生化處理一般采用活性污泥法，其主要工藝流程包括預處理>；初次沉淀>；混合>；曝氣>；二次沉淀，曝氣是活性污泥法處理廢水的重要環節，曝氣在曝氣池中完成。因此，曝氣池的設計在整個生化處理技術的設計中也占有非常重要的地位。

根據曝氣方式的不同，曝氣池的分類也不同，一般分為推流式曝氣池和完全混合型曝氣池，各種曝氣方式設計的參數也不同，這主要是根據實際條件進行相應的調整。曝氣設備的選擇則是經濟效益和運行成本控制的關鍵。

曝氣池的設計計算主要包括：①曝氣池容積的計算；②池體設計；③需氧量和供氧量的計算。

一、曝氣池容積的計算

1、有機負荷計算法

計算曝氣區容積，常用的是有機負荷計算法。負荷有污泥負荷和容積負荷兩種表示方法。一般采用污泥負荷，計算過程如下:

(1)確定污泥負荷

污泥負荷一般根據經驗值確定，可參考成熟經驗中的數值。

表1:部分活性污泥技術參數和特點

(2)確定所需微生物的量

微生物的量(XV)由處理的有機物的總量和單位微生物在單位時間內處理有機物的能力(即污泥負荷)決定。

根據污泥負載的定義:Ns=Q(SO-Se)/(XV)，可以得到的公式如下:

(XV)=Q(SO-Se)/p>

公式:

V-曝氣池容積、m3

Q-供水設計流量、m3/d

SO-供水的BOD5濃度、mg/L

Se-供水的BOD5濃度、mg/L

<污泥濃度根據所用工藝的污泥濃度的經驗值選擇，一般在3000—6000mg/L之間。通過實驗或其他方式確定回流比、SVI值后，也可以根據下一種方式計算:

X=Rrf106/SVI(1+R)

式中:

R-污泥回流比、%

R-二次沉淀池中的污泥綜合系數，一般為1.2左右

f-MLVSS/MLSSS/p>

曝氣池容積的計算深度如下:

V=(VX)/Q(SO-SE)/平面)

2、動力學方法

也可以通過動力學方法計算曝氣池的容積。計算過程如下:

(1)確定所需動力學常數值值

包括Y、Kd、Ks、umax，沒有實驗數據時可以根據表2、表3選擇合適的值。

表2:生活污水的y、Kd值

表3:一些工業廢水的y、Kd值

(2)確定污泥年齡

公式1/min=(Y×umax×SO/SO+Ks)-Kd可以確定父母的值。

<×umax-Kd)

式:umax-基質達到飽和濃度時，微生物的最大比增殖率，d-1

實際活性污泥處理系統工程中采用的

(3)確定所需微生物量

根據公式的1/max=[Y×umax×(SO-Se)/(SO-Se)+KsInSO/Te)-Kd確定微生物量，可以獲得微生物量的計算公式:

(XV)=Q3CY(SO-Se)/(1+KDC)

(4)確定曝氣池容積

首先確定微生物濃度

V=(VX)/X

(5)根據有關公司檢查出水濃度，或根據污泥負荷的定義檢查污泥負荷。這兩種方法取其中一種即可。

二、氧氣供應量的計算

1、氧氣供應量

活性污泥的正常運行除了需要性能良好的活性污泥外，還需要充分的氧氣供應，活性污泥法處理系統的日平均氧氣供應量(O2)可以根據公式的1/㎡

△O2=/Ns

廢水a¤、b¤值和部分工業廢水a¤、b¤值可以從表4、表5中選擇。

表4:活性污泥法處理城市廢水時的廢水a、b和△O2的值

表5:部分工業廢水的a、b值

2、供氣量

需氧量確定后，取得一定的安全系數，取得實際需氧量(Ra)，轉化為標準狀態需氧量(Ro)。公式如下:

Ro=Racs/[α(β)CS(T)-CT)×1.024(T-20)]

公式:

CS-在1.03×105Pa條件下氧氣飽和濃度、mg/L

X-混合液揮發性懸浮固體(MLVSS)濃度mg/L

在實際工程中，所需的空氣量比標準條件下所需的空氣量多33%~61%，具體工程中所需的空氣量可根據實際情況確定。氧氣量確定后，根據制造商的不同樣本設備，計算機器的空氣量。總能耗確定后，可確定曝氣器的數量。

鼓風曝氣必須確定其供氣量。公式為

Gs=Ro/0.3×EA

式:

Gs-空氣量

EA-曝氣系統的充氧效果

計算空氣量后，可根據鼓風機的樣本確定鼓風機的數量和型號。

三、曝氣設備的選擇

(1)曝氣設備所具有的效果

①產生并維持有效的氣水接觸，在生物氧化作用持續消耗氧氣的情況下，保持水中一定的溶解氧濃度

②在曝氣區內產生充分的混合作用和水的循環流動

③維持液體的充分速度，使水中的生物固體處于懸浮狀態。

各種曝氣設備的特點是各不相同的，因此曝氣設備的用途和使用的范圍也就有各種不同，因此，在工藝設計中，要根據實際的需要和企業所能夠承擔的成本來選擇曝氣設備，現有的曝氣設備分為兩大類：淹沒式曝氣器和表面曝氣器（表6：廢水處理中的曝氣設備）

表6：廢水處理中的曝氣設備

曝氣設備的主要技術性能指標如下：

①動力效率（EP） 每消耗1KW電能轉移到混合液中的氧量，以kg/（KW.h）計；

②氧的利用效率（EA） 通過鼓風曝氣轉移到混合液的氧量，占總供氧量的百分比（%）；

③氧的轉移效率（EL）也稱為充氧能力，通過機械曝氣裝置，在單位時間內轉移到混合液中的氧量，以kg/h計。

鼓風曝氣設備的性能根據①、②兩個指標進行評價，機械曝氣裝置根據①、③兩個指標進行評價。在工藝設計和設備選擇上，除了要考慮性能、特點外，還要考慮葉輪直徑和曝氣池直徑的比例，一般比例在1/3-1/5左右，過大可能會損傷污泥，過小則缺氧，葉輪和水深的比例一般采用2/5-1/4，池深過

，影響氧氣和泥水混合。

由于各種鼓風機的型號和性能不同，噪音也不同，對應的機房設計也各有不同的要求，根據實際需要和性能考慮，在技術中一般選擇同一型號的設備，需要備用機，備用機數的選擇在工作機≤3臺時，備用機≥4臺時，備用機為2臺電源，最大負荷設置

每臺機的基礎間隔必須保持1.5米