曝氣池（aeration basin）是人們按照（zhào）微生物的特性所設計的生化反應器，有機汙染質的降解程（chéng）度主要取決於人們所設計的曝氣反應條件。

　　曝氣池利用活性汙泥法進行汙水處理，池內提供一定（dìng）汙水停留時間，滿足好氧微生物所（suǒ）需要的氧量以及汙（wū）水與活性汙泥充分接觸的混合條件。曝氣池主要由池體、曝氣係統（tǒng）和進出水口三個部分組成。池體一般用鋼筋混凝土（tǔ）築成，平麵形狀有長方形、方形和（hé）圓形等。

　　曝氣（qì）原理

　　曝氣是使空氣與水強烈接觸的一種手段，其目（mù）的在於將空氣中的（de）氧溶解於水（shuǐ）中，或者將水中不需要的氣體和揮發（fā）性物質放逐到空氣中。換言之，它是（shì）促進（jìn）氣體與液體之間物質交換的一種手段。它（tā）還有其他（tā）一些重要作用，如混合和攪拌。空氣中的氧（yǎng）通過曝氣傳遞到水中（zhōng），氧由氣相向液（yè）相進行傳質轉移，這種傳質擴散（sàn）的理論（lùn），應用較多的是劉易斯和惠特曼提出的雙膜理論。

　　雙膜（mó）理論認（rèn）為（wéi），在（zài）“氣-水”界麵（miàn）上存在著氣膜和液膜，氣膜外和液膜外有空氣和液體流動，屬紊流狀態；氣（qì）膜和液膜間屬層流狀態，不存在對流，在一定條件下會出現氣壓（yā）梯度和濃度梯度。如果液膜中氧的濃度低於水中氧的飽和濃度（dù），空氣中的氧繼續向內擴（kuò）散透（tòu）過液膜進入水體，因而液膜和氣膜將成為氧傳遞的障礙，這就是雙膜（mó）理論。顯然，克服液膜障礙即（jí）為（wéi）有（yǒu）效的方法是快速變換“氣-液（yè）”界麵。曝氣攪拌正是如此，具體的做法就是：減少氣泡的（de）大（dà）小，增加氣泡的數量，提高（gāo）液體的紊流程度，加大曝氣器（qì）的安裝深度，延長氣泡（pào）與液體的接觸時間。曝氣（qì）設備正是基於這種做法而在汙水（shuǐ）處理中被廣（guǎng）泛采用的。

　　曝氣方法

　　曝氣方法可分為兩種，主要有鼓風曝氣（qì）和機械曝氣。

　　鼓風（fēng）曝氣

　　又稱壓縮空氣曝氣,主要由曝氣風機及專用曝（pù）氣器組成。采用這種方法

　　鼓風曝氣的曝氣（qì）池，多為長方形混凝土池，池內用隔牆分為幾個單獨進水的隔間，每一隔間又分成幾條廊道。汙水入池後順次在廊道內流動，至另一端排出。空氣是用空氣壓縮機通過管道輸送到設在池底的空氣擴散裝置，成為氣泡彌散逸出，在氣液界麵把氧氣溶入水中。擴（kuò）散裝置有多孔管、固定螺旋曝（pù）氣器、水射器和微孔擴散板等（děng）四種不同型（xíng）式。

　　鼓風曝（pù）氣是影（yǐng）響汙水處理廠出水（shuǐ）水（shuǐ）質和降低能（néng）耗的重要（yào）部分。由於汙水（shuǐ）處理（lǐ）過程的非線性、滯後性和時變性等特點,很難確定溶解氧(DO)的需求量（liàng）,常規的恒定曝氣控製存在著溶解氧濃度波動大、曝氣耗費大、曝氣不精確等問題。[1]

　　機械（xiè）曝氣

　　一般是利用裝在曝氣池內的機械葉（yè）輪轉動，劇烈攪動池內廢水，使空氣

　　機械曝氣--轉刷曝氣（qì）

　　中的氧溶入水中。葉輪裝（zhuāng）在池內（nèi）廢（fèi）水表麵進行曝氣的，稱為表麵曝氣。這（zhè）種裝置通過葉輪（lún）的提水作用,促使池（chí）內廢水不斷循環流動,不斷更新氣液（yè）接觸麵以增大吸氧（yǎng）量。葉輪旋轉時在周（zhōu）緣形成水躍，可有效地裹入空氣；葉片後側產（chǎn）生負壓，可吸入（rù）空氣，所以充氣效果較好（hǎo）。葉輪浸水深度和轉速可（kě）以調節，以保證較佳效果。典型的機械曝氣池有（yǒu）圓形表麵加速曝氣池、標（biāo）準型加速曝氣池、IO型加速曝氣池和方形加速曝氣池等（děng）。鼓風曝氣和機械曝氣兩種方法有時也可（kě）聯用，以提高充氧能力，這適用於有機物濃度較（jiào）高的汙水（shuǐ）。

　　潛水自（zì）引氣（qì）曝氣機是一種應用於汙水處理係統中節能、環保的新（xīn）型（xíng）機械曝氣設（shè）備。目前國產的潛水（shuǐ）自引氣曝氣機的（de）曝氣深度較淺、效率低、耗電率和製造成本高。開發一種高 效、低能、下潛深度、動力效率高的潛水自引氣曝氣機將具有重要的理論意義和廣闊的市（shì）場前景。[2]

　　曝氣工藝

　　汙水進（jìn）入水廠，經過格柵池至集水間（jiān），由水泵提升到平流沉砂池，經（jīng）初沉池沉澱後，大約（yuē）可去除SS 45%,BOD 25%.汙水進入曝氣池中曝氣，可從一點（diǎn）進水，采（cǎi）用傳統活（huó）性汙泥法，也可采用（yòng）多點進水的階段曝氣法（fǎ）。在二次沉澱池中，活性汙泥沉澱後，回流至汙泥泵房。二（èr）沉池出水經加氯處理後，排入水體。

　　曝氣池一般和沉澱池組成聯合工藝流程。設置在曝氣池前麵的稱初次沉澱池，設置在曝（pù）氣池（chí）後麵的稱（chēng）為二次沉澱池,分別用於廢水的預處理和後（hòu）處理（lǐ）。曝氣池也有和二（èr）次沉澱池合（hé）建（jiàn）的。這種設施由曝氣區、導流區、沉澱區、回流區四部分組成。導流區（qū）的作用（yòng）是使（shǐ）汙泥凝聚和使氣水分離，為沉澱創造條（tiáo）件。在曝氣區內廢水（shuǐ）與回流汙泥充分混合,然後經導流區流入沉（chén）澱區,澄清後的水經溢流堰排出。沉澱汙泥沿曝氣區底部回流入（rù）曝（pù）氣池。這種設施（shī）結構（gòu）緊湊，流程（chéng）短，可以節省汙泥回流設備。

　　又創（chuàng）造出一些新（xīn）型曝氣方法，如深井曝（pù）氣、純氧或（huò）富氧曝氣和配合其（qí）他生物處（chù）理方法的曝氣等。深井曝氣一般用直（zhí）徑1～6米、深達50～150米的曝氣池,利用水壓來提高水（shuǐ）中氧的移轉速率,以高 效去除汙水中BOD（生化需氧量）。這種曝氣池（chí）已在英國、德意誌（zhì）聯邦共和國、法國、加拿大、美國、日本先後投入運行或實驗運行。純氧曝氣是按鼓風曝氣方法向水中鼓入純氧或富氧空氣，池型一般如（rú）鼓風曝氣池,上加密封蓋,以（yǐ）充分提高充氧效率。另外還在研（yán）究和發展一些特殊型式的曝氣池，如生物接觸氧化和生物膜載體流化（huà）床曝氣池等（見生物膜法）。曝氣池在（zài）朝著高（gāo） 效率、小體積、節省能源的方向（xiàng）發展。

　　曝氣生（shēng）物濾池，簡稱BAF，是80年代末在歐美發展起來的（de）一種（zhǒng）新型生物膜法汙水處理工藝，於90年（nián）代初得到較大（dà）發展，大規模達幾十萬噸每天，並發展為可以脫氮除磷。

　　工藝特點（diǎn）

　　①一次（cì）性投資比傳統方法低1/4；

　　②占用麵（miàn）積為常規工藝的1/10～1/5，運行費低1/5；

　　③進水要求懸浮物50～60mg/L，較好與一級強化處理相結合，如采用水解酸化池；

　　④填料多（duō）為頁岩陶粒，直徑5mm，層高1.5～2m；

　　⑤水往（wǎng）下、氣往上的（de）逆向流可不設二沉池。

　　曝氣生物濾池與普通活性汙（wū）泥法相比，具有（yǒu）有機負荷高、占地（dì）麵積小（是普通活性（xìng）汙泥法的1/3）、投資少（節約30%）、不會產生汙泥膨脹、氧傳輸效率高、出水水質（zhì）好等優點，但它對進水SS要求較嚴（yán）（一（yī）般要求SS≤100mg/L，較好SS≤60mg/L），因此對進水需要進行預處理。同時，它的（de）反衝洗水量、水頭（tóu）損失都較大。

　　曝氣生物濾池作為集生物氧化和截留懸浮固體於一體，節省了後續沉澱池（chí）(二沉池)，具有容積負荷、水力負荷大，水力停（tíng）留時間（jiān）短，所需基建投資少，出水（shuǐ）水質好：運（yùn）行能耗低，運行費用少的特點。

　　工藝原理

　　BiosesTYR工藝

　　BiosesTYR是法國OTV公司的注冊水處（chù）理工藝技術，由於采用新型輕質懸浮填料--BiosesTYRENE（主要成分是聚苯乙烯，且比重（chóng）小於（yú）1g/cm3）而得名。下麵以去除（chú）BOD、SS並具有（yǒu）硝化脫氮功能的反應器為例說明其工藝結構與基本原理。

　　BiosesTYR工藝是一種上 流生物濾池，是一（yī）種運（yùn）行可靠、自動化程度高、出水水質好、抗衝擊能力強和節（jiē）約能耗的新一代汙水處理革新工（gōng）藝，工（gōng）藝成熟高 效。

　　汙水通過濾料層，水體含有的汙染物被濾料層截留（liú），並被濾料上附著的生物降解轉化，同時，溶解狀態的有機物和特（tè）定物質也被去除，所產生（shēng）的汙泥保留在（zài）過濾層中，而隻讓淨化的水通過，這樣可在（zài）一個密閉反應器（qì）中達到完全的生物處理而不需在下遊設置二沉池進行汙泥沉降。

　　濾池底部設有進水和（hé）排泥管，中上部是填料層，厚（hòu）度一般為2.5～3.5m，為防（fáng）止濾料流失，濾床上方（fāng）設置裝有（yǒu）濾頭的混凝土擋板，濾頭（tóu）可（kě）從板麵拆下（xià），不用排空濾床，方便維修。擋板上（shàng）部空間用作反（fǎn）衝洗水的儲水區，其高（gāo）度根（gēn）據反衝洗水頭而定。

　　該區內設有回流泵用於將濾池出水（shuǐ）泵至配水（shuǐ）廊道（dào），繼而（ér）回（huí）流到濾池（chí）底部實（shí）現反硝化，在不需要反硝化的工藝中（zhōng）沒有該回流係統。填料層底部（bù）與（yǔ）濾（lǜ）池底部的空間留作反衝洗再生時（shí）填料（liào）膨脹之（zhī）用。

　　濾池供氣係統（tǒng）分兩套管路，置於填料層內的工藝空氣管用於工藝曝氣(主要由曝氣（qì）風（fēng）機提供增氧曝氣)，並將填料層分為上下兩個區：上部（bù）為好氧區，下部為缺氧區。根據不同的原水水質、處理目的和要求，填料層的高度不同，好氧區、厭氧區所占比例也相應變化；濾池底部的空氣管路是反衝（chōng）洗空氣管。

　　該工藝具有如下特點（diǎn）：

　　上 流濾池，底部渠道進配水，頂部出水（shuǐ）；

　　濾料比重小於1；

　　穿孔管曝氣，節省設備投資和維護費；

　　濾頭在濾池的頂部，與處理（lǐ）後水接觸，易於維護；

　　重力反衝洗（xǐ），無須反衝洗水泵；

　　工藝空氣和反衝洗（xǐ）用氣共用（yòng）鼓風機（jī）；

　　曝氣管可布置（zhì）在濾層中部或底部，在（zài）同一池中可完成硝化、反硝（xiāo）化功能；

　　Biofor工藝

　　Biofor（生物過濾氧化反應池）是得利滿水務繼滴濾池、Biodrof幹式過濾係統之後的專為汙水處理廠設計的第（dì）三代生物膜反應池。

　　與其它類型的生物過濾（lǜ）工藝相比，Biofor主要具有下列特性：

　　①向上 流生物（wù）過濾

　　進水自濾池底部流（liú）向頂部，上（shàng） 流過（guò）濾在濾池的整個高度上持續（xù）提供正壓條件，與下向流過濾相比提供了許多優勢。

　　②使用（yòng）特製的過濾及生物膜支（zhī）持煤介：Biolite生物濾料

　　確保（bǎo）獲得較高的（de）生物膜濃度和較大的截留能力，並加長了運行周期。

　　③高性能曝氣

　　Biofor采用了特製的曝氣頭：它不僅能（néng）高（gāo） 效的供氧，而且節約能源、使用安全、易於操作和（hé）維護。

　　④流體完全均勻的分布

　　空氣和水流為同向流。Biofor生物濾池的濾板配有25UB33e濾頭，該（gāi）濾頭（tóu）的防阻塞設計通過均勻的配水使過濾效果（guǒ）優化。

　　BiosesMEDI工（gōng）藝

　　上海市政院鄒偉（wěi）國等開發了（le）一種名（míng）為BiosesMEDI的（de）曝氣生物濾池，它采用（yòng）脈衝反衝洗、氣水同（tóng）向流的形式，可用於（yú）微汙染源水預處理或汙水深度處理。

　　BiosesMEDI生物濾池是上海市政工程設（shè）計研（yán）究院針對微（wēi）汙染原水開發的一種新型生物濾池，該濾池以輕質顆粒濾料為過濾介質，濾料比重較小，一般約在0.1左右，粒徑的大小為4～5mm左（zuǒ）右，比重（chóng）及（jí）粒徑的大小可根據實際需要選擇確定，這種濾料具有來源廣泛、濾（lǜ）料比表麵積大、表麵適宜微生物生長、價格便宜（300～500元/立方米）、化學穩定性好等一係列優點（diǎn）。

　　BiosesMEDI生物濾池原理：

　　濾池上部采用鋼筋（jīn）混凝土板（板上采用倒濾頭出氣和水）抵製濾料的浮力及運（yùn）行的阻力。在濾層下部（bù），用混凝土（tǔ）板（bǎn）或鋼板分隔在濾層下部（bù）形（xíng）成氣囊，在反衝洗時下部形成空氣室。

　　原（yuán）水從進水閥進入氣室，通過中空（kōng）管進（jìn）入濾層，在濾料阻（zǔ）力的作用下使濾池進水均（jun1）勻，空氣布氣管安裝在濾層下部，空氣通過穿孔布氣管進行布氣，經過（guò）濾（lǜ）層去除水中的有機物、氨氮後，出水（shuǐ）經倒濾頭進入上部清水區域排出。

　　濾池反衝洗采用脈衝衝洗的方法，首先（xiān）關閉進水閥及曝氣管，打開濾池下（xià）部的反衝洗氣管，在濾層下部形成一段（duàn）氣墊層，當氣墊層達到一定高度後，此時（shí）瞬時把氣墊層中（zhōng）的空氣通過閥門（mén）或虹吸的方法迅速排空，此時濾層中（zhōng）從上到下衝洗的水流量瞬時忽然加大，導（dǎo）致濾料層（céng）忽然向下膨脹，脈衝幾次後，可（kě）以把附著在濾料上的懸浮物質脫落，再打開排泥閥，利用生物濾（lǜ）池的出水進（jìn）行水漂洗，可（kě）有效地達到清潔濾料的目的。

　　具有以下優點：

　　①、較小的濾層阻力；采（cǎi）用氣水同向流，避免了氣水逆向流時水流速度和氣流速度的相對抵消而造成能量（liàng）的浪費，另外，濾料粒徑較均勻，大大增（zēng）加濾層的孔隙率，減少濾（lǜ）池運行時的水頭（tóu）損失。

　　②、價格低、性能優的濾料；濾料具有（yǒu）來源廣泛、濾料比表麵積大、表麵適宜微生（shēng）物生長（zhǎng）、價格便（biàn）宜（一般價格低於500元/立方米）、化學穩定性好；濾料比表麵積大，有利於氧氣的傳質，大大提高了充氧效率，布氣可采用（yòng）穿孔管布氣即可（kě），節省工程投資。

　　③、獨特的脈衝反衝洗形式；傳統的水反衝（chōng）、氣水反衝均難以奏（zòu）效，該濾池采用獨特的脈（mò）衝反衝洗方（fāng）式，不需要專門的反衝（chōng）洗水泵及鼓風機，是一種高 效、低能耗的（de）反（fǎn）衝洗形式。

　　應用範圍

　　曝氣生（shēng）物濾池的應用範圍較為廣泛，其在水深度處理、微汙染源水處（chù）理、難降解（jiě）有機（jī）物處理、低溫汙水的硝化、低溫微汙染（rǎn）水處理中都有很好的、甚至不可替代（dài）的功能。