《环保设备》曝气原理与设备共107页文档
曝气原理与设备
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曝气池
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曝气池
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曝气池
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曝气池
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曝气池
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曝气池池型
混合液 的流态
充氧动力效率高于平板型，但冲氧能力稍低，制 作较平板型复杂
表面曝气设备
分类
名称
技术特点和性能以及实际应用
卧轴式曝 气设备
水平转轴和叶片构成。转轴带动叶片转动， 转刷表面曝气 搅动水面形成水花，使空气中的氧通过气液 器 界面转移到水中。
课题结构
1 2 3
曝气原理与定义 曝气设备种类 曝气池类型
水力剪切式 曝气器
固定螺旋型 曝气器
倒伞型叶轮曝气器
充氧动力效率高于平板型
但冲氧能力稍低
制作比平板型复杂
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固定螺旋型曝气器
空气由底部进入曝气筒，形成气、水混合 液在筒内反复与器壁碰撞，迂回上升。 由于空气喷出口口径大，故不会堵塞。
水气混合剧烈，氧的吸收率高；该型扩散
曝气设备种类 曝气设备
曝气原理与设备课件
曝气原理与设备课件
曝气原理与设备课件
一、曝气原理
——双膜理论
曝气原理与设备课件
氧的分压梯度 氧的浓度梯度
双膜理论：污水生物处理领域中广泛应用的气 体传递理论。这一理论的基本点可归纳如下： 在曝气过程中，氧分子通过气、液界面由气相 转移到液相的过程中 （1）在气、液两相接触 的界面两侧存在着处于层流的气膜和液膜，在 其外侧分别是气相和液相的主体（紊流）。（2） 在气、液两相中，不存在传质阻力，气体分子 从气相主体传递到液相主体的阻力，主要存在 于气膜和液膜中。（3）在气膜中存在氧的分压 梯度，液膜中存在氧的浓度梯度，都是氧转移 的推动力。（4）气膜中氧分子的传递动力很小， 界面处的溶解氧浓度值是氧分压为p条件下的饱 和浓度值。（5）氧难溶于水，因此氧转移主要 阻力主要来自液膜，O2通过液膜的转移速率是 氧扩散转移全过程的控制速率。
s(P)s(76 )10 .0P 1 13 50s(76 )•0
综合水质、水温以及分压因素的影响，氧转移速率的表 达式为：
d d 0 t K L2 a 0 (sT 0 0 ) 1 .02 T 2 4 0 曝气原理与设备课件
二、鼓风曝气系统的计算
➢ 氧的利用率（EA）：又称氧转移效率，是指通过鼓风曝气系 统转移到混合液中的氧量占总供氧量的百分比（%）。
• 动力效率（Ep）：每消耗1度电转移到混合液 中的氧量（kgO2/kw.h）。
曝气原理与设备课件
鼓风曝气装置组成及各组成作用
鼓风曝气
空气净化器的目的是改善整个曝气系统 的运行状态和防止扩散器阻塞。
空气净化器
鼓风机
空气输配 管系统
鼓风机 供应压 缩空气
罗茨鼓风机：适用于中小型 污水厂，噪声大，必须采取 消音、隔音措施。
曝气器原理
曝气器原理一、引言曝气器是水处理领域常用的设备之一，它通过将空气与水进行充分的接触，以提供氧气供给水中的微生物生长和代谢，从而实现水体的净化和处理。
本文将介绍曝气器的原理及其在水处理中的应用。
二、曝气器原理曝气器原理是基于气体与液体之间的气液传质过程。
曝气器通常由气体供应系统、气液接触装置和曝气系统三部分组成。
1. 气体供应系统气体供应系统主要由压缩空气发生器、压缩空气储存罐和压缩空气管道组成。
压缩空气通过管道输送到曝气器中，供给曝气器所需的气体。
2. 气液接触装置气液接触装置是曝气器的核心部分，它通常包括曝气装置和曝气介质。
曝气装置是将气体均匀地分布到曝气介质中的装置，常见的曝气装置有曝气管和曝气板。
曝气介质是气体与水进行接触的媒介，常用的曝气介质有填料、曝气膜和曝气球等。
3. 曝气系统曝气系统是控制气体供应量和曝气介质运行状态的系统，它通常包括气体调节阀、气体流量计和曝气介质分布器等。
通过调节气体供应量和曝气介质的分布方式，可以控制曝气器的曝气效果。
三、曝气器在水处理中的应用曝气器在水处理中有广泛的应用，主要包括以下几个方面：1. 污水处理在污水处理过程中，曝气器常被用于活性污泥法和MBR（膜生物反应器）工艺中。
通过曝气器提供的氧气，微生物得以进行呼吸和代谢，从而降解有机物质，净化污水。
2. 水体富营养化治理曝气器在水体富营养化治理中也起到重要作用。
通过曝气器提供的氧气，水体中的藻类和浮游植物得以进行光合作用，从而促进水中的氮、磷等养分的吸收和转化，达到水体富营养化的治理效果。
3. 水厂供水处理在水厂供水处理中，曝气器常被用于提高水体中溶解氧的含量。
通过曝气器提供的氧气，可以增加水体中的溶解氧含量，提高水质，保证供水的安全和卫生。
4. 养殖业水质处理在养殖业中，曝气器也被广泛应用于水质处理。
通过曝气器提供的氧气，可以改善养殖水体中的溶氧量，促进养殖动物的生长和养殖效益。
四、结论曝气器作为水处理领域常用的设备，其原理是基于气体与液体之间的气液传质过程。
《曝气原理与设备》课件
曝气原理
溶氧原理
通过曝气设备将氧气传递到水 中，增加水中的溶解氧浓度， 促进废水中的有机物氧化。
气液传递原理
气体在曝气设备中与液体接触， 气体中的溶解氧向液体中传递， 实现氧气的溶解。
液体工程学原理
曝气过程中液体的运动和液体 的流动状态对氧气传递效果有 一定影响。
曝气设备
气力喷射式曝气器
通过高压气体将氧气喷射入液体中，增加液体中的 溶解氧浓度。
针对曝气系统可能出现的故障，及时排除故障，保证系统的连续稳定运行。
3
维护保养
定期对曝气设备进行清洗、更换部件等维护工作，延长设备寿命，提高性能。
结束语
1 曝气技术的发展
随着废水处理技术的不断创新，曝气技术在净化水体和提高废水处理效果方面发挥着关 键作用。
2 应用前景
曝气技术在城市污水处理、工业废水处理和水体修复等领域具有广阔的应用前景。
曝气原理与设备
本PPT课件将介绍曝气的原理、设备和操作步骤。通过精彩图片和详细说明， 带您深入了解曝气技术的应用和发展。
简介
曝气定义
曝气是将气体通过特定设备进入液体中的过程，提高液体中的溶解氧浓度。
曝气作用
曝气能够促进生物氧化及有机物的氧化分解，提高废水处理效果。
曝气分类
常见的曝气方式包括气力喷射式、微孔曝气器、磁悬浮式曝气机和喷射式曝气器等。
3 发展方向
未来的曝气设备将更加高效、节能，并结合智能控制系统，实现自动化运行和优化控制。
微孔曝气器
通过微孔板产生细小气泡，提高气液接触面积，增 加氧气传递效率。
磁悬浮式曝气机
利用磁悬浮技术实现氧气的传递，降低曝气设备的 能耗。
喷涌曝气池
通过高速喷射液体产生喷涌，增加气液接触面积， 提高氧气传递效果。
曝气原理和曝气设备
曝气原理和曝气设备曝气是水处理中常用的一种方法，通过将空气通入水体中，促进气体和液体之间的传质及气体溶解，从而提高水质。
本文将介绍曝气的原理和曝气设备。
曝气的原理曝气是一种通过通入空气来提供氧气的方法，以促进水中溶解氧（DO）的增加。
曝气将空气通过曝气设备在水体中进行通气，使空气中的氧气溶解在水中，从而提高水中的溶氧量。
曝气的过程中，由于气泡的形成和运动，气液界面的扩散面积增加，氧气能够更快地传递到水体中，从而提高水体的溶氧量。
曝气设备曝气设备是实现曝气的关键设备，根据不同的工作原理和应用场景，有多种不同类型的曝气设备。
1.气水混合曝气器：气水混合曝气器是一种常见的曝气设备，它通过将水和气体同时进入曝气装置，通过高速旋转进气装置产生水气混合物，在气液界面形成气泡并向上浮升，从而将溶解氧带入水中。
2.压力式曝气装置：压力式曝气装置是一种通过压力差促使氧气溶解到水中的曝气设备。
它通常由压缩空气系统和带有多孔板或喷嘴的曝气装置组成。
压缩空气通过装置产生气泡，气泡进一步分散为微小气泡，提高气液界面的扩散面积。
3.曝气槽：曝气槽是一种通过水位差和重力作用来实现曝气的设备。
水从曝气槽的上层流入下层，通过与气体的接触，气体溶解到水中。
曝气槽通常由多个层次的装置组成，以增加气液接触的时间和表面积。
曝气设备的选择应根据具体的应用场景和水质要求进行选择。
例如，在废水处理中，选择适当的曝气设备可以提高废水的生物处理效率和COD （化学需氧量）的去除率。
而在饮用水处理中，曝气可以通过增加溶解氧量来提高水体的口感和品质。
总结曝气是一种重要的水处理方法，通过将空气通入水体中，促进气体和液体之间的传质及气体溶解，从而提高水质。
曝气设备是实现曝气的关键设备，根据不同的工作原理和应用场景可以选择不同类型的曝气设备。
选择合适的曝气设备能够提高水体的溶氧量，提高水质。
在实际应用中，需要根据具体的需求和条件进行合理选择和运行。
曝气机原理
曝气机原理
曝气机是水处理领域中常见的设备，它的作用是将空气通过机械手段溶解到水中，以增加水中溶解氧的含量，提高水体的氧化性能。
曝气机原理是基于气体传质原理和液体动力学原理，通过机械运动将空气与水充分接触，使空气中的氧气溶解到水中，从而实现水体的氧化。
曝气机主要由气源、气管、曝气装置和控制系统组成。
气源通常是通过空气压
缩机将空气压缩后输送至曝气机，气管将压缩空气输送至曝气装置，曝气装置则将空气以微细气泡的形式释放到水中。
控制系统则负责监测和调节曝气机的工作状态，以确保曝气效果的稳定和高效。
曝气机原理的核心在于气体传质过程。
当空气进入水中时，由于气泡表面张力
和水的黏性，气泡在水中会迅速破裂并释放氧气。
随着气泡的释放，水中的氧气含量逐渐增加，从而提高水体的溶解氧含量。
这一过程实质上是气体在液体中的传质过程，其速率受到气泡尺寸、水体混合程度、气体浓度和水温等因素的影响。
另外，曝气机原理还涉及到液体动力学原理。
曝气机通过机械运动将空气与水
充分混合，使得水体中的氧气分子与水分子发生接触和碰撞，从而实现氧气的溶解。
这一过程需要曝气机具有一定的搅拌和混合能力，以确保氧气能够充分溶解到水中。
综上所述，曝气机原理是基于气体传质和液体动力学原理的，通过机械手段将
空气与水充分接触，实现氧气的溶解，从而提高水体的氧化性能。
在实际应用中，曝气机的工作效率和稳定性对水处理过程起着至关重要的作用，因此需要充分考虑气体传质和液体动力学原理，合理设计和运行曝气机，以确保水体的水质得到有效改善。
《环保设备》曝气原理与设备
《环保设备》曝气原理与设备环保设备是指用于减少或消除工业、建筑或其他活动产生的污染物的设备。
其中，曝气设备是一种常见的环保设备，其原理是通过将空气注入废水中，使废水中的污染物与氧气发生反应，从而有效地降解污染物。
曝气设备一般由曝气器、气源设备、气液分离器以及相关管道和控制系统组成。
曝气原理的核心是供氧，即将空气中的氧气导入废水中。
氧气是维持生物活性的关键因素之一，可以促进废水中的微生物进行氧化分解过程。
废水中的有机物通过氧化作用转化为无机物，从而减少有机物的含量，达到净化水质的目的。
曝气设备中的曝气器通过气泡或喷射气体的方式将氧气导入废水中。
气泡曝气器通过在水中产生微小气泡，使气泡与废水充分接触，促进氧气的溶解。
喷射气体曝气器通过将气体喷射入水中，产生冲刷和搅拌作用，使气体更好地与废水混合。
这两种曝气方式都可以提供充足的氧气，满足废水中微生物的需氧要求。
气源设备是曝气设备中供气的重要组成部分。
一般使用的气源设备包括空气压缩机和氧气发生器。
空气压缩机通过压缩空气将氧气输送到曝气设备中。
氧气发生器则通过物理、化学或电化学的方式分离空气中的氧气，产生高纯度的氧气供曝气设备使用。
气液分离器是曝气设备中的一个重要组件，用于将水中的气体与废水分离。
这可以通过设计合理的分离器结构和使用适当的材料来实现。
曝气设备的控制系统主要用于控制曝气过程中氧气的供应量和曝气器的运行状态。
通过合理的控制，可以根据废水的质量和流量调整曝气设备的工作模式，以达到最佳的氧化效果。
总的来说，曝气设备是一种重要的环保设备，通过提供充足的氧气，促进废水中污染物的降解和净化。
随着环保意识的提高和环境要求的增加，曝气设备的研发和应用也在不断进步，为改善环境质量和节约资源发挥着重要的作用。
《环保设备》曝气原理与设备
膜管式扩散器的安装布置
悬挂链移动曝气装置由漂浮在水面的通气管
和吊在通气支管下的曝气器组成，曝气器利用自 身配重下沉接近池底处，空气通过通气支管进入 曝气器，再通过微孔橡胶膜以小气泡的形式进入 污水中。
台由三节组成，如水深较浅（3m左右），也可采用两节。
固定螺旋曝气器内 部无旋转部件。目前 的类型有固定单螺旋、 固定双螺旋和固定三 螺旋3种，双螺旋曝 气器每节有两个圆柱 形通道（简称两通 道），三螺旋曝气器 则有三个圆柱形通道 （简称三通道）。
固 定 双 螺 旋 曝 气 器
结
构 示 意 图
每个通道内均有180°扭曲的圆形螺旋叶片，在 同一节中螺旋叶片的旋向相同，相邻两节中的螺旋 叶片放置方向相反。节与节之间的圆柱形通道相错 90°或60°角，并有椭圆形过度室，用以收集、混 合和分配流体，每个曝气器由一对支架支撑。
鼓风曝气是将空气加压设备提供的压缩空气，通过管 道系统送入曝气池中空气扩散装置上，以气泡形式扩散。
表面曝气通过曝气机在水体表面旋转时产生水跃，把 大量水滴和片状水幕抛向空中，水与空气充分接触，使氧 很快融入水体。充氧的同时，在曝气机转动的推流作用下， 将池底层含氧量少的水体提升向上环流，不断充氧。
潜水曝气在水体底层或中层充入空气，与水体充分均 匀混合，完成氧的气相到液相转移。
第三章水污染控制机械与设备
3.3曝气原理与设备
本节内容提要
一、概述 二、鼓风曝气设备 三、表面曝气设备 四、水下曝气机（器） 五、纯氧曝气机 六、曝气系统的设计
一、概述
第三组曝气原理及设备
[kg/(KW·h)]
氧利用率
通过鼓风曝气转移到混合液的 氧量，占总供氧量的百分比。 氧量，占总供氧量的百分比。
对于曝气设备性能有哪些要求？ 对于曝气设备性能有哪些要求？
①搅拌均匀；②结构简单； 搅拌均匀； 结构简单； 能耗小； 价格低； ③能耗小；④价格低； 性能稳定； ⑤性能稳定； ⑥对某些工业废水耐腐蚀性强。 对某些工业废水耐腐蚀性强。
曝气装置
鼓风曝气
微 气 泡 曝 气 器 器 气 曝 泡 气 中
水 力 剪 切 式 击 冲 力 式
水
机械曝气装置 卧 竖 轴 轴 式式微孔曝气器
膜片式微孔曝气器工作过程 鼓风时
空气 通气孔 膜片鼓起
孔眼张开
空气透出
供气停止
压力消失，在膜片弹性作用下 压力消失， 孔眼自动闭合。 孔眼自动闭合。
水力剪切式空气曝气器
倒伞式曝气器
固定螺旋曝气器
返回
返回
曝气 2.作用： 作用： 作用 提供氧气，搅拌混合， 提供氧气，搅拌混合，使 曝气池内的活性污泥保持悬浮 状态，与污水充分接触混合。 状态，与污水充分接触混合。 以提高传质效率。 以提高传质效率。
返回
氧转移的原理
双膜理论
返回
鼓风曝气
返回
中气泡曝气器
网状膜曝气器
特点:不易堵塞,布气均匀， 构造简单便于维护管理， 氧的利用率高。 返回
沉淀区 位于导流区和曝气区的外侧，作用是泥
水分离，上部为澄清区，下部为污泥区。
重点掌握
曝气定义 曝气作用 曝气原理 曝气装置 曝气池池型
曝气 1.定义： 定义： 定义 采用相应的设备和技术措施， 采用相应的设备和技术措施， 使空气中的氧转移到混合中而被 微生物利用的过程。 微生物利用的过程。
曝气原理与作用
曝气原理与作用一、曝气原理曝气是指将水中的溶解氧通过物理手段转化为空气中的氧气，以提供给水中的生物进行呼吸作用的过程。
曝气装置通常采用喷射式曝气器、旋涡式曝气器、机械式曝气器等形式，通过将水与空气充分接触，增大气液界面，促进氧气分子的传递，从而提高水体中的溶解氧含量。
曝气原理可以简单概括为以下几个方面：1.增大气液界面：曝气装置通过喷射、旋涡或机械搅拌等方式，使水与空气充分接触，增大气液界面，使氧气分子更容易从空气中溶解到水中。
2.气泡升降：曝气装置产生的气泡在水中上升的过程中，扰动了水体，增加了水体的氧气传递速度。
同时，气泡在上升过程中也带走了部分水体中的有机废物和溶解气体。
3.气泡破裂：气泡上升到水面时会破裂，释放出大量微小气泡，进一步增大气液界面，增强氧气的传递效果。
4.水体搅拌：曝气装置的运行会产生水流和水波，使水体充分混合，避免水体局部死水区的形成，促进氧气的均匀分布。
二、曝气作用曝气在水处理、环境保护和养殖等领域有着重要的作用。
1.提供溶解氧：水中的生物需要充足的溶解氧才能进行新陈代谢和呼吸作用。
曝气可以增加水体中的溶解氧含量，满足生物对氧气的需求，促进生物的健康生长。
2.氧化有机物：曝气可以加速水体中有机物的氧化分解过程。
水中的有机废物经过曝气作用，可以被氧气分子氧化为无机物，从而降低水体的污染程度。
3.去除污水中的气味：曝气作用可以将污水中的硫化物等有害气体转化为无害的氧化物，减少污水的臭味。
4.改善水质：曝气可以增加水体中溶解氧的含量，促进水中的氧气平衡，改善水质，提高水体的透明度和清洁度。
5.促进微生物活动：曝气可以为水体中的微生物提供充足的氧气，促进微生物的生长和繁殖，增加微生物的降解能力，加快水体的自净能力。
6.提高底层水体的溶氧：曝气装置通常安装在水体的底部，通过曝气作用可以将底层水体中的溶解氧提升到较高的水平，改善底层水体的生态环境。
总结起来，曝气原理通过增大气液界面、气泡升降和破裂、水体搅拌等方式，提高水体中的溶解氧含量，满足水中生物对氧气的需求。
曝气原理与作用
曝气原理与作用：从物理层面解析池塘水体氧化曝气是一种常见的水处理技术，广泛应用于各种水体的处理。
那么，什么是曝气原理？曝气具体起到什么作用呢？本文将通过从物理层面解析池塘水体氧化的过程，详细探讨曝气对水体的作用。
曝气原理：将空气与水体充分接触曝气是指将空气引入水中，实现水与氧气的接触，从而促进水中的氧气传输，提高水中溶解氧的浓度。
水中氧的来源首先是来自空气的氧气。
当空气中的氧气接触到水体表面时，氧气会被吸附到水面上，此时氧气传输速度会大大减慢。
为了解决这个问题，曝气设备通过机械方式将空气引入水体中，形成气泡，增大水面积，从而提高氧气在水中的传输速度。
曝气作用：促进水中溶解氧浓度提高通过上面的原理，我们可以看出曝气的主要作用是促进水中氧气传输，提高水中溶解氧的浓度，从而改善水的质量。
曝气具体作用还有以下几点：1. 促进水中微生物的代谢作用，提升水质水中大量的微生物需要氧气进行代谢作用，如果水中氧气浓度低，就会导致微生物的生长和代谢能力受到限制，其作用也会降低。
高浓度的溶解氧可以促进微生物的代谢作用，加速分解污染物，使水质得到改善。
2. 提高水体味道和色度水中的颜色和味道往往是污染物造成的。
通过增加水中氧气浓度，可以加速污染物的分解，有效地降低水体的味道和色度。
3. 降低污染物的浓度曝气可以加速污染物的氧化，促进氧化还原反应的进行，从而使污染物的浓度降低。
综上所述，曝气是一种常见的水处理技术，通过将空气和水充分接触，提高水中溶解氧的浓度，从而达到改善水质的效果。
对于我们日常生活中的池塘、河流、湖泊等水体，合理的曝气处理可以保持水体的清洁和健康。
曝气器的工作原理及污水处理应用
;.;. . 曝气器的工作原理及在污水处理中应用生物处理法根据参与作用的微生物的需氧情况，可分为好氧法和厌氧法两大类。
一般情况，好氧法比较适用于较低浓度污水，如乙烯厂污水；而厌氧法较适用于处理污泥和较高浓度的污水。
好氧生物处理法可分为活性污泥法和生物膜法两大类。
活性污泥法是水体自净的人工强化方法，是一种依靠活性污泥工作主体的去除污水中有机物的方法。
存在于活性污泥中的好氧微生物必须在有氧气存在的条件下才能起作用。
在污水处理生化系统的曝气池中，充氧效率与好氧微生物生长量成正相关性。
溶解氧的供给量要根据好氧微生物的数量、生理特性、基质性质及浓度来综合考虑。
这样，活性污泥才能处在最佳的降解有机物的状态。
根据试验表明，曝气池中溶解氧维持在3～4mg/L为宜，若供氧不足，活性污泥性能差，导致废水处理效果下降。
为保证有充足的供氧，必须依靠曝气器来完成。
曝气原理曝气是使空气与水强烈接触的一种手段，其目的在于将空气中的氧溶解于水中，或者将水中不需要的气体和挥发性物质放逐到空气中。
换言之，它是促进气体与液体之间物质交换的一种手段。
它还有其他一些重要作用，如混合和搅拌。
空气中的氧通过曝气传递到水中，氧由气相向液相进行传质转移。
绿烨环保设备的曝气器种类可分为微孔曝气器，管式曝气器，散流式曝气器，旋混式曝气器，陶瓷刚玉曝气器，曝气软管，单孔膜曝气器等。
一般可根据不同的曝曝气池要求，曝气的压力，成本等考虑选择不同的曝气器。
双膜理论认为，在“气-水”界面上存在着气膜和液膜，气膜外和液膜外有空气和液体流动，属紊流状态；气膜和液膜间属层流状态，不存在对流，在一定条件下会出现气压梯度和浓度梯度。
如果液膜中氧的浓度低于水中氧的饱和浓度，空气中的氧继续向内扩散透过液膜进入水体，因而液膜和气膜将成为氧传递的障，这就是双膜理论。
显然，克服液膜障°最有效的方法是快速变换“气-液”界面。
曝气器正是如此，具体的做法就是：减少气泡的大小，增加气泡的数量，提高液体的紊流程度，加大曝气头的安装深度，延长气泡与液体的接触时间。
曝气的原理; 曝气系统的计算方法; 主要的曝气设备
C ——物质浓度； y ——扩散过程的长度 dC/dy ——浓度梯度，即单位长度上的浓度变化值。 物质的扩散速率与浓度梯度呈正比关系。
Fick定律
如果以 M 表示在单位时间 t 内通过界面扩散的物质数 量，以A表示界面面积，则有：
dM vd = ( )/ A dt
dM dC = −DL A dt dy
曝气的原理与过程：
实际供氧量＝？× 标准供氧量
标准供氧量即曝气设备的技术指标：标准状态下测定，即： 1atm，20°C，清水
实际供氧量即曝气池实际运行时所需的供氧量：实际状态下， 即：实际大气压与曝气头安装水深， 实际水温， 实际的废水水质
空气 O221% N279%
压 力、 气量
曝气的原理与过程（1）
dC A = K L (Cs − CL ) dt V
式中: dC/dt ——液相主体溶解氧浓度变化速率(或氧转移速率)，kgO2/m3.h； KL——液膜中氧分子传质系数，m/h。
KL = DL / yL
双膜理论
由于气液界面的面积难于计量，一般以氧总转移系数 A K （KLa）代替 L V ：
dC = KLa ⋅ (Cs −CL) dt
第四节
曝气的原理、方法与设备
曝气的原理； 曝气系统的计算方法； 主要的曝气设备
有关曝气、供氧的基本概念
曝气的作用：供氧、搅拌 曝气的方式：鼓风曝气、机械表面曝气♠ 曝气的原理与过程：需氧、供氧、（供）曝气； 标准供氧量与实际供氧量
压力、 气量
空气 O221% N279%
曝气的原理与过程：
O2<21% N2>79% DO=1~2mg/L CO2/H2O
式中: dM/dt ——氧传递速率，kgO2/h； DL——氧分子在液膜中的扩散系数，m2/h； A ——气、液两相接触界面面积，m2； (Cs−CL)/yL——在液膜内溶解氧的浓度梯度，kgO2/m3.m；
曝气的原理
曝气的原理、方法与设备一、曝气的原理与理论基础在活性污泥法中，曝气的作用主要有：① 充氧：向活性污泥中的微生物提供溶解氧，满足其在生长和代谢过程中所需的氧量。
② 搅动混合：使活性污泥在曝气池内处于悬浮状态，与废水充分接触。
1、Fick 定律通过曝气，空气中的氧，从气相传递到混合液的液相中，这实际上是一个物质扩散过程，即气相中的氧通过气液界面扩散到液相主体中。
所以，它应该服从扩散过程的基本定律——Fick 定律。
Fick 定律认为：扩散过程的推动力是物质在界面两侧的浓度差，物质的分子会从浓度高的一侧向浓度低的一侧扩散、转移。
即dydCD v Ld-= (1)式中： d v ——物质的扩散速率，即在单位时间内单位断面上通过的物质数；L D ——扩散系数，表示物质在某种介质中的扩散能力，主要取决于扩散物质和介质的特性及温度；C ——物质浓度； y ——扩散过程的长度dy dC ——浓度梯度，即单位长度内的浓度变化值。
式（1）表明，物质的扩散速率与浓度梯度呈正比关系。
如果以M 表示在单位时间t 内通过界面扩散的物质数量，以A 表示界面面积，则有：A dtdM v d /)(= (2)代入（1）式，得：dy dCA D dt dM L -=)((3)2、双膜理论：对于气体分子通过气液界面的传递理论，在废水生物处理界被普遍接受的是Lewis & Whitman 于1923年建立的“双膜理论”。
双膜理论认为：1) 当气、液面相接触并作相对运动时，接触界面的两侧，存在着气体与液体的边界层，即气膜和液膜；2) 气膜和液膜内相对运动的速度属于层流，而在其外的两相体系中则均为紊流；3) 氧的转移是通过气、液膜进行的分子扩散和在膜外的对流扩散完成； 4) 对于难溶于水的氧来说，分子扩散的阻力大于对流扩散，传质的阻力主要集中在液膜上；5) 在气膜中存在着氧分压梯度，而液膜中同样也存在着氧的浓度梯度，由此形成了氧转移的推动力；6) 实际上，在气膜中，氧分子的传递动力很小，即气相主体与界面之间的氧分压差值i gP P -很低，一般可认为i g P P ≈。
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第4章 生化法废水处理过程及设备
§4.1 常规活性污泥法工艺与曝气池设计 §4.2 曝气原理与鼓风曝气设备 §4.3 氧化沟系列工艺及其曝气设备 §4.4 SBR系列工艺与专用滗水器 §4.5 生物膜法废水处理过程与设备 §4.6 厌氧法废水处理过程与设备 §4.7 组合式污水处理设备
形成小气泡来实现高效充氧的目的。
1-筒体；2-环缝；3-空气分配盘；4-小球体；5-多孔板；6-止回板；7-螺栓；8-垫圈；9-环形密封垫
3.小气泡型空气扩散装置
(1)空气升液型 ①扩散板：是用多孔性材料制成的薄板，有陶土的，也 有多孔塑料或其他材料(如尼龙)的。其形状可以做成方形， 尺寸通常为300mm×300mm×(25-40)mm。
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②扩散管 管径为60～100mm，长度多为500～600mm，常以组装 形 式 安 装 。 以 8 ～ 12 根 管 组 成 一 组 ， 扩 散 管 的 氧 利 用 率 为 10%～13%，动力效率为2 kgO2/(kW·h)。
水下曝气在水体底层或中层充入空气，与水体充分均匀 混合，完成氧从气相到液相的转移。
经常使用的反映曝气设备充氧性能好坏的技术指标如下：
二、鼓风曝气设备
鼓风曝气系统由空气加压设备、空气输配管路与空气 扩散装置组成。
空气输配管路包括输气管、曝气池上的管网，管网包 括干管和支管，干管常架设于相邻两廊道的公用墙上，向两 侧廊道引出支管；
2.中气泡型空气扩散装置
常常采用穿孔管 (perforated tube)曝气，即为 穿有小孔的钢管或塑料管(直 径25～50mm之间)，小孔直径 为3～5mm，开设于管壁两侧 向下45°角处。
穿孔管常设于曝气池一侧 高 于 池 底 0.1 ～ 0.2m 处 ， 也 有 按编织物的形式安装遍布池底。 为避免孔眼堵塞，孔眼处空气 出口流速不小于10m/s。
曝气原理和曝气设备
第七讲曝气原理和曝气设备李春杰曝气原理曝气系统的计算方法曝气设备曝气池双膜理论浅层理论表面更新理论目前工程和理论上应用较多的为双膜理论。
目前气液传质理论氧转移的双膜理论边界层紊流紊流层流层流y g C LC i P i P g液膜气膜气相主体液相主体y l对流扩散对流扩散分子扩散P g ≈P i=Cs双膜理论的基点在气液界面存在着处于层流状态的气膜和液膜，在其外侧则分别为处于紊流状态的气相主体和液相主体。
气体分子以分子扩散方式从气相主体通过气膜和液膜传递到液相主体。
由于气液两相主体均处于紊流状态，其中物质浓度基本上是均匀的，不存在浓度差，也不存在传质阻力，气体分子从气相主体传递到液相主体，阻力仅存在于气、液层流膜中。
在气膜中存在氧的分压梯度，在液膜中存在氧的浓度梯度，它们是氧转移的推动力。
氧难溶于水，因此氧转移的决定性阻力又集中在液膜上，因此氧分子通过液膜是氧转移过程的控制步骤。
氧转移过程中的传质推动力就可以认为主要是界面上的饱和溶解氧浓度值(Cs)与液相主体中的溶解氧浓度值(C L)之差。
Cs：与气相主体中氧分压相当的饱和溶解氧浓度；CL：液相主体中所要求的溶解氧浓度Fick 定律Fick定律认为：扩散过程的推动力是物质在界面两侧的浓度差，物质的分子会从浓度高的一侧向浓度低的一侧扩散、转移。
式中：V d ——物质的扩散速率，单位时间、单位断面上通过的物质数量D L ——扩散系数dXdC D v L d −=dXdC 为浓度梯度，即单位长度内浓度的变化值。
双膜理论和氧总转移系数以M表示在单位时间t内，通过界面扩散的物质数量；以A表示界面面积，则A dt dM v d /=因此A dt dM dX dC D L =−dX dC A D dt dM L ⋅−=设液膜厚度为Xf（该值极低），则在液膜溶解氧浓度梯度为fs X C C dX dC −=−代入得fs L X C C A D dt dM −⋅=()C C V A K V X C C A D dt dC V dt dM s L f s L −⋅=⋅−⋅==/进一步可得L K 为液膜中氧分子传质系数，m/h则前式可改写成()C C V A K dtdC s L −=由于A值难测，通常VA K L 项用La K 因此()C C K dtdC s La −=总的传质系数（h -1）讨论（1）提高K：加强液相主体紊流，加速气液界面更新，增大气液接触面积、降低液膜厚度；：提高气相中氧分压，如纯氧曝气、（2）提高C深井曝气。