分重要的地位。

按照曝气的方式不同，曝气池的分类也各不相同，一般情况下，我们可以分为推流式曝气池和完全混合型曝气池两种，各种不同的曝气方式设计的参数也是不相同的，这主要是根据实际条件来进行相应的调整。

曝气设备的选择则是经济效益和运行成本控制的关键。

曝气池的设计计算主要包括：①曝气池容积的计算；②池体设计；③需氧量和供氧量的计算。

一、曝气池容积的计算1、有机负荷计算法计算曝气区容积，常用的是有机负荷计算法。

负荷有两种表示方法，即污泥负荷和容积负荷。

一般采用污泥负荷，计算过程如下：（1）确定污泥负荷污泥负荷一般根据经验值确定，可以参照有关成熟经验中的数值。

表1：部分活性污泥工艺参数和特点（2）确定所需要微生物的量微生物的量（XV）是由所要处理的有机物的总量和单位微生物在单位时间内处理有机物的能力（即污泥负荷）决定的。

根据污泥负荷的定义：Ns=Q（SO-Se）/（XV）,可得公式如下：（XV）= Q（SO-Se）/ Ns式中：V——曝气池容积，m3Q——进水设计流量，m3/dSO——进水的BOD5浓度， mg/LSe——出水的BOD5浓度， mg/LX——混合液挥发性悬浮固体，（MLVSS）浓度 mg/LNs——污泥负荷，kgBOD5/（kgMLVSS.d）.所属行业: 水处理关键词：曝气池活性污泥法污泥负荷 (3)计算曝气池的有效池容确定了微生物的总量后，需要有污泥浓度的数值才能计算曝气池的容积。

污泥浓度根据所用工艺的污泥浓度的经验值选择，一般在3000—6000mg/L之间。

经过实验或其他方式确定了回流比、SVI值后也可以根据下式计算：X=Rrf106/SVI(1+R)式中：R——污泥回流比，%r——二次沉淀池中污泥综合系数，一般为1.2左右f——MLVSS/MLSS曝气池容积的计算公式如下：V=（VX）/X=Q（SO-Se）/（XNS）式中：Q——废水量，m3/dQ（SO-Se）——每天的有机基质降解量，kg/dV——曝气池有效容积，m3（4）确定曝气池的主要尺寸主要确定曝气池的个数、池深、长度以及曝气池的平面形式等。

污水处理工艺方案比较与选择通过对上述各种工艺的分析，并结合本工程规模较大,用地较紧张,出水水质（特别是除磷脱氮）要求高,污泥必须稳定的特点,如果采用按时间分割的间歇式活性污泥法中的SBR法、ICEAS法、CAST法,利用其集进水、曝气、沉淀、出水多种功能于一体的特点，可以使平面布置紧凑，在用地方面具有一定优势。

但其设备利用率低、管理复杂，自动化程度要求高，除磷脱氮功能较差，无论从技术、管理和经济方面都较难保证污水厂长期稳定运行。

近几年来，结合传统活性污泥法和SBR法的特点又开发了MSBR、Unitank 等工艺，其中MSBR即是A2/O法后加SBR法，虽然具有了很好除磷脱氮功能，但同样克服不了SBR的其它缺点。

Unitank工艺，其池型为矩形，运行方式类似于三沟式氧化沟。

在用地方面有一定优势，但从前述分析来看，Unitank工艺存在除磷效果不稳定等缺陷，难以保障污水处理厂除磷达标的要求。

本工程工艺可靠性要求非常高，从而使该工艺的复杂程度大幅度增加，其控制量将成倍增加。

采用BAF工艺虽然在用地方面优势较大，但从前面章节的分析来看，同样存在如下突出缺点：BAF对进水的SS要求较高。

根据国外的运行经验，进水的SS一般不超过100mg/L，最好控制在60mg/L以下。

而本工程设计进水SS为200mg/L，这样就对曝气生物滤池的前处理工艺提出了更高的要求。

由于本工程除磷要求高，而BAF工艺生物除磷效果差，化学絮凝剂的投加量就显得尤为突出，不但导致运转费用升高，而且导致污泥产量增多，并且含有大量化学污泥，不利于污泥的后续处置。

这样一来，采用BAF工艺虽然能节省用地，但增加了污泥处理系统的难度和负担。

BAF工艺中设备种类、数量较多，管线布置比较复杂，投资比较高，对设备及自控系统可靠性、技术水平、维护管理水平的要求都比较高。

在运转过程中若管理不善，容易发生滤池堵塞情况，从而影响出水水质。

因此，单纯从污水处理厂用地情况来说，BAF工艺具有一定优势，但其运行费用高，操作管理相对繁杂，不利于污泥的后续处置。

传统活性污泥法曝气池的几种形式的比较及设计要点传统的活性污泥法通常由曝气池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排出系统组成。

传统法的曝气池有以下几种工艺形式。

(1)传统推流式污水和回流污泥从池前端流入，呈推流式至池末端流出，进口处有机物浓度高并沿池长逐渐降低，需氧量也是沿池长降低的。

活性污泥经历了一个生长周期，处理效果较好。

该工艺成熟，与完全混合工艺相比，能更有效地去除氨氮。

(2)完全混合式污水和回流污泥同时进入曝气池后与池中原有的混合液充分混合、循环流动，进行吸附和代谢活动，知道进入二沉池。

由于进入曝气池的污水得到很好的稀释，使波动的进水水质得到均化，因此进水水质的变化对活性污泥的影响将降低到很小的程度，从而能较好地承受冲击负荷。

在处理高浓度有机污水时不需要稀释，仅需随浓度的高低程度在一定污泥负荷率范围内适当延长曝气时间即可。

该池内各点水质均匀一致，F/M值、微生物群数量和性质基本一致，因此节省动力费用。

其缺点是连续进水，出水可能造成短路，易引起污泥膨胀。

(3)多点进水式该进水形式特点是污水沿池长多点进水，有机负荷分布均匀，使供氧量均匀，克服了推流式供氧的弊端。

沿池长F/M分布均匀，充分发挥了其降解有机物的能力。

该法可提高空气利用率，提高生物池的工作能力，水质适用范围广，并能减轻二沉池的负荷。

该工艺缺点是进水若得不到充分混合会使处理效果的减弱。

(4)吸附再生式又称生物吸附法或接触稳定法。

污水与回流污泥在吸附池内混合接触15～60min，使污泥吸附大部分呈悬浮、胶体状态的有机物和一部分溶解性有机物，然后混合液流入二沉池。

由二沉池分离出来的污泥进入再生池，活性污泥在这里将所吸附的有机物进行代谢，使有机物降解，微生物增殖，污泥的活性吸附功能得到充分恢复，然后再与污水一同进入吸附池。

该工艺的特点是污水和活性污泥在吸附池的接触时间较短，吸附池的容积较小。

该工艺能承受一定的冲击负荷，当吸附池活性污泥遭到破坏时，可由再生池的污泥予以补救。

曝气器系统介绍及比较一、行业背景微孔曝气器是鼓风曝气充氧的必备设备。

曝气设备的选型不仅影响污水生化处理效果，而且影响到污水场占地、投资及运行费用。

目前主流微孔曝气器可分为膜式曝气器、刚玉微孔曝气器两大类，其中膜式曝气器主要有盘式曝气器、管式曝气器、板式曝气器三大类。

二、曝气器材质介绍微孔曝气器曝气头材质可分为硅橡胶、EPDM（三元乙丙橡胶）、PTFE涂层橡胶、刚玉（陶瓷）。

用途及优缺点见下表：表2.1 微孔曝气器曝气头材质用途及优缺点EPDM 硅橡胶PTFE涂层刚玉三、优缺点对比3.1 盘式曝气器（类似于圆形平板曝气器）盘式曝气器由ABS材质底盘、盘上为EPDM膜片或硅胶膜片构成。

优点：结构简单、充氧效率高、通气量大，提升能力强，不易堵塞，管损小于管式系统，更换简单，维护工作量小。

缺点：1、存在曝气死区，搅拌性能差于管式。

2、同等规格下，整体工程造价要高于管式；3、停气时，污泥就直接沉积在盘的表面，再次启动风机负载较大，运行能耗比起同等管式系统高约30%；4、布置密度不如管式，空间要求大于管式。

图2.1盘式曝气系统2.2 管式曝气器管式曝气器由内衬管、膜片、卡箍等构成。

曝气膜片采用硅橡胶或EPDM（三元乙丙橡胶），内衬管有UPVC、ABS材质的选择，卡箍为304不锈钢材质的普通螺纹式卡箍及专用单环卡箍。

优点：1、搅拌性能好。

整个管式曝气器360度打孔的，不存在曝气死区；2、工程造价要明显低于盘式系统；3、不曝气的时候，泥只能沉积在管面最中间很小的范围。

再次启动的时候，曝气管振动可迅速搅拌污泥；4、曝气量大，适用于空间小、需求气量大的场合；5、充氧效率高略低于盘式曝气系统。

缺点：1、施工较为繁琐，受膜片材质及施工质量影响较大；2、结构面积较大，需配合人工清洗；3、卡箍安装易出现各人差异，在后续的使用中，易因为整个曝气器振动导致卡箍松动，膜片进泥堵塞。

图3.2 管式曝气系统2.3 长条板式曝气器长条板式曝气器是一种新结构的曝气器，主要由支撑体、橡胶曝气薄膜、连接件等组成，支撑板由ABS工程塑料制成，膜片平铺其上，一次压膜成型。

污水处理工艺选择思路A2/O工艺传统A2/O法是目前普遍采用的同时脱氮除磷的工艺，它是在传统活性污泥法的基础上增加一个缺氧段和一个厌氧段。

污水首先进入厌氧池与回流污泥混合，在兼性厌氧发酵菌的作用下，废水中易生物降解的大分子有机物转化为VFAs这一类小分子有机物。

聚磷菌可吸收这些小分子有机物，并以聚β羟基丁酸（PHB）的形式贮存在体内，其所需要的能量来自聚磷链的分解。

随后，废水进入缺氧区，反硝化菌利用废水中的有机基质对随回流混合液而带来的NO3－进行反硝化。

废水进入好氧池时，废水中有机物的浓度较低，聚磷菌主要是通过分解体内的PHB而获得能量，供细菌增殖，同时将周围环境中的溶解性磷吸收到体内，并以聚磷链的形式贮存起来，经沉淀以剩余污泥的形式排出系统。

好氧区的有机物浓度较低，这有利于好氧区中自养硝化菌的生长，从而达到较好的硝化效果。

A／O工艺A／O法是缺氧／好氧(Anoxic／Oxic)工艺或厌氧／好氧(Anaero—bic／Oxic)工艺的简称，通常是在常规的好氧活性污泥法处理系统前，增加一段缺氧生物处理过程或厌氧生物处理过程。

在缺氧池中，回流污泥中的反硝化菌利用原污水中的有机物作为碳源，将回流混合液中的大量硝态氮（NO X--N）还原成N2，而达到脱氮目的。

然后再在后续的好氧池中进行有机物的生物氧化、有机氮的氨化和氨氮的硝化等生化反应，氧化分解污水中的BOD5，同时进行硝化或吸收磷。

A/O工艺具有以下主要优点：①效率高，该工艺对废水中的有机物、氨氮等均有较高的去除率。

②流程简单，基建费用可大大节省，好氧池不需外加碳源，降低了运行费用。

③容积负荷高。

④耐冲击负荷能力强。

⑤一次性投资较小。

CASS工艺CASS工艺是SBR工艺的一种变形，池体内用隔墙隔出生物选择区、兼性区和主反应区，每个区的容积比为1：5：30。

CASS工艺入口处设一生物选择器，并进行污泥回流，保证了活性污泥不断的在选择器中经历了一个高絮体负荷阶段，从而有利于絮凝性细菌的生长并提高污泥的活性，使其快速的去除废水中的溶解性易降解基质，进一步有效的抑制丝状菌的生长和繁殖。

污水处理各类泵及曝气鼓风机的选型要点，这一次都说全了!水处理设备的合理选型，是每一个设计人员需要掌握的知识。

作为输送提升的核心设备，泵在水处理项目中无处不在。

泵的原理多样，种类繁多，而且还在不断地发展创新，不同的应用场合，泵的使用方法也各有差异。

在城市污水处理厂，鼓风曝气所占的能耗占到总能耗的一半左右，选择合适的曝气风机在节约运行成本中占着至关重要的作用。

如何选择污水处理泵？1. 泵的原理与分类在专业定义上，泵是指将原动机的机械能转换成流体的压力能和动能，从而实现流体定向输运的动力设备。

在使用时常按用途来进行命名，比如潜污泵、污泥泵、计量泵等，工作原理各有不同。

按工作原理可以分类如下：⑴叶片式泵叶片式泵包括离心泵（单级、多级），轴流泵，混流泵，旋涡泵等。

离心泵-利用旋转叶轮带动流体一起旋转，借离心力的作用，使流体的压力能和动能得到增加。

轴流泵-利用叶轮上的翼型叶片在流体旋转所产生的升力使流体的能量增加。

混流泵-介于离心泵和轴流泵之间，部分利用了离心力，部分利用了升力。

⑵容积式泵容积式泵包括往复泵（活塞、柱塞、隔膜），回转泵（齿轮、螺杆、滑片等）往复式泵-利用工作容积周期性的改变来输送流体，并提高其压力，包括活塞式、柱塞式和隔膜式三类。

回转式泵-利用一对或几个特殊形状的回转体，如齿轮、螺杆或其他形状的转子在壳体内作旋转运动来输送流体并提高其压力。

⑶其他类型泵叶片式泵和容积式泵基本包括了所有常用的泵的类型，还有一些其他类型的泵，比如：水环式真空泵-水环式真空泵在启动前注入一定水作为工作液体，靠星形叶轮的旋转，形成封闭水环，叶轮与水环之间形成周期性扩大与减小的空间，形成负压，吸入气体并排出，达到抽真空的目的。

喷射泵-利用高速射流的抽吸作用来抽吸并输送液体，可以起到抽真空的作用。

2、泵的主要性能参数⑴流量与扬程泵在单位时间内输送的流体量称为流量，泵的流量一般指体积流量，用q表示。

单位重力作用下的液体通过泵后所获得的能量增加值，称为扬程，用H表示，单位为m。

污水处理工艺选择思路A2/O工艺传统A2/O法是目前普遍采用的同时脱氮除磷的工艺，它是在传统活性污泥法的基础上增加一个缺氧段和一个厌氧段。

污水首先进入厌氧池与回流污泥混合，在兼性厌氧发酵菌的作用下，废水中易生物降解的大分子有机物转化为VFAs这一类小分子有机物。

聚磷菌可吸收这些小分子有机物，并以聚β羟基丁酸（PHB）的形式贮存在体内，其所需要的能量来自聚磷链的分解。

随后，废水进入缺氧区，反硝化菌利用废水中的有机基质对随回流混合液而带来的NO3－进行反硝化。

废水进入好氧池时，废水中有机物的浓度较低，聚磷菌主要是通过分解体内的PHB而获得能量，供细菌增殖，同时将周围环境中的溶解性磷吸收到体内，并以聚磷链的形式贮存起来，经沉淀以剩余污泥的形式排出系统。

好氧区的有机物浓度较低，这有利于好氧区中自养硝化菌的生长，从而达到较好的硝化效果。

A／O工艺A／O法是缺氧／好氧(Anoxic／Oxic)工艺或厌氧／好氧(Anaero—bic／Oxic)工艺的简称，通常是在常规的好氧活性污泥法处理系统前，增加一段缺氧生物处理过程或厌氧生物处理过程。

在缺氧池中，回流污泥中的反硝化菌利用原污水中的有机物作为碳源，将回流混合液中的大量硝态氮（NO X--N）还原成N2，而达到脱氮目的。

然后再在后续的好氧池中进行有机物的生物氧化、有机氮的氨化和氨氮的硝化等生化反应，氧化分解污水中的BOD5，同时进行硝化或吸收磷。

A/O工艺具有以下主要优点：①效率高，该工艺对废水中的有机物、氨氮等均有较高的去除率。

②流程简单，基建费用可大大节省，好氧池不需外加碳源，降低了运行费用。

③容积负荷高。

④耐冲击负荷能力强。

⑤一次性投资较小。

CASS工艺CASS工艺是SBR工艺的一种变形，池体内用隔墙隔出生物选择区、兼性区和主反应区，每个区的容积比为1：5：30。

CASS工艺入口处设一生物选择器，并进行污泥回流，保证了活性污泥不断的在选择器中经历了一个高絮体负荷阶段，从而有利于絮凝性细菌的生长并提高污泥的活性，使其快速的去除废水中的溶解性易降解基质，进一步有效的抑制丝状菌的生长和繁殖。

污泥堆肥化的通风系统及其设计【摘要】随着城市污水处理设施的普及，污水处理率的提高和处理程度的深化，污泥的产生量日益增多。

其处理方法中堆肥处理可以很好地实现污泥的资源化、减量化、无害化，故越来越受到人们重视。

基于堆肥通风技术在污泥堆肥处理过程中的重要性，文章综述了堆肥的通风方式、通风控制方式、通风速率等的研究概况，介绍通风系统设计中最重要的管道和风机设计方法，最后展望了污泥堆肥化通风技术的发展前景。

1.概述城市污水污泥是城市污水处理厂在污水净化处理过程中产生的沉积物。

据统计，2O05年全国废水排放总量为524.5亿t ，若进行完全处理将产生约2600万t 的脱水污泥(按含水率80％计，下同)；随着污水处理设施的普及，处理率的提高和处理程度的深化，污泥的产生量以每年约10％的速度增长，即使按城市污水处理量不低于70％的规划要求，污泥的数量也相当惊人。

污泥的成分非常复杂，是由多种微生物形成的菌胶团和被其吸附的有机物、无机物组成的集合体，除含有大量的水分外，还含有难降解的有机质、重金属、寄生虫(卵)、致病菌和病毒等有毒有害物质，且伴有恶臭。

如果污泥处理不当，其所含有害成分会对大气、土壤、水体造成严重污染，不仅破坏了生态环境，而且还危害了人们的身体健康。

目前,污泥的处置方式主要有填埋、焚烧、海洋倾倒、和土地利用等。

前三种处置方法由于环境和经济压力日益增大及二次污染问题而逐渐减少或被禁止。

堆肥法是污泥土地利用的一种。

用堆肥法处理后的污泥进行农业利用, 具有经济简便、不需外加能源、不产生二次污染、可资源化等优点。

因此, 污泥的堆肥化处理越来越受到人们重视堆肥化是将要堆腐的有机物料与填充料按一定的比例混合，在合适的水份、通气条件下，使微生物繁殖并降解有机质，从而产生高温，杀死其中的病原菌及杂草种子，使有机物达到稳定化 。

堆肥化过程常分为三个阶段。

第一阶段是中温阶段, 第二阶段是高温阶段, 第三阶段是腐熟阶段。

中温阶段结束的标志是堆温升至45 ℃； 高温阶段耗氧速率高、温度高、挥发性有机物降解速率高、臭味很浓；腐熟阶段则温度低、耗氧速率低、空隙率增大、腐殖质增多且稳定化。

污泥堆肥化的通风系统及其设计【摘要】随着城市污水处理设施的普及，污水处理率的提高和处理程度的深化，污泥的产生量日益增多。

其处理方法中堆肥处理可以很好地实现污泥的资源化、减量化、无害化，故越来越受到人们重视。

基于堆肥通风技术在污泥堆肥处理过程中的重要性，文章综述了堆肥的通风方式、通风控制方式、通风速率等的研究概况，介绍通风系统设计中最重要的管道和风机设计方法，最后展望了污泥堆肥化通风技术的发展前景。

1.概述城市污水污泥是城市污水处理厂在污水净化处理过程中产生的沉积物。

据统计，2O05年全国废水排放总量为524.5亿t，若进行完全处理将产生约2600万t的脱水污泥(按含水率80％计，下同)；随着污水处理设施的普及，处理率的提高和处理程度的深化，污泥的产生量以每年约10％的速度增长，即使按城市污水处理量不低于70％的规划要求，污泥的数量也相当惊人。

污泥的成分非常复杂，是由多种微生物形成的菌胶团和被其吸附的有机物、无机物组成的集合体，除含有大量的水分外，还含有难降解的有机质、重金属、寄生虫(卵)、致病菌和病毒等有毒有害物质，且伴有恶臭。

如果污泥处理不当，其所含有害成分会对大气、土壤、水体造成严重污染，不仅破坏了生态环境，而且还危害了人们的身体健康。

目前,污泥的处置方式主要有填埋、焚烧、海洋倾倒、和土地利用等。

前三种处置方法由于环境和经济压力日益增大及二次污染问题而逐渐减少或被禁止。

堆肥法是污泥土地利用的一种。

用堆肥法处理后的污泥进行农业利用, 具有经济简便、不需外加能源、不产生二次污染、可资源化等优点。

因此, 污泥的堆肥化处理越来越受到人们重视堆肥化是将要堆腐的有机物料与填充料按一定的比例混合，在合适的水份、通气条件下，使微生物繁殖并降解有机质，从而产生高温，杀死其中的病原菌及杂草种子，使有机物达到稳定化。

堆肥化过程常分为三个阶段。

第一阶段是中温阶段, 第二阶段是高温阶段, 第三阶段是腐熟阶段。

中温阶段结束的标志是堆温升至45 ℃；高温阶段耗氧速率高、温度高、挥发性有机物降解速率高、臭味很浓；腐熟阶段则温度低、耗氧速率低、空隙率增大、腐殖质增多且稳定化。

曝气池的设计计算与曝气设备的选择曝气池是水处理工程中的一种常见设备，其作用是通过向水体中注入气体来促进水体中的氧气传递和溶解，使废水中的有害物质能够在氧气的作用下进行生化处理。

在曝气池的设计计算和曝气设备的选择方面，有以下几个要点需要重点考虑。

一、曝气池的设计计算1、氧气需求量的计算氧气是曝气池中最重要的物质，曝气池所需的氧气量主要由污水水质、温度、风速等因素决定。

可根据曝气池所需的氧气量计算曝气池的尺寸和容积。

2、曝气机的选择曝气机的选择要根据曝气池的设计容积和氧气需求量来进行。

曝气机选择的主要参数是曝气量，根据曝气量可以确定曝气机的功率和转速。

3、曝气池的设计计算曝气池的设计计算主要包括计算曝气池的大小和深度。

对于大流量的曝气池，需要采用多级曝气池，以便更好地利用氧气。

二、曝气设备的选择1、空气曝气器空气曝气器是最常见的曝气设备之一，通过氧气泡进入水中，增加气体和水体的接触面积，使水体中的污染物得到充分氧化分解。

2、抽气曝气器抽气曝气器是利用负压抽除污水中的气体，并将气体送入曝气池中，以实现曝气的作用，与空气曝气器相比效率更高。

3、喷气曝气器喷气曝气器将氧气通过喷嘴经过高压喷射使氧气成为小颗粒，使颗粒更容易与水体接触，提高了水体中氧气的传递效率，是一种高效的曝气设备。

4、优化曝气优化曝气是用计算机控制曝气设备的运转，根据实测数据调整运行状态，以实现最佳曝气效果。

通过对曝气池的设计计算和曝气设备的选择进行综合考虑，可以保证曝气池的高效工作和良好的污水处理效果。

在实际应用中，还应该根据不同的污水处理条件和环境因素，选择合适的曝气设备和优化曝气方案，以更好地促进水体的生化处理。

20世纪后期，我国许多城市饱尝了供水不足和水质污染的双重苦果；21世纪初期，更多的城市将面临水危机的严峻挑战。

为此，各界人士纷纷建言献策，以寻找化解水危机的“灵丹妙药”，这显然是个跨世纪的难题，因为导致水危机的原因及过程非常复杂，化解水危机便成了一项更加复杂的系统工程。

目前我们主要从两个方面着手处理水污染和供水不足的问题：一是加强保护现有的淡水资源，进行节水工程改建项目，将使用水的量控制在最小化，大力发展中水回用技术；二是加强污水处理力度，维持越来越紧缺的水资源，这就需要坚强污水处理工艺的设计和研究，强化处理效果。

由于一般的物理处理或者化学出理，对于污染物质的降解效果十分有限，并且还经常带来二次污染，因此生化处理方式将是污水处理方式发展的方向，并且由于基本没有二次污染因此值得大力推广。

生化处理中一般采用活性污泥法，其主要的工艺流程包括：预处理——初次沉淀——混合——曝气——二次沉淀，曝气是活性污泥法处理废水的重要环节，曝气在曝气池中完成。

因此曝气池的设计在整个生化处理工艺设计中也就占到十分重要的地位。

按照曝气的方式不同，曝气池的分类也各不相同，一般情况下，我们可以分为推流式曝气池和完全混合型曝气池两种，各种不同的曝气方式设计的参数也是不相同的，这主要是根据实际条件来进行相应的调整。

曝气设备的选择则是经济效益和运行成本控制的关键。

曝气池的设计计算主要包括：①曝气池容积的计算；②池体设计；③需氧量和供氧量的计算。

（一）曝气池容积的计算计算曝气区容积，常用的是有机负荷计算法。

负荷有两种表示方法，即污泥负荷和容积负荷。

一般采用污泥负荷，计算过程如下：（1）确定污泥负荷污泥负荷一般根据经验值确定，可以参照有关成熟经验中的数值。

表1：部分活性污泥工艺参数和特点（2）确定所需要微生物的量微生物的量（XV）是由所要处理的有机物的总量和单位微生物在单位时间处理有机物的能力（即污泥负荷）决定的。

根据污泥负荷的定义：Ns=Q（S O-Se）/（XV）,可得公式如下：（XV）= Q（S O-S e）/ N s式中：V——曝气池容积，m3Q——进水设计流量，m3/dS O——进水的BOD5浓度， mg/LS e——出水的BOD5浓度， mg/LX——混合液挥发性悬浮固体，（MLVSS）浓度 mg/LN s——污泥负荷，kgBOD5/（kgMLVSS.d）.(3)计算曝气池的有效池容确定了微生物的总量后，需要有污泥浓度的数值才能计算曝气池的容积。

曝气方法及曝气设备选择与计算曝气方法与曝气设备曝气设备是活性污泥法污水处理工艺系统中的重要组成部分，通过曝气设备向曝气池供氧，同时曝气设备还有混合搅拌的功能，以增加污染物在水处理系统中的传质条件，提高处理效果。

曝气方法主要有以下几种：①鼓风曝气鼓风曝气就是利用风机或空压机向曝气池充入肯定压力的空气，一方面供应生化反应所需要的氧量，同时保持混合液悬浮固体匀称混合。

集中器是鼓风曝气的关键部件，其作用是将空气分散成空气泡，增大气液接触界面，将空气中的氧溶解于水中。

曝气效率取决于气泡大小、水的亏氧量、气液接触时间和气泡的压力等因素。

目前常用的空气集中器主要有：a.微孔集中器；b.中气泡集中器；c.大气泡集中器；d.射流集中器；e.固定螺旋集中器。

鼓风曝气系统中常用的鼓风机为罗茨鼓风机和离心式风机。

罗茨鼓风机在中小型污水厂较为常用，单机风量在80m3/min以下，缺点是噪声大，必需实行消音、隔音措施。

当单机风量大于80m3/min 时，一般采纳离心式鼓风机，噪声较小，效率较高，适用于大中型污水厂。

②机械曝气机械曝气也称为表面曝气，机械曝气器大多以装在曝气池水面的叶轮快速转动，进行表层充氧。

按转轴方向不同，可分为立式和卧式两类。

常用的立式表面曝气机有平板叶轮、倒伞型叶轮和泵型叶轮等，卧式表面曝气机有转刷曝气机和转盘曝气机等。

曝气叶轮的充氧力量和提升力量同叶轮浸没深度、叶轮的转速等因素有关，在相宜的浸深和转速下，叶轮的充氧力量最大，并可保证池内污泥浓度和溶解氧浓度匀称。

一般而言，机械曝气常用于曝气池较小的场合，可削减动力消耗，维护管理也较便利。

鼓风曝气供应空气的伸缩性较大，曝气效果也较好，一般用于较大的曝气池。

例题：已知曝气池的供气量G5＝5040m3/h，鼓风机房至曝气池干管总长44m，管段上有弯头5个，闸阀2个，计算输气干管的直径和压力损失。

解：由于干管上没有支管，可采纳同一管径，依据＝5040m3/h 以及经济流速＝15m/s，在空气管管径计算简图上，两点作一条直线，交管径线于一点，得管径为350mm。

污水处理系统好氧池曝气风机该如何设计与选型？水处理好氧池风机的数量除了考虑与供气池体的数量的匹配，还应满足工艺要求的条件下对投资、运行电耗和占地等因素进行比较。

工作风机≤3台时，备用1台；工作风机≥4台时，备用2台。

（1）对于风量不大、压力不大但噪声控制要求高的场合，以选用回转式风机。

回转式风机是变容压缩风机，用于小规模污水处理工程，属于小风量中压风机，抗负荷变化，转速低、噪声低、风量稳定，能耗低。

优势不明显时可以与罗茨风机做对比后进行选择。

（2）对于风量不大（小于100m3/min）但压力要求高的场合，可选择罗茨风机，90kW以下宜选择罗茨风机。

罗茨鼓风机是容积式鼓风机，属于定容风机，当管网阻力发生变化时，流量变化较小，属于恒流量高压风机。

风量受风压影响较小，风压随管网阻力的变化而变化。

适合用于水位变化环境，如SBR工艺。

罗茨鼓风机风量与转速成比例，选型时需要选择同样风量风压下转速较低、噪声较低的型号，不要选择一个型号中风量风压可满足要求但是转速最高的一挡，该种情况下宜放大一个型号进行选型。

（3）对于风量大(风量小于600m3/min) 而风压要求不高的场合、可选择单级高速离心鼓风机来降低能耗。

功率大于150kW 时，为了节约能耗，建议考虑单级高速离心风机、磁悬浮离心风机或气悬浮离心风机，尽量不要选多级离心鼓风机和罗茨鼓风机。

（4）对于风量大(60-800m3/min) 风压要求高的场合，可选择多级离心鼓风机。

离心鼓风机是恒压型鼓风机，风量随管网阻力的变化而变化，适合恒水位运行的工艺，例如氧化沟和AAO等工艺。

罗茨鼓风机的风量调节范围为30%-110%，齿轮增速单级高速离心鼓风机的风量调节范围为55%-100%，磁悬浮和空气悬浮风机调节范围可到45%-100%，多级离心风机的调节范围为60%-100%。

从效率比较，单级高速离心鼓风机(75%-80%)>多级离心鼓风机(70%-80%)>罗茨鼓风机(<70%)。

关于城市污泥好氧发酵曝气方式的分析摘要：文章介绍了城市污泥好氧发酵的几种曝气方式，同时论述了不同的曝气方式的优缺点，通过以上的讨论为污泥好氧发酵曝气方式提供一定的参考价值。

关键词：城市污泥；好氧发酵；曝气引言：在堆肥的好氧发酵过程中，对发酵混合物料通过空气（氧气）后，在适宜的C/N比、水分和微生物的作用下，发酵混合物料产生的发酵，物料的温度会达到50℃以上，发酵产生的热量将发酵混合物中的水分蒸发，排出发酵混合物料堆料之外。

堆肥过程中的主要控制参数有：温度、氧含量、水分等[1]。

其中的温度一般在满足基本的发酵条件后，由发酵产生热量，有时也会通过鼓风加入。

适合的水分可以通过配料达到。

而氧气的控制主要是通过发酵曝气来满足，堆肥过程的曝气控制为微生物降解堆料中的有机质供氧的同时，也去除了堆体中的CO2、NH3等气体，是达到高温，调节水分的重要手段[2]。

固体废物好氧发酵（堆肥）的供氧方式有自然扩散、翻抛充氧、负压吸气、正压鼓风等几种方式，全世界普遍采用的主流工艺形式是正压鼓风与翻抛作业相结合，以正压鼓风为主，翻抛作业为辅助。

对几种曝气方式的优缺点分析如下：1 自然扩散自然扩散是靠空气的浓度差由堆体表面向堆体内部扩散。

自然扩散能耗低，操作简单，但供氧速度慢，供气量小，易造成堆体内部缺氧或无氧，发生厌氧反应，另外堆体内部产生的热量难以达到堆体表面，表层温度较低，无害化程度低，发酵周期长。

农业废弃物条垛式堆肥常采用自然扩散方式，现代城市污泥好氧发酵工艺抛弃了自然扩散方式。

2 翻抛充氧翻抛充氧是通过翻抛机对物料的翻动来实现氧气的供给。

该方式比自然扩散方式效率有所提高，有利于物料的破碎，但是物料与氧气短暂的接触无法保证堆体内始终处于好氧状态，会因为堆体长时间处于厌氧状态而产生臭气。

而且翻堆能耗高，次数过多会增加热量散发，堆体温度达不到无害化要求，次数过少，不能保证完全好氧发酵。

我国《粪便无害化卫生标准》（GB7959-87）的好氧发酵工艺设计标准和规范要求，高温发酵过程必须保证堆体内物料温度在50℃以上并保持5-7天；《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南》要求，一次发酵堆体氧浓度应不低于5%，温度应保持在55%以上，持续时间不少于6天。

污泥堆肥工程曝气系统的设计与选型比较
随着我国污水处理事业的不断发展，逐渐增多的污水处理厂的脱水污泥渐渐成为城市管理的顽疾，传统填埋或者弃置的做法已无法满足当前需要，污泥无害化、减量化、资源化技术随之发展起来。

污泥好氧堆肥技术作为适合我国国情的一种污泥处置技术，正得到推广发展。

好氧曝气工序是污泥好氧堆肥工艺流程的主要组成部分，其曝气风机选型的合理与否将会对整个项目的技术及经济可行性产生重要影响。

1工作原理及工况要求
与污水处理中的风机选型相同，风量、风压和工况条件也是风机选型的基础。

污泥堆肥好氧发酵仓所需的空气流量需根据物料量计算得出。

污泥发酵曝气系统所需的风机压力由物料阻力损失和管路系统损失两部分组成。

与污水处理曝气系统不同的是，其管路损失占风压损失的绝大部分，一般物料阻力损失约为300～600Pa。

管路系统一般分为分散供气系统和集中供气系统，管路系统损失系根据管路复杂程度和管径计算取得。

污泥发酵曝气系统见图2。

2集中供气与分散供气比较
污水好氧曝气系统的主要阻力于水压，一般供气系统阻力约占总阻力的20%以下。

污泥发酵曝气系统的主要阻力集中在输布气管路系统，占总阻力的80%以上。

因此对于污泥发酵
曝气系统来讲，。

从污水厂内生物池微生物生长的机理来看，大多数微生物（好氧菌）不但需要具有充足的营养，而且需要有足够的氧可以利用。

这就要求曝气池具有良好的混和扰动效果，以便于氧气能快速在固、液二相之间传递。

有鉴于此，选择曝气设备时，基于节能考虑，要求曝气设备充氧效率要高；基于传质考虑，要求曝气设备还兼具混和搅拌作用，且产生的气泡直径要小。

因此，看似结构简单的微孔曝气器应满足一系列互相予盾、有些甚至是相互对应的要求。

(1)曝气设备的的特点①为了保证较高的氧利用率，曝气器扩散的气泡直径应足够小；要使污水充分混合，保证活性污泥处于悬浮状态，曝气器扩散的气泡直径应足够大。

①为了降低曝气器的能耗，曝气器的空气阻力损失理论上应等于零；要保证生物池长度方向布气均匀，曝气器的阻力应足够大；①在风机重新启动时，应避免或者减少发生水击的可能性，同时应具有较强的抗水击能力；①应具有良好的抗堵性能，曝气器内部不应被空气带进来的灰尘颗粒所堵塞，表面不易被微生物所粘附；①所用材料的化学稳定性好，机械强度高，使用寿命长；①安装、更换方便、快速；①能适应水量、水质波动，便于风量的自动调节。

(2)曝气设备的确定从目前的应用情况来看，微孔曝气器有管式微孔曝气器，盘式微孔曝气器以及板式微孔曝气器等，而应用最为广泛的当属管式微孔曝气器，按其制作材料可分为：弹性薄膜曝气器、PP/PE 曝气器以及聚乙烯管式微孔曝气器。

几种常用的微孔曝气器技术性能参数如表所示。

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-1几种常用微孔曝气器的技术性能参数从以上的性能比较来看，聚乙烯材质的微孔曝气器综合性能指标优于前两从材质分析，弹性薄膜曝气器虽然具有可变微孔设计，可使整个曝气系统不易堵塞，但经长期运行后，覆盖与管上的膜会逐渐失去弹性，甚至因撕裂而造成曝气器堵塞。

至于PP/PE曝气器虽然布气通道比较光滑，但是仍不能阻止污水的倒灌或渗入，随着运行时间的增长，整个曝气系统的阻力损失就会不断的加大，如果没有及时有效的脱水系统来配合的话，此套曝气系统将存在严重的安全隐患。