水污染控制与设备运行电子教案教学课件作者110第七章

高职高专系列教材配套电子教案,水污染控制与设备运行,高等教育出版社,高等教育电子音像出版社,主编 郭正,（高职版）,主编 郭正 张宝军,高职高专系列配套电子教案 目录,第一章 概论,第二章 废水的物理处理,第三章 废水的生物处理,第四章 废水的化学处理及深度处理,第五章 污泥处理与处置,第六章 典型污水处理设备设计与运行,第七章 污水生物处理设备设计与运行,第八章 废水处理常用机械设备,第九章 水处理厂常用电气与仪表,第十章 污水处理厂（站）的调试与运行管理,第七章 典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,第二节 污泥回流设备,第三节 生物滤池,知识目标 了解污水生物处理常见构筑物、设备设计和应用条件； 了解活性污泥法和生物膜法的曝气过程； 掌握曝气设备、污泥回流处理的设计、参数选择和运行调试 掌握活性污泥法和生物膜法运行管理； 能力目标 能够进行曝气池、生物滤池的结构设计 能进行相关水处理设备的调试、运行管理,第四节 生物转盘,第五节 污水生物处理运行实例分析,第一节 曝气池与曝气设备,第七章 典型污水生物处理设备,活性污泥法处理污水的主要构筑物是各种不同结构的曝气池，为了保证曝气量及曝气效果，需要选择适宜的曝气设备以及其他附属装置。,一、曝气池,第七章 典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,（一）曝气池的结构,曝气池按混合液在曝气池中的流态可分为推流式、完全混合式和循环混合式三种； 按平面几何形状可分为长方形、廊道形、圆形、方形和环形跑道四种； 按所采用的曝气方法可分为鼓风曝气式、机械曝气式和两种曝气方法联合使用的联合式三种； 按曝气池与二次沉淀池的关系可分为分建式和合建式两种。,1、推流式曝气池 推流式曝气池为长方廊道形池子，常采用鼓风机曝气，扩散装置排放在池子的一侧。,一、曝气池,第七章 典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,（一）曝气池的结构,水流在池中呈螺旋状前进，增加气泡和水接触时间。为了帮助水流旋转，池侧面两墙的墙顶和墙脚一般都外凸呈斜面。为了节约空气管道，相邻廊道的扩散装置常沿公共隔墙布置。,曝气池的数目与污水站（厂）规模和处理流量有关，在结构上可以分成若干单元，每个单元包括几个池子，每个池子常由一至四个折流的廊道组成。,一、曝气池,第七章 典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,（一）曝气池的结构,1、推流式曝气池,曝气池的池长可达100m，为了防止短流，廊道长度和宽度之比应大于5，甚至大于10。为了使水流更好地旋转前进，宽深比常在1.52之间。池深常在35m。,一、曝气池,第七章 典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,（一）曝气池的结构,1、推流式曝气池,曝气池进水口一般淹没在水面以下，以免污水进入曝气池后沿水面扩散，造成短流，影响处理效果。曝气池出水设备可用溢流堰或出水孔。通过出水孔的水流流速一般较小(0.10.2m/s)，以免污泥受到破坏。 在曝气池半深处和距池底1/3深处以及池底处设置放水管。前两者备间歇运行(培养活性污泥)时用；后者备池子清洗放空用。 长方廊道形鼓风曝气池多用于大中型污水处理厂。,一、曝气池,第七章 典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,（一）曝气池的结构,2、完全混合曝气池,完全混合曝气池常常用于工业有机废水的生物处理，一般采用叶轮供氧，多以圆形、方形或多边形池子作单元。,由曝气区、导流区、沉淀区和回流区四部分组成。,池子入口在中心，出口在池周。在曝气筒内污水和回流污泥同混合液得到充分、迅速的混合，然后经导流区流入沉淀区，澄清水经出流堰排出，沉淀下来的污泥则沿曝气筒底部四周的回流缝回流入曝气池。导流区的作用是使污泥凝聚并使气水分离，为沉淀创造条件。在导流区中常设径向障板(整流板)，以阻止在惯性作用下从窗孔流入导流区和沉淀区的液流绕池子轴线旋转，有利于气水和泥水的分离。曝气筒下端设池裙，以避免死角，设顺流圈以增加阻力，减少混合液和气泡甩入沉淀区的可能。为了控制回流污泥量，曝气区出流窗孔设有活门，以调节窗孔的大小。,一、曝气池,第七章 典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,（一）曝气池的结构,2、完全混合曝气池,循环混合式曝气池多采用转刷供氧，其平面形状如环形跑道。循环混合式曝气池也称为氧化沟，是一种简易的活性污泥系统，属于延时曝气法。,3、循环混合式曝气池,一、曝气池,第七章 典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,（一）曝气池的结构,氧化沟是20世纪50年代初荷兰的pasveer首先研究开发的，第一座氧化沟污水处理厂是于1954年在荷兰的建造的。氧化沟是活性污泥法的一种变形,3、循环混合式曝气池,一、曝气池,第七章 典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,（一）曝气池的结构,转刷设置在氧化沟的直段上，转刷旋转时混合液在池内循环流动，流速保持在0.3m/s以上，使活性污泥呈悬浮状态。,氧化沟可分为间歇运行和连续运行两种方式。,3、循环混合式曝气池,一、曝气池,第七章 典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,（一）曝气池的结构,氧化沟的流型为环状循环混合 式，污水从环的一端流出。一 般混合液的环流量为进水量的 数百倍以上，接近于完全混合，具备完全混合曝气池的若干特点。氧化沟的断面可做成梯形或矩形。沟的有效深度常为0.91.5m，有的深达2.5m。沟宽与转刷长度相适应。,二、主要曝气设备,第七章 典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,曝气方法可分成三种： 一是气泡曝气，曝气系统由加压设备(鼓风机)、布气设备和管道三部分组成； 二是机械曝气，借叶轮、转刷等对液面进行搅动，以达到曝气的目的； 三是气泡机械曝气 。,对曝气池的要求：供氧能力强；搅拌均匀；构造简单；能耗小；价格低廉；性能稳定；耐腐蚀性强,(一)曝气方法及其设备,二、主要曝气设备,第七章 典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,(一)曝气方法及其设备,鼓风曝气就是用鼓风机(或空压机)向曝气池充入一定压力的空气(或氧气)。鼓风曝气系统包括鼓风机(空压机)、风管和曝气装置。,风机的选择 国产风机有罗茨鼓风机、离心风机等。,离心式鼓风机噪声较小，一般可达85dB，且效率较高，适用于大中型污水厂。,罗茨(定容式)鼓风机中小型污水厂最常用，国产单机风量80m3/min以下，风压有3.5、5、7、9、11m，而以5m者运行最稳定，采用最多。罗茨鼓风机噪声大，必须采取消音、隔音措施。,1、鼓风曝气,二、主要曝气设备,第七章 典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,(一)曝气方法及其设备,1、鼓风曝气,风管系统计算 a.风管系统包括由风机出口至充氧装置(曝气头)的管道。一般用焊接钢管。 b.曝气池的风管宜联成环网，以增加灵活性。风管接入曝气池(或污泥池时)时，管顶应高出水面至少0.5m，以免回水。 c.风管中空气流速一般采用： 干、支管 1015m/s。 竖管、小支管45m/s。流速不宜过高，以免发出噪声。,二、主要曝气设备,第七章 典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,(一)曝气方法及其设备,1、鼓风曝气,d.风管的总阻力h h=h1+h2 式中 h1风管的沿程阻力(mmH20mm，1mmH209.8Pa) h2风管的局部阻力(mmH20)。,e.风机所需压力(相对压力) ：,hl、h2同前； h3充氧装置(曝气头)以上的曝气池水深(m)； h4充氧装置的阻力(m)，根据试验数据或有关资料；,d.风管的总阻力h h=h1+h2 式中 h1风管的沿程阻力(mmH20mm，1mmH209.8Pa) h2风管的局部阻力(mmH20)。,e.风机所需压力(相对压力)，可按下式计算：,hl、h2同前； h3充氧装置(曝气头)以上的曝气池水深(m)； h4充氧装置的阻力(m)，根据试验数据或有关资料；,二、主要曝气设备,第七章 典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,(一)曝气方法及其设备,1、鼓风曝气,曝气装置即空气扩散设备。按气泡直径大小可分为小、中、大三种气泡型；按曝气装置布置的水深，又可分为浅层、中层和深层曝气三种。,二、主要曝气设备,第七章 典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,(一)曝气方法及其设备,1、鼓风曝气,小气泡扩散器,扩散器,用多孔性材料制成的薄板，有陶土、塑料或其他材料制成的，其形状可做成方形或长方形。 氧利用率约10,二、主要曝气设备,第七章 典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,(一)曝气方法及其设备,1、鼓风曝气,中气泡扩散器,穿孔布气管,穿空管是穿有小孔的钢管或塑料管，小孔直径一般为35mm，孔开于管下侧与垂直面呈45º夹角处，孔距1015mm，穿孔管单设于曝气池一侧，高于池底1020cm处。氧利用率约610。,二、主要曝气设备,第七章 典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,(一)曝气方法及其设备,1、鼓风曝气,大气泡扩散器,大气泡扩散器常用竖管。竖管是在曝气池的一侧布置以横管分支成梳形的竖管。氧利用率仍在67之间 。,工程中经常用到的曝气装置,二、主要曝气设备,第七章 典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,(一)曝气方法及其设备,1、鼓风曝气,水力剪切扩散装置,用泵打入混合液，在射流器的喉管处形成高速射流，与吸入或压出的空气强烈混合搅拌，将气泡粉碎为100m左右，使氧迅速转移至混合液中。,二、主要曝气设备,第七章 典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,(一)曝气方法及其设备,1、鼓风曝气,工程中经常用到的曝气装置,2、机械曝气,二、主要曝气设备,第七章 典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,(一)曝气方法及其设备,（1）卧轴曝气刷 卧式表面曝气机的转轴与水面平行。在垂直于转动轴的方向装有不锈钢丝(转刷)或板条曝气转盘，用电机带动。转动时，钢丝或板条把大量液滴抛向空中，并使液面剧烈波动，促进氧的溶解；同时推动混合液在池内回流，促进溶解氧的扩散。,2、机械曝气,二、主要曝气设备,第七章 典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,(一)曝气方法及其设备,（2）立式（竖式）曝气机,对于较小的曝气池，采用机械曝气装置减少动力费用，并省去鼓风机曝气所需的管道系统和鼓风机等设备，维护管理也较方便。但这类装置转速高，所需动力随池子的加大而迅速增大，所以池子不宜太大，而且需要较大的表面积以便能从空气中吸氧。曝气池中如有大量泡沫产生，则可能严重降低叶轮的充氧能力。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。,2、机械曝气,二、主要曝气设备,第七章 典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,(一)曝气方法及其设备,曝气设备的比较,三、活性污泥系统的工艺设计,第七章 典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,曝气池设计 曝气装置系统设计 污泥回流设计 二沉池设计,活性污泥系统由曝气池、二沉池、污泥回流系统和曝气系统构成。其工艺设计主要包括：曝气池容积、供气量、曝气器布置、二沉池水面积、污泥回流量、剩余污泥量、污泥回流系统和空气管路系统等 。,三、活性污泥系统的工艺设计,第七章 典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,（一）曝气池设计,曝气池设计主要是计算曝气池的有效容积、供气量、污泥回流比和剩余污泥量。推流式和完全混合式的运行效果相近，究竟采用哪种类型要视具体情况而定。 曝气池系统的计算方法中，负荷法应用最广泛。 负荷率法根据所选定的污泥负荷率或容积负荷率计算曝气池的容积、污泥产量和需氧量等。,1、污泥负荷（Ns）和容积负荷（Nv） 污泥负荷是指污泥在单位时间内所能承受的有机物量叫做污泥负荷率，简称污泥负荷。,三、活性污泥系统的工艺设计,第七章 典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,（一）曝气池设计,Ns污泥负荷，kgBOD5/(kgMLSSd)； Q曝气