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。因此曝氣池的設計在整個生化處理工藝設計中也就占到十分重要的地位。曝氣池容積的計算有兩種算法，如下：
1、有機負荷計算法
計算曝氣區(qū)容積，常用的是有機負荷計算法。負荷有兩種表示方法，即污泥負荷和容積負荷。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(jù)經(jīng)驗值確定，可以參照有關成熟經(jīng)驗中的數(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物的總量和單位微生物在單位時間內(nèi)處理有機物的能力（即污泥負荷）決定的。
根據(jù)污泥負荷的定義：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——進水設計流量，m³/d
SO——進水的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——污泥負荷，kgBOD5/（kgMLVSS.d）.
3）計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)驗值選擇，一般在3000—6000mg/L之間。經(jīng)過實驗或其他方式確定了回流比、SVI值后也可以根據(jù)下式計算：
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數(shù)，同時，由于工藝的不同，曝氣池的式樣和個數(shù)各不相同，因此在實際的設計中需要我們有現(xiàn)場的實際地形圖和整體效果圖來做依據(jù)，這樣設計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、動力學方法
也可用動力學方法計算曝氣池的容積。計算過程如下：
1）確定所需的動力學常數(shù)的值
包括Y、Kd、Ks、umax,在沒有實驗數(shù)據(jù)時可以根據(jù)表2、表3 選擇適當?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)達到飽和濃度時，微生物的***大比增殖速率，d-1
實際活性污泥處理系統(tǒng)工程中所采用的θC(污泥齡.d)值，應大于θmin值，實際取值按公式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)驗進行取值，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，其方法與前面的負荷設計法相同。
V=(VX)/X
根據(jù)有關公司對出水濃度進行校核；或者根據(jù)污泥負荷的定義對污泥負荷進行校核。這兩種方法取其中一種就可以。
