生化处理一般采用活性污泥法，其主要工艺流程包括预处理>；初次沉淀>；混合>；曝气>；二次沉淀，曝气是活性污泥法处理废水的重要环节，曝气在曝气池中完成。因此，曝气池的设计在整个生化处理技术的设计中也占有非常重要的地位。

根据曝气方式的不同，曝气池的分类也不同，一般分为推流式曝气池和完全混合型曝气池，各种曝气方式设计的参数也不同，这主要是根据实际条件进行相应的调整。曝气设备的选择则是经济效益和运行成本控制的关键。

曝气池的设计计算主要包括：①曝气池容积的计算；②池体设计；③需氧量和供氧量的计算。

一、曝气池容积的计算

1、有机负荷计算法

计算曝气区容积，常用的是有机负荷计算法。负荷有污泥负荷和容积负荷两种表示方法。一般采用污泥负荷，计算过程如下:

(1)确定污泥负荷

污泥负荷一般根据经验值确定，可参考成熟经验中的数值。

表1:部分活性污泥技术参数和特点

(2)确定所需微生物的量

微生物的量(XV)由处理的有机物的总量和单位微生物在单位时间内处理有机物的能力(即污泥负荷)决定。

根据污泥负载的定义:Ns=Q(SO-Se)/(XV)，可以得到的公式如下:

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

公式:

V-曝气池容积、m3

Q-供水设计流量、m3/d

SO-供水的BOD5浓度、mg/L

Se-供水的BOD5浓度、mg/L

<污泥浓度根据所用工艺的污泥浓度的经验值选择，一般在3000—6000mg/L之间。通过实验或其他方式确定回流比、SVI值后，也可以根据下一种方式计算:

X=Rrf106/SVI(1+R)

式中:

R-污泥回流比、%

R-二次沉淀池中的污泥综合系数，一般为1.2左右

f-MLVSS/MLSSS/p>

曝气池容积的计算深度如下:

V=(VX)/Q(SO-SE)/平面)

2、动力学方法

也可以通过动力学方法计算曝气池的容积。计算过程如下:

(1)确定所需动力学常数值值

包括Y、Kd、Ks、umax，没有实验数据时可以根据表2、表3选择合适的值。

表2:生活污水的y、Kd值

表3:一些工业废水的y、Kd值

(2)确定污泥年龄

公式1/min=(Y×umax×SO/SO+Ks)-Kd可以确定父母的值。

<×umax-Kd)

式:umax-基质达到饱和浓度时，微生物的最大比增殖率，d-1

实际活性污泥处理系统工程中采用的

(3)确定所需微生物量

根据公式的1/max=[Y×umax×(SO-Se)/(SO-Se)+KsInSO/Te)-Kd确定微生物量，可以获得微生物量的计算公式:

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

(4)确定曝气池容积

首先确定微生物浓度

V=(VX)/X

(5)根据有关公司检查出水浓度，或根据污泥负荷的定义检查污泥负荷。这两种方法取其中一种即可。

二、氧气供应量的计算

1、氧气供应量

活性污泥的正常运行除了需要性能良好的活性污泥外，还需要充分的氧气供应，活性污泥法处理系统的日平均氧气供应量(O2)可以根据公式的1/㎡

△O2=/Ns

废水a¤、b¤值和部分工业废水a¤、b¤值可以从表4、表5中选择。

表4:活性污泥法处理城市废水时的废水a、b和△O2的值

表5:部分工业废水的a、b值

2、供气量

需氧量确定后，取得一定的安全系数，取得实际需氧量(Ra)，转化为标准状态需氧量(Ro)。公式如下:

Ro=Racs/[α(β)CS(T)-CT)×1.024(T-20)]

公式:

CS-在1.03×105Pa条件下氧气饱和浓度、mg/L

X-混合液挥发性悬浮固体(MLVSS)浓度mg/L

在实际工程中，所需的空气量比标准条件下所需的空气量多33%~61%，具体工程中所需的空气量可根据实际情况确定。氧气量确定后，根据制造商的不同样本设备，计算机器的空气量。总能耗确定后，可确定曝气器的数量。

鼓风曝气必须确定其供气量。公式为

Gs=Ro/0.3×EA

式:

Gs-空气量

EA-曝气系统的充氧效果

计算空气量后，可根据鼓风机的样本确定鼓风机的数量和型号。

三、曝气设备的选择

(1)曝气设备所具有的效果

①产生并维持有效的气水接触，在生物氧化作用持续消耗氧气的情况下，保持水中一定的溶解氧浓度

②在曝气区内产生充分的混合作用和水的循环流动

③维持液体的充分速度，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（表6：废水处理中的曝气设备）

表6：废水处理中的曝气设备

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根据①、②两个指标进行评价，机械曝气装置根据①、③两个指标进行评价。在工艺设计和设备选择上，除了要考虑性能、特点外，还要考虑叶轮直径和曝气池直径的比例，一般比例在1/3-1/5左右，过大可能会损伤污泥，过小则缺氧，叶轮和水深的比例一般采用2/5-1/4，池深过

，影响氧气和泥水混合。

由于各种鼓风机的型号和性能不同，噪音也不同，对应的机房设计也各有不同的要求，根据实际需要和性能考虑，在技术中一般选择同一型号的设备，需要备用机，备用机数的选择在工作机≤3台时，备用机≥4台时，备用机为2台电源，最大负荷设置

每台机的基础间隔必须保持1.5米