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(shè)計(jì)在整個(gè)生化處理工藝設(shè)計(jì)中也就占到十分重要的地位。曝氣池容積的計(jì)算有兩種算法，如下：
1、有機(jī)負(fù)荷計(jì)算法
計(jì)算曝氣區(qū)容積，常用的是有機(jī)負(fù)荷計(jì)算法。負(fù)荷有兩種表示方法，即污泥負(fù)荷和容積負(fù)荷。一般采用污泥負(fù)荷，計(jì)算過程如下：
1）確定污泥負(fù)荷
污泥負(fù)荷一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值確定，可以參照有關(guān)成熟經(jīng)驗(yàn)中的數(shù)值。
2）確定所需要微生物的量
微生物的量（XV）是由所要處理的有機(jī)物的總量和單位微生物在單位時(shí)間內(nèi)處理有機(jī)物的能力（即污泥負(fù)荷）決定的。
根據(jù)污泥負(fù)荷的定義：Ns=Q（SO-Se）/（XV）,可得公式如下：
（XV）= Q（SO-Se）/ Ns
式中：
V——曝氣池容積，m³
Q——進(jìn)水設(shè)計(jì)流量，m³/d
SO——進(jìn)水的BOD5濃度， mg/L
Se——出水的BOD5濃度， mg/L
X——混合液揮發(fā)性懸浮固體，（MLVSS）濃度 mg/L
Ns——污泥負(fù)荷，kgBOD5/（kgMLVSS.d）.
3）計(jì)算曝氣池的有效池容
確定了微生物的總量后，需要有污泥濃度的數(shù)值才能計(jì)算曝氣池的容積。污泥濃度根據(jù)所用工藝的污泥濃度的經(jīng)驗(yàn)值選擇，一般在3000—6000mg/L之間。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)或其他方式確定了回流比、SVI值后也可以根據(jù)下式計(jì)算：
X=Rrf106/SVI(1+R)
式中：
R——污泥回流比，%
r——二次沉淀池中污泥綜合系數(shù)，一般為1.2左右
f——MLVSS/MLSS
曝氣池容積的計(jì)算公式如下：
V=（VX）/X=Q（SO-Se）/（XNS）
式中：
Q——廢水量，m³/d
Q（SO-Se）——每天的有機(jī)基質(zhì)降解量，kg/d
V——曝氣池有效容積，m3
4）確定曝氣池的主要尺寸
主要確定曝氣池的個(gè)數(shù)、池深、長度以及曝氣池的平面形式等。按照每日的處理量來確定池體的個(gè)數(shù)，同時(shí)，由于工藝的不同，曝氣池的式樣和個(gè)數(shù)各不相同，因此在實(shí)際的設(shè)計(jì)中需要我們有現(xiàn)場的實(shí)際地形圖和整體效果圖來做依據(jù)，這樣設(shè)計(jì)出來的池體才可以滿足工藝處理需要，并且與周圍的環(huán)境和諧一致。
2、動力學(xué)方法
也可用動力學(xué)方法計(jì)算曝氣池的容積。計(jì)算過程如下：
1）確定所需的動力學(xué)常數(shù)的值
包括Y、Kd、Ks、umax,在沒有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)可以根據(jù)表2、表3 選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)值。2）確定污泥齡
根據(jù)公式1/θmin= (Y×umax×SO/ SO+Ks)-Kd可以確定θmin 值。
θmin=1/(Y×umax-Kd)
式中：umax——基質(zhì)達(dá)到飽和濃度時(shí)，微生物的*大比增殖速率，d-1
實(shí)際活性污泥處理系統(tǒng)工程中所采用的θC(污泥齡.d)值，應(yīng)大于θmin值，實(shí)際取值按公式1/θmin= Y×umax-Kd乘以安全系數(shù)。安全系數(shù)一般在2—20。也可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行取值，參照表1數(shù)據(jù)。
3）確定所需的微生物量
根據(jù)公式1/θC=[Y×umax×(SO-Se)/ (SO-Se)+KsIn SO/ Se]-Kd來確定微生物的量，可以得到微生物量的計(jì)算公式：
（XV）=QθCY(SO-Se)/(1+KdθC)
4）確定曝氣池的容積
首先確定微生物濃度，其方法與前面的負(fù)荷設(shè)計(jì)法相同。
V=(VX)/X
根據(jù)有關(guān)公司對出水濃度進(jìn)行校核；或者根據(jù)污泥負(fù)荷的定義對污泥負(fù)荷進(jìn)行校核。這兩種方法取其中一種就可以。
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