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，以增强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一定压力的空气，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均匀混合。扩散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、水的需氧量、气液接触时间和气泡的压力等因素。
鼓风曝气就是利用风机或空压机向曝气池充入一定压力的空气，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均匀混合。扩散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、水的需氧量、气液接触时间和气泡的压力等因素。
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。曝气叶轮的充氧能力和提升能力同叶轮浸没深度、叶轮的转速等因素有关，在适宜的浸深和转速下，叶轮的充氧能力最大，并可保证池内污泥浓度和溶解氧浓度均匀。
曝气设备作用有：①产生并维持有效的气水接触，并且在生物氧化作用不断消耗氧气的情况下保持水中一定的溶解氧浓度；②在曝气区内产生足够的混合作用和水的循环流动；③维持液体的足够速度，以使水中的生物固体处于悬浮状态。
各种曝气设备的特点是各不相同的，因此曝气设备的用途和使用的范围也就有各种不同，因此，在工艺设计中，要根据实际的需要和企业所能够承担的成本来选择曝气设备，现有的曝气设备分为两大类：淹没式曝气器和表面曝气器。两类曝气装备的特点及应用如下图所示！
曝气设备的主要技术性能指标如下：
①动力效率（EP） 每消耗1KW电能转移到混合液中的氧量，以kg/（KW.h）计；②氧的利用效率（EA） 通过鼓风曝气转移到混合液的氧量，占总供氧量的百分比（%）；③氧的转移效率（EL）也称为充氧能力，通过机械曝气装置，在单位时间内转移到混合液中的氧量，以kg/h计。
鼓风曝气设备的性能按照①、②两项指标评定，机械曝气装置则按照①、③两项指标评定。在工艺设计和设备选择中我们需要考虑性能、特点以外，还需要考虑有关叶轮直径和曝气池直径的比例，一般比值在1/3--1/5左右，过大可能伤害污泥，过小则充氧量不足，叶轮和水深的比值一般采用2/5—1/4，池深过大，将影响充氧和泥水混合。
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80 m3/min以下，缺点是噪声大，必须采取消音、隔音措施。当单机风量大于80 m3/min时，一般采用离心式鼓风机，噪声较小，效率较高，适用于大中型污水厂。
一般而言，机械曝气常用于曝气池较小的场合，可减少动力消耗，维护管理也较方便。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。
压力损失计算例题：
已知曝气池的供气量＝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，可采用同一管径，根据 ＝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。根据折算公式得配件折长度为＝194×0.284＝55.2m
所以得到干管的计算长度为44＋55.2＝99.2m，计算水温为30℃,管内空气压力为60kPa，查摩擦损失计算图，可得到摩擦损失h＝5.3kPa/1000m，则管道的压力损失为0.526kPa
一般希望管道及扩散设备的总压力损失不大于15kPa,其中管道损失控制在5kPa以内。
选择风机的依据是风量和风压，并考虑必需的储备量。鼓风机台数不少于2台，其中一台备用，以适应负荷的变化。
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知识点：曝气设备的选择与计算
