生产厂家提供空气扩散装置的氧转移参数是在标准条件下测定的，所谓标准条件是： 水温２０℃，气压为１．０１３×１０５Ｐａ（大气压），测定用水是脱氧清水。因此，必须根据实际 条件对厂商提供的氧转移速度等数据加以修正。 在标准条件下，转移到曝气池混合液的总氧量 （犚０ ，ｋｇ／ｈ）为： （４８８） （４８９） 犚０ ＝ 犓 犆 犞Ｌａ（２０） ｓ（２０） 而在实际条件下，转移到曝气池的总氧量犚 为： 犚 ＝α犓Ｌａ（２０）［βρ犆ｓ（Ｔ）－犆］１．０２４（Ｔ－２０）犞 ＝犚ｒ犞 解上二式得： 犚０ ＝α［βρ犆ｓｂ（Ｔ犚）犆－ｓ犆（２０］）１．０２４（Ｔ－２０） （４９０） 由于犚＝犚ｒ犞，犚ｒ 可以根据式 （４２６）求定。因此，犚０ 值可以求出。 在一般情况下： 犚０ ＝１．３３～１．６１ 犚 即实际工程较标准条件下转移到曝气池混合液的总氧量低３３％～６１％。 氧转移效率 （氧利用效率）为： 犈Ａ ＝ 犚犛０１００％ （４９１） 犛 ＝犌ｓ×０．２１×１．４３＝０．３犌ｓ （４９２） 式中　犛 ———供氧量，ｋｇ／ｈ； 犌ｓ———供气量，ｍ３／ｈ； ０．２１———氧在空气中所占百分比； １．４３———氧的容重，ｋｇ／ｍ３。 对鼓风曝气，各种空气扩散装置在标准状态下犈Ａ 值，是厂商提供的，因此供气量可 以通过式 （４９１）和式 （４９２）确定，即： 犌ｓ ＝ 犚０ ×１００ （４９３） ０．３犈Ａ 犚０ 值根据公式 （４９０）确定。 对机械曝气各种叶轮在标准条件下的充氧量与叶轮直径及其与线速度的关系，也是厂 商通过实际测定确定并提供的。如泵型叶轮的充氧量与叶轮直线及叶轮线速度的关系，按 下式确定： 犙０ｓ ＝０．３７９ν０．２８犇１．８８犓 （４９４） 式中　犙ｏｓ———泵型叶轮在标准条件下的充氧量，ｋｇ／ｈ； ν———叶轮线速度，ｍ／ｓ； 犇 ———叶轮直径，ｍ； 犓 ———池型结构修正系数。 犙ｏｓ＝犚０，犚０ 值则按式 （４９０）确定。所需叶轮直径可以通过公式 （４９４）求定 （泵 型叶轮），其他类型的叶轮的充氧量则通过相应的公式或图表求出。 【例４２】某 城 镇 污 水 量 犙＝１００００ｍ３／ｄ，原 污 水 经 初 次 沉 淀 池 处 理 ＢＯＤ５ 值 犛ａ＝ １５０ｍｇ／Ｌ，要求处理水 ＢＯＤ５ 值犛ｅ＝１５ｍｇ／Ｌ，去除率９０％，求定鼓风曝气时的供气量和 １３７

采用机械曝气时所需的充氧量。有关的设计参数为： 混合液活性污 泥 浓 度 （挥 发 性）犡ｖ＝ ２０００ｍｇ／Ｌ，曝 气 池 出 口 处 溶 解 氧 浓 度 犆＝ ２ｍｇ／Ｌ，计算水温２５℃。 有关设计的各项系数为：犪′＝０．５，犫′＝０．１；α＝０．８５；β＝０．９５；ρ＝１；犈Ａ＝１０％。 经计算，曝气池有效容积犞＝３０００ｍ３，空气扩散装置安设在水下４．５ｍ 处。 【解】 （１）求定需氧量 按公式 （４２６） 犚 ＝ Ｏ２ ＝犪′犙（犛０ －犛ｅ）＋犫′犡ν犞 代入各值 犚 ＝ Ｏ２ ＝１００００×０１．０５０（０１５０－１５）＋０．１２０００１０×００３０００＝１２７５ｋｇＯ２／ｄ （２）计算曝气池内平均溶解氧饱和度，按公式 （４８４），即： 犘ｂ ２．０２６×１０５ （ ）犆ｓｂ ＝犆ｓ ＋４犗２ｔ 计算，为此，确定式中各参数值： １）求定空气扩散装置出口处的绝对压力犘ｂ 值，按公式 （４８５）： 犘ｂ ＝１．０１３×１０５ ＋９．８×４．５×１０３ ＝１．４５４Ｐａ ２）求定气泡离开池表面时，氧的百分比犗ｔ 值，按公式 （４８６）： 犗ｔ ＝７９２＋１２（１１（－１０－．１０．）１）１００％ ＝１９．３％ ３）确定计算水温２０℃和２５℃条件下的氧的饱和度，查表４１０，得： 犆ｓ（２０°）＝９．１７ｍｇ／Ｌ 犆ｓ（２５°）＝８．４ｍｇ／Ｌ 代入各值，得： （ ）犆ｓｂ（２５°） ＝８．４ ２１．．０４２５６４＋１４９．２３ ＝９．８８ｍｇ／Ｌ （ ）犆ｓｂ（２０°） ＝９．１７ ２１．．０４２５６４＋１４９．２３ ＝１０．８ｍｇ／Ｌ （３）计算２０℃时脱氧清水的需氧量，按公式 （４９０），代入各值，得： 犚０ ＝０．８５ １２７５×９．１７ ［０．９５×１×９．８８－２］１．０２４（２５－２０） ＝１６９２ｋｇＯ２／ｄ＝７１ｋｇ／ｈ （４）计算供气量，按公式 （４９３）： 犌ｓ ＝０．１３６９×２１０×１００＝５６４００ｍ３／ｄ＝３９．２ｍ３／ｍｉｎ （５）求定采用表面机械曝气时，所需的充氧量。计算按公式 （４９０），代入各值， １）计算２０℃时脱氧清水的需氧量，按公式 （４９０）计算，代入各值，得： １３８

犚０ ＝ ０．８５ １２７５×９．１７ ［０．９５×１×８．４－２］１．０２４（２５－２０） ＝２０９８．３９ｋｇＯ２／ｄ＝８７．４３ｋｇ／ｈ ２）需氧量： 犙ｏｓ ＝８７．４３ｋｇ／ｈ 可以按公式 （４９４）计算或按图表查出叶轮尺寸。 ４５３　供氧方式的选择 当前广泛用于污水好氧生物处理的供氧方式分为鼓风曝气和机械曝气两大类，而空气 扩散装置是该系统中至关重要的设备之一，可根据工程实际需要进行供氧方式的选择。 空气扩散装置在曝气池内的主要作用是： （１）充氧，将空气中的氧 （或纯氧）转移到混合液中的活性污泥絮凝体上，以供应微 生物呼吸之需。 （２）搅拌、混合，使曝气池内的混合液处在剧烈的混合状态，使活性污泥、溶解氧、 污水中的有机污染物三者充分接触。同时，也起到防止活性污泥在曝气池内沉淀的作用。 表示空气扩散装置技术性能的主要指标是： （１）动力效率 （犈ｐ），每消耗１ｋＷｈ电能转移到混合液中的氧量，以ｋｇＯ２／（ｋＷ·ｈ）计。 （２）氧的利用效率 （犈Ａ），通过鼓风曝气转移到混合液中的氧量，占总供氧量的百分 比 （％）。 （３）氧的转移效率 （犈Ｌ），也称为充氧能力，通过机械曝气装置的转动，在单位时间 内转移到混合液中的氧量，以ｋｇＯ２／ｈ计。 对鼓风曝气系统性能按 （１）、 （２）两项指标评定，对机械曝气装置性能则按 （１）、 （３）两项指标评定。 ４５４　鼓风曝气系统与空气扩散装置 鼓风曝气系统由空压机、空气扩散装置和一系列连通的管道组成。空压机将空气通过 一系列管道输送到安装在曝气池底部的空气扩散装置，经过扩散装置，使空气形成不同尺 寸的气泡。气泡在扩散装置出口处形成，尺寸则取决于空气扩散装置的类型，气泡经过上 升和随水循环流动，最后在液面处破裂，在这一过程中产生氧向混合液中转移的作用。 鼓风曝气系统的空气扩散装置主要分为：微气泡、中气泡、大气泡、水力剪切、水力 冲击及水下空气扩散装置等类型。 １． 微气泡空气扩散装置 也称为多孔性空气扩散装置，多是用多孔性材料如陶粒、粗瓷等掺以适当的如酚醛树 脂一类的胶粘剂，在高温下烧结成为扩散板、扩散管及扩散罩的形式。这一类扩散装置的 主要性能特点是产生微小气泡，气、液接触面大，氧利用率较高，一般都可达１０％以上， 其缺点是气压损失较大，易堵塞，送入的空气应预先经过滤处理。 以下简要阐述了我国通行采用的几种类型的微气泡空气扩散装置。 （１）扩散板 呈正方形，尺寸多为３００ｍｍ × ３００ｍｍ × ３５ｍｍ。 扩散板多采用如图４１７所示的板匣的形式安装，每个板匣有各自的进气管，便于维 护管理、清洗和置换。 １３９

图４１７　扩散板空气扩散装置 （ａ）扩散板沟安装方式；（ｂ）扩散板匣安装方式；（ｃ）扩散板与扩散管 扩散板一般沿曝气池廊道的一侧或两侧布置安装，其有效面积应按压缩空气量计算， 一般为曝气池池底面积的１／１５～１／９。 当曝 气 池 水 深 ＜４．８ｍ 时， 氧 利 用 率 介 于 ７％ ～１４％， 动 力 效 率 则 为 １．８～ ２．５ｋｇＯ２／ｋＷｈ。 （２）扩散管 一般采用的管径为６０～１００ｍｍ，长度多为５００～６００ｍｍ，常以组装形式安装，以８～ １２根管组装成一个管组 （图４１８），便于安装、维修。其布置形式同扩散板。 扩散管的氧利用率介于１０％～１３％之间，动力效率约为２ｋｇＯ２／ｋＷｈ。 （３）固定式平板型微孔空气扩散器 主要组成包括：扩散板、通气螺栓、配气管、三通短管、橡胶密封圈、压盖等，如图 ４１９所示。 １４０

图４１８　扩散管组安装图 　　 图４１９　固定式平板型微孔空气扩散器 我国生产的平板型微孔空气扩散装置有 ＨＷＢ１型、ＨＷＢ２型和 ＢＹＷ１等，其各项 主要参数为：平均 孔 径 １００～２００μｍ， 服 务 面 积 ０．３～０．７５ｍ２／个， 动 力 效 率 ４～６ｋｇＯ２／ ｋＷｈ，氧利用率２０％～２５ ％； 扩散器占曝气池面积系数比例为６．２％～７．７５ ％。 （４）固定式钟罩型微孔空气扩散器 目前我国生产的钟罩型微孔空气扩散器有 ＨＷＢ３型和 ＢＧＷ１型等，如图４２０所 示，其技术参数与平板型基本相同。 上述两种微孔空气扩散器多采用刚性材料，如陶瓷、刚玉等材料制造，氧利用率和动 力效率都较高，但存在一些缺点，如：易被堵塞，空气需要净化等。 （５）膜片式微孔空气扩散器 德国研究开发的 ＲＥＸＪＦＵ 膜片式空气扩散器，其构造如图４２１所示。 　 图４２１　膜片式微孔空气扩散器 图４２０　固定式钟罩型微孔空气扩散器 空气扩散器的底部为由聚丙烯制成的底座，用合成橡胶并采用特殊工艺加工制成的微 孔膜片则被金属丝箍固定在底座上。在膜片上开有按同心圆形式布置的孔眼。鼓风时，空 气通过底座上的通气孔，进入膜片与底座之间，使膜片微微鼓起，孔眼张开，空气从孔眼 逸出，达到空气扩散的目的。供气停止，压力消失，在膜片的弹性作用下，孔眼自动闭 合，并且由于水压的作用，膜片压实在底座之上。曝气池中的混合液不能倒流，不会使孔 １４１

眼堵塞。这种空气扩散器可扩散出直径为１．５～３．０ｍｍ 的气泡，因此少量的尘埃也可以 通过孔眼，不会堵塞，也无需设除尘设备。 这种空气扩散装置， 主 要 的 技 术 参 数 有： 直 径 ５２０ｍｍ， 每 个 装 置 的 服 务 面 积 为 １～ ３ｍ２，动力效率３．４ｋｇＯ２／ｋＷｈ，氧利用率２７％～３８％。 为了便 于 维 护 管 理， 在 运 行 过 程 中能随时 或 定 期 将 扩 散 器 提 出 水 面， 加以清理，开 发 了 提 升 式 微 孔 空 气 扩 散器。 （６）摇臂式微孔空气扩散器 目前我 国 生 产 的 摇 臂 式 微 孔 空 气 扩散器是 ＰＥＩＩＩ型，它是由微孔扩散 管、活动 臂 及 提 升 器 ３ 部 分 所 组 成 （图４２２）。 微孔管直径７０ｍｍ，总长５００ｍｍ， 由聚乙烯 特 别 加 工 制 成， 其 气 孔 径 在 ８０～１２０μｍ 左右，每个微孔管服务面 图４２２　摇臂式微孔空气扩散器 积 为 ２ｍ２， 动 力 效 率 可 达 ４．４ ～ ５．４５ｋｇＯ２／ｋＷｈ。 氧 利 用 率 为 （ａ）微气泡空气扩散管；（ｂ）摇臂 １８％～３０％。 活动摇臂就是可以提升的配管系统，微孔扩散管安装在支管上，一般呈栅格状。活动 臂的底座固定在池臂上，活动立管伸入池中，支管落在池底部，并由支架支撑。空气扩散 器提升机，为活动式电动卷扬机，起吊小车可随意移动，将摇臂提起。 （７）无泡空气扩散装置 无泡曝气工艺是一种新型的曝气供氧技术。所谓无泡曝气供氧是相对于传统的鼓泡式 供氧方式而言，是指液相内无肉眼可见气泡的供氧方式。 无泡空气扩散装置的主体是无泡供氧组件，一般是致密的选择性透气材料和疏水性中 空纤维微孔膜，该纤维膜起着提高气泡稳定性的作用。其原理是：让空气 （或纯氧）在一 束疏水性中空纤维微孔膜的管腔内流动，保持氧气压力低于膜的泡点 （在曝气过程中产生 肉眼可见气泡时的最小气压），水相在管外流动，在膜两侧氧分压差的推动下，管腔内的 氧透过膜壁上的微孔扩散进入管外的水体中。由于膜微孔的孔径小且孔密度高，气体在膜 内被高度分散，传氧过程中无肉眼可见的气泡产生，传质达到最佳状况。 该扩散装置在不产生肉眼可见气泡的情况下，直接把氧气溶解到水中，因而具有能耗 低、曝气效率高和氧利用率高的优点。同时，由于在曝气过程中不产生气泡，可以避免在 供氧过程中产生泡沫并带出水中的挥发性有机物。 根据气相在中空纤维膜中的流通方式，无泡供氧装置可以分为流通式和死端式，如图 ４２３所示。水流速和气相压力是影响无泡曝气传质系数的２个主要参数。 ２． 中气泡空气扩散装置 （１）穿孔管 应用较为广泛的中气泡空气扩散装置是穿孔管，由管径介于２５～５０ｍｍ 之间的钢管 １４２

图４２３　无泡供氧装置 （ａ）流通式逆向平行流无泡供氧装置；（ｂ）死端式同向平行流无泡供氧装置 或塑料管制成，由计算确定，在 管壁两侧向下 相隔４５°角，留有直径为３～５ｍｍ 的孔眼或隙 缝，间距５０～１００ｍｍ，空气由孔眼溢出。 这种扩散装置构造简单，不易堵塞，阻力 小，但氧的 利 用 率 较 低， 只 有 ４％ ～６％ 左 右， 动力效率亦低，约１ｋｇＯ２／ｋＷｈ。 穿孔管扩散器多组装成栅格型，一般多用 于浅层曝气曝气池 （图４２４）。 （２）ＷＭ１８０型网状膜空气扩散装置 图４２４　穿孔管扩散器组装图 近年来，国内某些设计单位研制、生产出 （用于浅层曝气的曝气栅） 几种属于中气泡的空气扩散装置。这些装置的特点是不易堵塞、布气均匀，构造简单，便 于维护管理，氧的利用率较高，ＷＭ１８０型网状膜空气扩散装置即为其中具有代表性的产 品 （图４２５）。 ＷＭ１８０型网状膜空气扩散装置由主体、螺盖、网状膜、分配器和密封圈所组成。主 体骨架用工程塑料注塑成型，网状膜则由聚酯纤维制成。 该装置由底部进气，经分配器第一次切割并均匀分配到气室，然后通过网状膜进行二 次分割，形成微小气泡扩散到混合液中。 ＷＭ１８０型网状膜空气扩散装置的各项参数如下：每个扩散器的服务面积０．５ｍ２，动 力效率２．７～３．７ｋｇＯ２／ｋＷｈ，氧利用率１２ ％～１５ ％。 ３． 大气泡空气扩散装置 １４３

一般采用竖管曝气 （图４２６）。竖管曝气是在曝 气池的一侧布置以横管分支成梳形的竖管，竖管直径 在１５ｍｍ 以上，离池底１５０ｍｍ 左右。由于大气泡在 上升时形成较强的紊流并能够剧烈地翻动水面，从而 加强了气泡液膜层的更新和从大气中吸氧的过程。图 图４２５　ＷＭ１８０型网状膜 ４２６为一种竖管扩散器及其布置的示意图。 空气扩散装置 通常扩散器的气泡愈大，氧的传递速率愈低，然 １—螺盖；２—扩散装置本体；３—分配器； 而它的优 点 是 堵 塞 的 可 能 性 小，空 气 的 净 化 要 求 也 ４—网膜；５—密封垫 低，养护管理比较方便。微小气泡扩散器由于氧的传 递速率高，反应时间短，曝气池的容积可以缩小，因而选择何种扩散器应因地制宜。 图４２６　竖管曝气装置 ４． 水力剪切式空气扩散装置 利用装置本身的构造特征，产生水力剪切作用，在空气从装置吹出之前，将大气泡切 割成小气泡。在我国通用的属于此种类型的空气扩散装置有：倒盆式扩散装置、固定螺旋 式扩散装置和金山型空气扩散装置等。 （１）倒盆式空气扩散装置 倒盆式空气扩散装置由盆形塑料壳体、橡胶板、塑料螺杆及压盖等组成，其构造如图 ４２７所示。空气由上部进气管进入，由盆形壳体和橡胶板间的缝隙向周边喷出，在水力 剪切的作用下，空气泡被剪切成小气泡。停止供气，借助橡胶板的回弹力，使缝隙自行封 口，防止混合液倒灌。 该式扩散器的各项技术参数：服务面积６×２ｍ２，氧利用率６．５％～８．８％，动力效率 １．７５～２．８８ｋｇＯ２／ｋＷｈ，氧总转移系数 犓Ｌａ４．７～１５．７ｍｉｎ－１。 （２）盆形曝气器 ＳＸＩ型 盆 形 曝 气 器 系 由 下 部 充 气 ， 其 中 部 有 １０ 个 三 角 形 排 气 孔 ， 空 气 连 续 通 过 三 角形小孔而被切割成较细气泡；另外在中部出气管座上安设有圆球，充气时圆球被举 起而让开出气孔口，当停止充气时，圆球即借自重落入出气孔的管座上，使出气孔封 １４４

图４２７　塑料倒盆式空气扩散装置 １—倒盆式塑料壳体；２—橡胶板；３—密封圈；４—塑料螺杆； ５—塑料螺母；６—不锈钢开口销 堵，从而可防止污泥倒灌和堵塞出气孔。工作时空气沿盆形壳体周边向四周喷出，呈 一般喷流旋转上升。ＳＸⅡ型盆形曝气器是由 ＡＢＳ （工程塑料）注塑成型。由于喷头的 特殊形状和结构特点，气泡在从形成到逸入水的过程中，不断被曝气头剪成小气泡， 故充氧能力高。因有独特的浮球密封结构，使用时不易堵塞，且具有良好的冲击韧性、 耐腐蚀性和耐热性，是活性污泥法曝气池和生物接触氧化池最理想的曝气装置。装置 结构如图４２８所示。 图４２８　盆形曝气器 主要技术参数： ＳＸⅠ型：服务面积１～２ｍ ２／个，供气 量 ２０～２５ｍ３／ｈ， 氧 利 用 率 ６～９％， 氧 动 力 效 率１．５～２．２ｋｇＯ２／ｋＷｈ。 ＳＸⅡ型：服务面积１～１．５ｍ２／个 （２．５～３ｍ２／个）， 供 气 量 ４～５ｍ３／ｈ 个 （６～１０ｍ３／ｈ 个），氧利用率１５～２０％，动力效率１．５～２．２ｋｇＯ２／ｋＷｈ，适用水深３～５ｍ。 １４５

图４２９　固定式单螺旋空气扩散装置 （３）固定螺旋空气扩散装置 由圆形外壳和固定在壳体内部的螺旋叶片所 组成，每个螺旋叶片的旋转角为１８０°，两个相邻 叶片的旋转方向相反。空气由布气管从底部的布 气孔进入装置内，向上流动，由于壳体内外混合 液的密度差，产生提升作用，使混合液在壳体内 外不断循环流动。空气泡在上升过程中，被螺旋 叶片反复切割，形成小气泡。 当前厂家生产市场出售的固定螺旋空气扩散 装置有：固定单螺旋、固定双螺旋及固定三螺旋 等３种空气扩散装置，其构造分别示于图 ４２９、 图４３０ 和 图 ４３１ 中， 而 规 格、 工 艺 参 数 和 技 术 性能则分别列举于表４１１中。 　　　　 图４３０　固定双螺旋空气扩散装置 图４３１　固定三螺旋空气扩散装置 （４）金山Ⅰ型空气扩散装置 金山Ⅰ型空气扩散装置 （图４３２）在外形上呈圆锥形倒莲花状，由高压聚乙烯注塑 成型。空气由上部连接管进入，被内壁肋剪切，形成小气泡，提高了氧的转移率。 １４６

固定螺旋空气扩散装置规格和性能 表４１１ 名称 规格 材质 服务面积 氧利用率 动力效率 固定单螺旋空气扩散装置 （ｍ２） （％） （ｋｇＯ２／ｋＷｈ） 固定双螺旋空气扩散装置 Φ２００单螺旋 硬聚氯乙烯 ２．２４～２．４８ 固定三螺旋空气扩散装置 ＸＨ１５００ ３～９ ７．４～１１．１ 不饱和聚酯 １．５～２．５ Φ２００双螺旋 玻璃钢 ４～８ ９．５～１１．０ Ｘ１７４０ （一般５～６） ２．２～２．６ 硬聚氯乙烯 ８．７ ３Φ１８０ＸＨ１７４０ 玻璃钢聚丙烯 ３～８ ３Φ１８５ＸＨ１７４０ 玻璃钢 　　本扩散装置，构造简单，便于维护管理，但氧利用率较低，适用于中、小型污水处理 厂，其各项技术参数主要是：每个扩散器的服务面积１ｍ２，氧利用率８％左右，每个扩散 装置的充氧能力为０．４１ｋｇＯ２／ｈ。 （５）动态曝气器 动态曝气器主要由曝气筒体、空气分配盘、橡胶止回阀、小球体、多孔板组成 （图 ４３３）。其工作原理是：通过高速气流紊流运动和多个小球体旋转碰撞切割成小气泡来实 现高效充氧目的。空气扩散板由丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物 ＡＢＳ或其他塑料材质制 成，空气扩散板上均匀分布空气通道孔径有０．８ｍｍ、２ｍｍ 等规格，其空气通道较短，光 滑不易堵塞，正常使用期间曝气气泡均匀一致。 　　 图４３２　金山Ⅰ型空气 图４３３　动态曝气器 扩散装置 １—筒体；２—环 缝；３—空 气 分 配 盘；４—小 球 体；５—多 孔 （ａ）扩散装置；（ｂ）钢管接头 　　板；６—止回板；７—螺栓；８—垫圈；９—环形密封垫 技术优势：服务面积大，充氧能力好，氧利用率高；不易堵塞，停止使用后小球体漂 浮堵住格网，污泥不能进入曝气筒体；体材质性能稳定，使用寿命长，可半永久性使用； 系统维护、维修方便；适应能力强，适用范围广。 技术参数 （１６０型）：供气量１８ｍ３／ｈ，氧利用率１５％左右，充氧能力１ｋｇＯ２／ｍ３·ｈ，动力 １４７

效率１．５ｋｇＯ２／ｋＷｈ左右，氧总转移系数 ＫＬａ＝０．１５ｍｉｎ－１，服务面积０．３６～０．５ｍ２／个。 可用于接触氧化池、活性污泥曝气池、预曝气池以及其他需要充氧的场所，将大大提 高原系统的充氧效率。 （６）散流式曝气器 散流式曝气器由齿形曝气头、齿形带孔 散流罩、导流板、进气管及锁紧螺母等部件 组成。装置结构如图４３４所示。 玻璃钢或 ＡＢＳ整体成型，具有良好的 耐腐蚀性。带有锯齿的散流罩为倒伞型，伞 型中圆处有曝气孔，起到补气再度均匀整个 图４３４　散流式曝气器 散流罩的作用，可减少能耗，并将水气混合 均匀分流，减 少 曝 气 器 对 安 装 水 平 度 的 要 １—锯齿形布气头；２—散流罩；３—倒流隔板； 求。散流罩周边布有向下微倾的锯齿以求进 ４—外螺母；５—垫圈；６—内螺母；７—进气管 一步切割气泡。空气由上部进入，经反复切 割，提高氧利用率。 散流式曝气器特点：①液体的剧烈混掺作用使气体由管道输送至曝气器，经过内孔通 过锯齿曝气头，作为水气第一次切割。经散流罩并被周边锯齿再次切割后，带动周围静止 水体上升，由于能量差而引起气液的剧烈混掺，除此而外由于曝气器分布池底，曝气后上 升底气泡与下降的水流发生对流，又增加了气液的混掺，加速了气液界面处水膜的更新。 ②气泡经过两次锯齿切割及气液混掺作用，气泡直径变小，从而增加了气液接触面积，有 利于氧的转移。③散流罩的扩散作用使散流罩将几种一束出来的气体扩散成圆柱状，改变 了池底部的布气状态，增大了布气面积，而且加剧了底部气泡的扩散与底部的气液混掺， 更有利于曝气充氧。 技术参数：服务面积 ０．８～１．５ｍ２／个。充氧效率：当水深４ｍ 时，氧转移效率８％～ ９％，充氧能力０．３～０．４１ｋｇＯ２／ （ｈ·个）。 （７）旋混式曝气器 旋混曝气器是一种新型曝气装置，是在螺旋曝气器、散流式曝气器、金山型曝气器的 基础上改进的一种新型曝气器 （图４３５）。旋混式曝气器采用多层螺旋切割的形式进行充 氧曝气，当气流进入旋混式曝气器时，气流首先通过二道螺旋切割系统切割后进入下层的 多层锯齿形布气头，进行多层切割，使气泡切割成微气泡，这样大大提高了氧的利用率， 具有布气均匀，充氧效率高的特点。该曝气机适用于各大、中、小型的工业废水和城市生 活污水的活性污泥工艺，生物接触氧化法污水处理的曝气器装置以及调节池的预曝气，广 泛适用于生化处理的推流式的混合型的各种曝气池内。 技术优势：该设备具有不堵塞、气阻损耗小的特性，可长期保持细泡均匀密布稳定运 行；和微孔曝气器相比，不存在效率逐渐变差的后顾之忧；环向受力，受力均匀，阻力损 耗小；排气、导流采用的是大孔，由多种结构作用对气流进行分割扩散，是一种先进的曝 气扩散方式；材质不易老化，保障措施全面不需清洗、更换和维修。 主要技术参数：接管开口直径５～６ｍｍ，每个装置的服务面积为０．２５～０．５５ｍ２，充 氧能力０．０７７ｋｇＯ２／ｈ，氧利用率２０％～２１％，阻力损失１９８５Ｐａ。 １４８

图４３５　旋混式曝气器 ５． 水力冲击式空气扩散装置 图４３６　密集多喷嘴空气扩散装置 在我国现行的属于水力冲击式空气扩散装 置的有 密 集 多 喷 嘴 扩 散 装 置 和 射 流 扩 散 装 詈 （ａ）反射板剖面图；（ｂ）装置轴侧图 两种。 １—空气管；２—支柱接工作台；３—反射板； （１）密集多喷嘴空气扩散装置 如图４３６所示，本装置由钢板焊接制成， ４—曝气筒；５—喷嘴 外形呈长方形，主要部件有：进水管、喷嘴、 曝气筒和反射板等。喷嘴安设在曝气筒的中、 下部，空气由喷嘴向上喷出，使曝气筒内混合 液上、下 循 环 流 动。喷 嘴 的 直 径 一 般 为 ５～ １０ｍｍ，数目 可 达 数 百 个，出 口 流 速 为 ８０～ １００ｍ／ｓ。 密集多 喷 嘴 空 气 扩 散 装 置 氧 的 利 用 率 较 高，且不易堵塞。 （２）射流式空气扩散装置 射流式 空 气 扩 散 装 置 是 利 用 水 泵 打 入 的 泥、水混合液的高速水流的动能，吸入大量空 气，泥、水、气混合液在喉管中强烈混合 搅 动，使气泡粉碎成雾状，继而在扩散管内，由 于速头变成压头，微细气泡进一步压缩，氧迅 速地转移到混合液中，从而强化了氧的转移过 程，氧的转移率可高达２０％以上，但动力效率不高 （图４３７）。 ６． 水下空气扩散装置 又称为水下曝气器。装置安装在曝气池底部的中央部位。由空压机送入空气，在叶轮 １４９

的剪切及强 烈 的 紊 流 作 用 下， 空 气 被 切 割 成 微 细的气 泡， 并 按 放 射 方 向 向 水 中 分 布。 由 于 紊 流强烈、气 液 接 触 充 分， 气 泡 分 散 良 好， 氧 转 移率较高。 根据污 水 从 装 置 中 流 出 的 方 向， 这 种 装 置 分为上流式 （图４３８）及下流式 （图 ４３９）两 种类型。 图４３７　射流式水力冲击式 这 种 类 型 的 空 气 扩 散 装 置 具 有 如 下 特 征： 空气扩散装置 无堵塞 之 虑； 既 可 用 于 充 氧 曝 气， 也 可 以 用 于 污水搅 拌， 因 此， 可 兼 用 于 好 氧 处 理 和 厌 氧 处 理系统；可以在确定的范围内，调节空气量；对负荷变动有一定的适应性。 　　　 图４３９　下流式水下空气扩散装置 图４３８　上流式水下空气扩散装置 图４４０所示为安装下流式水下空气扩散装置的曝气池，分别在曝气及搅拌的场合， 污水在池内的流向。 此外，这种设备组成的部件少，易于 维护管理。 ７． 悬挂链式曝气器 悬挂 链 式 曝 气 器 又 称 百 乐 克 技 术 （Ｂｉｏｌａｋ），是 改 良 型 Ａ／Ｏ 工 艺 （活 性 污 泥生化工艺）的核心设备。悬挂链式曝气 图４４０　安装下流式水下空气扩散装置的曝气池 器由供气软管、漂浮布气道、悬挂软管、 橡胶膜管曝气单元组成。曝气膜片采用三 （ａ）曝气的场合；（ｂ）搅拌的场合 元乙丙橡胶、硅橡胶材质，悬挂通气软管是高强度聚氯乙烯管，浮管为抗紫外线硬壁可弯 曲 ＰＥ管 （图４４１）。该装置有效地作用于池子的各个部位，供氧均匀，氧利用率高，能 耗低。悬挂链式曝气器与其他曝气技术的区别在于：布气管道漂浮于水面，橡胶膜管曝气 １５０

单元通过悬挂软管与漂浮布气管相连， 在曝气过程中橡胶膜管曝气单元在水下 可自由摆动，具有高效低耗、维修方便 的显著特点。 主要技术 参 数： 有 效 服 务 面 积 ３～ ５ｍ２／套；膜片厚度１．７～２ｍｍ，通气量 ７～１５ｍ３／套；氧 利 用 率 ＞２８％，动 力 效 率 ６．５ｋｇＯ２／ｋＷｈ， 供 氧 量 ０．６８ｋｇＯ２／ｈ；阻力损失２０００～３０００Ｐａ， 气孔密度 ３４０００ 个／套，形成气泡直径 ０．２～３ｍｍ。 图４４１　悬挂链式曝气器 适用范围： 悬 挂 链 曝 气 器 是 石 化、 纺织、炼 油、焦 化、造 纸、 印 染、 屠 宰、酿造、制药、制革等工业废水及城市生活污水生化处理工程中新型节能曝气设备；在 已运行的曝气器的效率低或堵塞频繁不便维修时，可用悬挂链曝气器进行改造，提高增氧 能力和搅拌 效 果； 用 于 污 水 调 节 池 的 预 曝 气， 防 止 大 颗 粒 泥 沙 沉 积， 并 可 去 除 部 分 有 机物。 ４５５　机械曝气装置 机械曝气装置安装在曝气池水面上下，在动力的驱动下进行转动，通过下列３项作用 使空气中的氧转移到污水中去。 （１）曝气装置 （曝气器）转动，水面上的污水不断地以水幕状由曝气器周边抛向四 周，形成水跃，液面呈剧烈的搅动状，使空气卷入； （２）曝气器转动，具有提升液体的作用，使混合液连续地上、下循环流动，气、液接 触界面不断更新，不断地使空气中的氧向液体内转移； （３）曝 气 器 转 动， 其 后 侧 形 成 负 压 区， 能 吸 入 部 分 空气。 按传动 轴 的 安 装 方 向，机 械 曝 气 器 可 分 为 竖 轴 （纵轴）式 机 械 曝 气 器 和 卧 轴 （横 轴） 式 机 械 曝 气 器 两类。 １． 竖轴式机械曝气装置 又称竖轴叶轮曝气机，在我国应用比较广泛。常用 的有泵形、Ｋ 形、倒伞形、双环伞形和平板形等，现就 图４４２　泵形叶轮曝气器 其构造、工艺特征、计算方法等加以阐述。 构造示意图 （１）泵形叶轮曝气器 １—上平 板；２—进 气 孔；３—上 压 罩； 泵形叶轮曝气器是由叶片、上平板、上压罩、下压 ４—下压罩；５—导流锥顶；６—引气孔； 罩、导流锥顶以及进气孔、进水口等部件所组成，如图 　　 ７—进水口；８—叶片 ４４２所示。其结构尺寸则示之于图４４３。表４１２所列举 的则是叶轮各部分尺寸与叶轮直径犇 的比例关系。 １５１

图４４３　泵形叶轮曝气器结构尺寸图 泵形叶轮曝气器各部分尺寸与叶轮直径犇 的比例关系 表４１２ 代号 尺寸 代号 尺寸 代号 尺寸 代号 尺寸 犇 ｍ ０．０３４３犇 犇１ 犇 犇２ １．１１０犇 犇４ ０．４１２犇 犺 ０．２９９犇 犾 ０．７２９犇 犃２ 犱１ ０．１３９犇 犇５ ０．７２９犇 犛 ０．０２４３犇 犆 ＞犃１ 犚 犺ｓ ０．１３９犇 Φ３ 犎 ０．３９６犇 犫３ ０．０４９７犇 ０～４０ｍｍ ０．５０３犇 犫１ ０．０８６８犇 犃１ ≤０．００８π４犇２ 犫２ ０．１７７犇 犱２ Φ１６ 泵形叶轮的充氧量和轴功率可按下列经验公式计算： （４９５） 犙ｓ ＝０．３７９犓１ν２．８犇１．８８ （４９６） 犖ｚ ＝０．０８０４犓２ν３犇２．０８ 式中　犙ｓ———在标准条件 （水温２０℃，一个大气压）清水的充氧量，ｋｇＯ２／ｈ； 犖ｚ———叶轮轴功率，ｋＷ； １５２

ν———叶轮周边线速度，ｍ／ｓ； 犇 ———叶轮公称直径，ｍ； 犓１ ———池形结构对充氧量的修正系数； 犓２ ———池形结构对轴功率的修正系数。 池形修正系数 犓１、犓２ 见表４１３。 池形修正系数犓１、犓２ 值 表４１３ 池 　　形 曝气池 ０．８５～０．９８ 犓 圆　 池 正方池 长方池 ０．８５～０．８７ 犓１ １ ０．６４ ０．９０ 犓２ １ ０．８１ １．３４ 叶轮外缘最佳线速度应在４．５～５．０ｍ／ｓ的范围内。如线速度小于４ｍ／ｓ，在曝气池中 有可能导致污泥沉积。对于叶轮的浸没度，应不大于４ｃｍ，过深要影响充氧量，而过浅易 于引起脱水，运行不稳定。叶轮不可反转。 （２）Ｋ 形叶轮曝气器 由后轮盘、叶片、盖板及法兰所组成，后轮盘呈流 线型，与若干双曲率叶片相交成液流孔道，孔道从始端 至末端旋转９０°。后轮盘端部外缘与盖板相接，盖板大 于后轮盘和叶片，其外伸部分和各叶片的上部形成压水 罩 （图４４４）。 Ｋ 形叶轮的最佳运行线速度在４．０ｍ／ｓ左右，浸没 度 （水面距叶轮出水口上边缘间的距离）为 ０～１ｃｍ。 叶轮直径与曝气池直径或正方形边长之比大致为１∶６～ １∶１０。 （３）倒伞形叶轮曝气器 如图４４５所 示， 倒 伞 形 叶 轮 曝 气 器 由 圆 锥 体 及 连 在其外表面的叶片所组成。叶片的末端在圆锥体底边沿 水平伸展出一小段，使叶轮旋转时甩出的水幕与池中水 面相接触，从而扩大了叶轮的充氧、混合作用。为了提 高充氧量，某些倒伞形叶轮在锥体上邻近叶片的后部钻 有进气孔。 图４４４　Ｋ 型叶轮曝气器结构图 倒伞形叶轮曝气器构造简单，易于加工。 １—法 兰；２—盖 板；３—叶 片；４—后 轮 倒伞形叶轮转速在３０～６０ｒ／ｍｉｎ之间，动力效率为 盘；５—后流线；６—中流线；７—前流线 ２．１３～２．４４ｋｇＯ２／ｋＷｈ。目前国内最大的倒伞形叶轮直 径为３０００ｍｍ，转速为３３．５ｒ／ｍｉｎ，叶轮外缘线速度为５．２５ｍ／ｓ。 （４）双环伞形曝气器 双环伞形曝气器是由聚乙烯塑料板热压加工而成，其组成部分有环形锯齿布气头、伞 形罩、空气竖管等 （如图４４６）。环形锯齿布气头是由两个直径不同、锯齿不同而高度相 同的环组成，其作用是切割、分散空气，搅动水体；外环进一步强化对气泡的切割和水气 １５３

图４４５　倒伞形叶轮结构及其尺寸 图４４６　双环伞形曝气器 １—内环；２—外环；３—伞形罩；４—通气孔；５—活接头；６—水平调节杆；７—空气竖管； ８—调节杆上正反丝扣；９—胶街头；１０—小伞罩 的混掺作用。该曝气器的特征在于：由两个带锯齿的环组成的环形锯齿布气头装在带有锯 齿的伞形罩的中下部，内环与装在伞形罩中上部的空气竖管相通，外环内侧的伞形罩板上 开有通气孔；小伞罩固定在空气竖管的下部，通气孔的上方；水平调节杆经正反扣，一端 固定在伞形罩上，一端与空气竖管相连。此种曝气器结构合理、简单、不堵塞、耐腐蚀， １５４

施工安装调度简单，维修管理方便，造价低廉，充氧性能好。 技术参数：氧利用率８．４％，充氧能力１９．３４ｋｇＯ２／ｈ，动力效率２．８１ｋｇＯ２／ｋＷｈ。曝 气器尺寸见表４１４。 双环伞形曝气器尺寸 表４１４ 产品类型 直径 ６００ｍｍ 齿数 直径 ４００ｍｍ 齿数 （ｍｍ） 高度 （个） （ｍｍ） 高度 （个） （ｍｍ） （ｍｍ） 锯齿环 内 ９０ ６０ ２０ ９０ ９０ ２０ 外 ２００ ６０ ４０ ２００ ９０ ４０ ５０ 锯齿伞 小 ２５０ ５０ ５０ ２５０ ５０ ８０ 大 ６００ ５０ １２０ ４００ ５０ （５）平板形叶轮曝气器 由平板、叶片和法兰构成。叶片与平板半径的角度一般在０°～２５°之间，最佳角度为 １２°。平板形叶轮曝气器构造简单，制造方便，不堵塞。 图４４７所示为平板形叶轮曝气器构造图，而图４４８所示则为其改进型。 　　　 图４４８　改进型平板叶轮 曝气器构造示意图 图４４７　平板形叶轮曝气器构造示意图 １—驱动装置；２—进气孔；３—叶片； ４—停转时水位线 ２． 卧轴式机械曝气装置 （１）转刷曝气器 现在应用的卧轴式机械曝气器主要是转刷曝气器。 转刷曝气器主要用于氧化沟，它具有负荷调节方便，维护管理容易，动力效率高等 优点。 转刷曝气器由水平转轴和固定在轴上的叶片所组成，转轴带动叶片转动，搅动水面溅 成水花，空气中的氧通过气液界面转移到水中。 １５５

图４４９所示为转刷曝气器的一种，应用较多，其特点是将位于同一圆周上的转刷叶 片用螺 栓 连 接 成 为 一 个 整 圆，在 螺 栓 的 作 用 下，转 刷 叶 片 紧 紧 地 夹 住 转 轴，并 传 递 转矩。　　　 图４４９　转刷曝气器 表４１５所列举的是国内部分转刷曝气器电动机输入功率测定数据。 国内部分转刷曝气器电动机输入功率测定数据 表４１５ 序号 转刷直径 叶片 每排 刷宽 刷距 转速 浸没深度 传动形式 电动机 配用电动机 输入功率 功率 （ｍｍ） 排数 刷数 （ｍｍ） （ｍｍ） （ｒ／ｍｉｎ） （ｃｍ） （ｋＷ） （ｋＷ） １ ８００ ６ ２６ ５０ ５０ ７２．３ 三角皮带—ＪＺＱ 型 ７．５ １５ ４．１２ 双级齿轮减速器 ２ ８００ ６ ２６ ５０ ５０ ５５．６ １５ 涡轮减速器 ３．０４ ５．５ ３ ８００ ６ １２ ７０ ２０ ＪＴＣ减速电动机 ２．１ ６．６ 图４５０所示为丹麦克鲁格公司制造的转刷曝气器及其特性曲线，其规格及技术参数 则列举于表４１６中。该公司制造的转刷曝气器已在我国某城市污水处理厂应用。 丹麦克鲁格公司转刷曝气器技术参数表 表４１６ 型号 Ｍａｘｉ９．０ 技术指标 Ｍａｘｉ６．５ Ｍａｘｉ７．５ 转刷直径 （ｍｍ） １０００ １０００ １０００ 转刷长度犃／装置长度犅 （ｍｍ） ６４４０／７８９０ ７６４０／９０９０ ９１４０／１０５９０ 电机功率 （ｋＷ） ３７ ３７ ４５ １５６

技术指标 Ｍａｘｉ６．５ 型号 续表 ７３ Ｍａｘｉ７．５ 转速 （标准转速）（ｒ／ｍｉｎ） Ｍａｘｉ９．０ 转速 （二级转速）（ｒ／ｍｉｎ） ７３／４８ ７３ ７３ ２３４０ ７３／４８ 净重 （ｋｇ） ７３／４８ ２５５０ ２８５５ 图４５０　丹麦克鲁格公司转刷曝气器及其特性曲线 （ａ）转刷；（ｂ）特性曲线 （２）转碟曝气机 转碟曝气机又名曝气转盘，属于机械曝气机中的水平轴盘式表面推流曝气器。转碟曝 气机是氧化沟的专用环保设备，对污水进行充氧，可以防止活性污泥的沉淀，有利于微生 物的生长。在保证满足 混 合 液 推 流 速 率 及 充 氧 效 果 的 条 件 下， 适 用 有 效 水 深 可 达 ４．３～ ５．０ｍ。转碟曝气 机 由 曝 气 转 碟， 水 平 轴、 轴 承 座、 柔 性 联 轴 器， 减 速 器 和 电 动 机 构 成。 其转碟一般由抗腐蚀的玻璃钢或高强度的工程塑料制成，盘片面上有大量规则排列的三角 形或梯形突出物和不穿透小孔 （曝气孔），用以增加和提高推进混合的效果和充氧效率。 转碟曝气机的水平轴采用厚壁无缝钢管制造，表面作特种玻璃钢防腐处理。目前生产的水 平轴直径有三种规格：Φ１：１５２ｍｍ× （１２～１４）ｍｍ；Φ２：２１９ｍｍ× （１４～１６）ｍｍ； Φ３：３２５ｍｍ× （１６～１８）ｍｍ。可根据用户要求加工成各种的长度，可完全满足各种大、 １５７

中、小型氧化沟对转盘曝气机的需求。装置结构见图４５１。 图４５１　转碟曝气机 １—电机；２—减速器；３—柔性联轴器；４—防溅板；５—转碟；６—主轴；７—轴承座 转盘曝气机转碟的安装密度可以调节，便于根据需氧量调整机组上转碟的安装数量， 每个转碟可独立拆装，设备维护保养方便。 主要技术参数： 曝气转碟直径：１４００ｍｍ，１５００ｍｍ。 转碟曝气机适用转速：５０～６５ｒ／ｍｉｎ；经济转速：５５ｒ／ｍｉｎ。 曝气转碟最佳浸没深度：４００～５３０ｍｍ；经济浸没深度：５１０ｍｍ。 在标准状况下：曝气转碟工作水深５．２ｍ，浸没水深５１ｃｍ，转速：５５ｒ／ｍｉｎ，加设导 流板。 曝气转碟单片标准清水充氧能力：１．８５ｋｇＯ２／ （ｈ·碟）。 转碟曝气机充氧效率 （动力效率）：３．３５ｋｇＯ２／ｋＷｈ （以消耗功率计）。 ４．６　活性污泥反应器———曝气池 曝气池是活性污泥反应器，是活性污泥工艺系统的核心设备，活性污泥工艺系统的净 化效果，在很大程度上取决于曝气池的功能是否能够正常发挥。 曝气池从以下几方面分类： １５８

（１）从混合液流动形态方面，曝气池分为推流式、完全混合式和循环混合式３种； （２）从平面形状方面，可分为长方廊道形、圆形、方形以及环状跑道形等４种； （３）从采用的曝气方法方面，可分为鼓风曝气池、机械曝气池以及两者联合使用的机 械———鼓风曝气池； （４）从曝气 池 与 二 次 沉 淀 池 之 间 的 关 系，可 分 为 曝 气—沉 淀 池 合 建 式 和 分 建 式 两种。　　　 本节按 （１）的分类，对各种类型曝气池的工艺与构造特征进行阐述。 ４６１　推流式曝气池 推流式曝气池呈长方廊道形。所谓推流，就是污水 （混合液）从池的一端流入，在后 继水流的推动下，沿池长度流动，并从池的另一端流出池外。对这种类型曝气池，在工 艺、构造等方面，应考虑下列各项问题。 １． 关于曝气系统与空气扩散装置 推流式曝气池多采用鼓风曝气系统，但也可以考虑采用表面机械曝气装置。 采用鼓风曝气系统时，传统的做法是 将空气扩散装置安装在曝气池廊道底部的 一侧，如图４５２ （ａ）所示，这样的做法 可使水流在池内呈旋转状流动，提高气泡 与混合液的接触时间，对此，曝气池廊道 的 宽 ∶ 深，一 般 要 在 ２ 以 下，多 介 于 １．０～１．５之间。 如 果 曝 气 池 的 宽 度 较 大， 则应考虑将空气扩散装置安设在廊道的两 侧，如图４５２ （ｂ）所示。也可以按一定 的形式，如相互垂直的正交形式或呈梅花 形交错式均衡地布置在整个曝气池底。 采用表面机械曝气装置时，则沿池长 在池中 线 每 隔 一 定 距 离 设 置 一 台 曝 气 装 置，其间距则取决于每台曝气装置的服务 面积。 采用表面机械曝气装置时，混合液在 曝气池内的流态，就每台曝气装置的服务 图４５２　推流式鼓风曝气池空气扩散装置 面积来讲是完全混合，但就整体廊道而言 布置形式与水流在横断面的流态 又属于推流。在这种情况下，相邻两台曝 气装置的旋转方向应相反 （图４５３），否 （ａ）在池底一侧；（ｂ）在池底的两侧 则两台装置之间的水流相互冲突，可能形成短路。 如果沿曝气池廊道的长度，按每台曝气装置的服务面积设隔墙，将曝气池分为若干曝 气室 （图４５４），则每个曝气室内的混合液都保持着独立的完全混合流态，而与相邻曝气 室的水流互无干扰，在这种情况下，曝气装置都可以保持同一的转向。 ２． 关于曝气池的数目及廊道的排列与组合 曝气池的数目随污水处理厂的规模而定，一般在结构上分成若干单元，每个单元包括 １５９

图４５３　采用表面曝气装置的推流式曝气池 图４５４　设置隔墙的采用表面曝气装置的推流式曝气池 一座或几座曝气池，每座曝气池常由１～５个廊道组成 （图４５５）。当廊道数为单数时，污 水的进、出口分别位于曝气池的两端；而当廊道数为双数时，则位于廊道的同一侧。 图４５５　曝气池的廊道组合 如在曝气池的进水与出水两侧，增设污水配水渠道，中间并用中间渠道连通 （图４ ５６），则可以采用多种运行方式，进、出口的设置位置更为灵活多样。 ３． 关于曝气池廊道的长度、宽度和深度 曝气池廊道的长度，主要根据污水处理厂所在地址的地形条件与总体布置而定。在水 流运动方面则应考虑不产生短流，就此，长度可达１００ｍ，但以５０～７０ｍ 为宜。 长度 （犔）与池宽度 （犅）之间以保持下列关系为宜： 犔 ≥ （５～１０）犅 （４９７） １６０

当空气扩散装置安设在廊道底部的一侧时，池宽度与池深度 （犎）之间宜保持下列 关系： 犅 ＝ （１～２）犎 （４９８） 在确定曝气池的深度时，应考虑氧的利用效率；此外，池的深度与造价及动力费用密 切相关。池深大，有利于氧的利用，但造价与动力费用都将有所提高。反之，造价及运行 费用降低，但氧的利用率也将降低。 此外，还应考虑土建结构和曝气池的功能要求，允许占用的土地面积，能够购置到的 空压机所具有的压力等因素。 图４５６　设有配水渠道 （进、出水两侧及中间） 的推流式曝气池 （４廊道） １—经预处理后的污水；２—配水渠道 （前、后及中间）；３—从曝气池 流出的混合液；４—二 次 沉 淀 池；５—处 理 后 污 水；６—污 泥 泵 站；７— 　　 回流污泥；７′—回流污泥渠道；８———剩余污泥排放 综上所述，推流式曝气池的深度必须综合考虑上述各项因素，并进行经济—技术比较 后确定。 当前我国对推流式曝气池采用的深度多为４～７ｍ。 ４． 关于在曝气池内设横向隔墙分室问题 在曝气池内沿其长度设若干横向隔墙，将曝气池分为若干个小室，混合液逐室串联流 动，混合液在每个小室内呈完全混合式流态，而从曝气池整体来看则是推流式流态。 采取这种技术措施能够产生以下效益： （１）消除混合液在曝气池内的纵向混合，并使混合液在曝气池的整体内形成真正的推 流流态； （２）消除水流死角； （３）处理水水质稳定。 横向隔墙设置方式有二：①第一室隔墙的一端紧靠池壁，另一端则与池壁之间留有一 定的间距，逐室交替，混合液在室内除完全混合外，还呈横向流动，如图４５７ （ａ）所示； ②第一室的隔墙上端高出水面，下端则与池底之间留有间距，第二室下端紧接池底，上端 在水位之下，以后逐室交替，最后的小室必须是由底部出水，如图４５７ （ｂ）所示，混合 液在小室内，除完全混合外，还呈上、下流流动。 ５． 关于曝气池的顶部与底部 １６１

为了使混合液在池内的旋转流动能够减 少阻力，并避免形成死角，将廊道横剖面的４ 个角 （墙顶与墙脚）做成４５°斜面。 在曝气池水面以上应在墙面上考虑０．５ｍ 的超高。在池顶部隔墙上可考虑建成渠道状， 此渠道可作为配水渠道使用，也可以充作空气 干管的管沟，渠道上安设盖板，作为人行道。 在池底部应考虑排空措施，按纵向留２‰ 左右的坡度，并设直径为８０～１００ｍｍ 的放空 管。此 外， 考 虑 到 在 活 性 污 泥 培 养、 驯 化 时 图４５７　设有横向隔墙分室的曝气池 周期排放上清液的要求，在距池底一定距离 １—经预处理后的污水；２—活性污泥反应器 （曝气池）； 处 （根据 具 体 情 况 拟 定 ） 设 ２～３ 根 排 水 管， ３—从曝气池流出的混合液；４—二次沉淀池；５—处理水； 管径也是８０～１００ｍｍ。 ６—污泥泵站；７—回流污泥系统；８—剩余污泥排出；９— ６． 关于曝气池的进水、进泥与出水设备 　　来自空压机站的空气；１０—曝气系统及空气扩散装置 推流式曝气池的进水口与进泥口均设于 水下，采用淹没出流方式，以免形成短路，并设闸门，以调节流量 （图４５８）。 推流式曝气池的出水，一般都采用溢流堰的方式，处理水流过堰顶，溢流流入排水渠道。 ４６２　完全混合式曝气池 完全混合式曝气池多采用表面机械曝气装置，但也可以应用鼓风曝气系统。 在完全混合曝气池中应当首推合建式完全混合曝气沉淀池，简称曝气沉淀池。其主要 特点是曝气反应与沉淀固液分离在同一处理构筑物内完成。 曝气沉淀池有多种结构形式，图４５９所示为在我国从２０世纪７０年代广泛使用的一 种形式。 　 图４５８　推流式曝气池的进水、出水设备 图４５９　圆形曝气沉淀池剖面示意图 （ａ）曝气池进水口；（ｂ）曝气池出水堰 １６２

曝气沉淀池在表面上多呈圆形，偶见方形或多边形。 从图４５９可见，曝气沉淀池是由曝气区、导流区和沉淀区３部分所组成。 （１）曝气区。考虑到表面机械曝气装置的提升能力，深度一般在４ｍ 以内为宜。曝气 装置设于池顶部中央，并深入水下某一深度。污水从池底部进入，并立即与池内原有 混合液完全混合，并与从沉淀区回流缝回流的活性污泥充分混合、接触。经过曝气反 应后的污水从位于顶部四周的回流窗流出并流入导流区。回流窗的大小可以调节，以 调节流量。 （２）导流区。位于曝气区与沉淀区之间，其宽度通过计算确定，一般在０．６ｍ 左右， 内设竖向整流板，其作用是阻止从回流窗流入的水流在惯性作用下的旋流，并释放混合液 中的气泡，使水流平稳地进入沉淀区，为固液分离创造良好条件。 导流区的高度在１．５ｍ 以上。 （３）沉淀区。位于导流区和曝气区的外侧，其功能是泥水分离，上部为澄清区，下部 为污泥区。澄清区的深度不宜小于１．５ｍ，污泥区的容积，一般应不小于２ｈ的存泥量。澄 清的处理水沿设于四周的出流堰流出进入排水槽，出流堰多采用锯齿状的三角堰。 污泥通过回流缝回流到曝气区，回流缝一般宽０．１５～０．２０ｍ。在回流缝上侧设池裙， 以避免死角。 在污泥区的一定深度设排泥管，以排出剩余污泥。 图４６０所示为表面为方形的曝气沉淀池。在曝气池内设中心管，表面机械曝气器设 于中心管上侧，在它的转动作用下，混合液在中心管内呈上升流，并从上出口外溢，在池 内形成循环流，处理水经设于上侧的出水管进入沉淀区的中心管，混合液由中心管下部溢 出进行沉淀固液分离。在沉淀池污泥区与曝气区中心管之间有回流污泥管连接，在表面机 械曝气器形成的抽升力的作用下，回流污泥被抽升与污水同步进入曝气区的中心管。 图４６０　方形曝气沉淀池 １—曝气区；２—沉淀区；３—抽吸回流污泥管；４—污水进水窗 这种设备适用于规模较小的污水处理站。 图４６１所示为长方形的曝气沉淀池，一侧为曝气区，另一区为沉淀区，采用鼓风曝 气系统。原污水从曝气区的一侧均匀地进入，处理水均匀地从沉淀区溢出。 完全混合式的曝气沉淀池具有结构紧凑、流程短、占地少、无需回流设备、易于管理 等优点，在国内外得到应用。 曝气沉淀池的沉淀区在构造上具有一定的局限性，泥水分离、污泥浓缩以及污泥回流 等环节还存在一些尚待解决的问题。 １６３

在实践中还有与沉淀池分建的完全混合曝气池，如图４６２所示，曝气池采用表面机 械曝气装置。将曝气池分为一系列相互衔接的方形单元，每个单元设一台表面机械曝气装 置。污水与回流污泥沿曝气池池长均匀引入，并均匀地排出混合液进入二次沉淀池，但需 设污泥回流系统。 　 图４６１　长方形曝气沉淀池 图４６２　分建式完全混合曝气池 １—进水槽；２—进泥槽；３—出水槽；４—进水孔口；５—进泥孔口 ４．７　活性污泥处理系统的泥水分离器———二次沉淀池 ４７１　二次沉淀池的作用 二次沉淀池设置于曝气池之后，是活性污泥系统重要的组成部分，它的作用是： （１） 澄清，通过泥水分离 （沉淀）产生清洁出水；（２）浓缩，提供浓缩和回流活性污泥； （３） 污泥储存，根据水量、水质的变化暂时贮存活性污泥。其工作效果直接影响活性污泥系统 的出水水质和回流污泥浓度。 在污水处理设计过程中，二次沉淀池作为一个独立的处理单元，通常情况下有辐流 式、平流式、竖流式三种形式，池形则可分为圆形、方形。大、中型污水处理厂多采用机 械吸泥的圆形辐流式沉淀池，中型污水处理厂也有采用多斗式平流沉淀池的，小型污水处 理厂则比较普遍采用竖流式沉淀池。 １． 二次沉淀池的特点 进入二次沉 淀 池 的 活 性 污 泥 混 合 液 在 性 质 上 有 其 特 点。 活 性 污 泥 混 合 液 的 浓 度 高 （２０００～４０００ｍｇ／Ｌ），具有絮凝性能，属于成层沉淀。沉淀时泥水之间有清晰的界面，絮 凝体结成整体共同下沉，初期泥水界面的沉速固定不变，仅与初始浓度 犆 有关 ［狌＝犳 （犆）］。 活性污泥的另一特点是质轻，易被出水带走，并容易产生二次流和异重流现象，使实 １６４

际的过水断面远远小于设计的过水断面。因此，设计平流式二次沉淀池时，最大允许的水 平流要比初次沉淀池的小５０％；池的出流堰常设在离池末端一定距离的范围内；辐流式 二次沉淀池可采用周边进水的方式以提高沉淀效果；此外，出流堰的长度也要相对增加， 使单位堰长的出流量不超过５～８ｍ３／ （ｍ·ｈ）。 由干进入二次沉淀池的混合液是泥、水、气三相混合体，因此在中心管中的下降流速 不应超过０．０３ｍ／ｓ，以利于气、水分离，提高澄清区的分离效果。曝气沉淀池的导流区， 其下降流速还要小些 （０．０１５ｍ／ｓ左右），这是因为其气、水分离的任务更重的缘故。 由于活性污泥质轻，易腐变质等，采用静水压力排泥的二次沉淀池，其静水头可降至 ０．９ｍ；污泥斗底坡与水平夹角不应小于５０°，以利于污泥顺利滑下和排泥通畅。 ２． 影响二次沉淀池运行的主要因素 影响二沉池运行效果的影响因素很多，并且某些影响因素相互联系，彼此制约。在沉 淀过程中的影响因素有： （１）污水自身特点：流量、水温； （２）自然条件：水力条件、水波和自然风等； （３）沉淀池参数：进水形式、池型、池高度、表面积、出流量、溢流堰长度及负荷、 污泥收集系统特征； （４）污泥自身特点：污泥负荷、区域沉淀速度、污泥容积指数、硝化程度等； （５）生物处理情况：活性污泥模式、ＢＯＤ 负荷等。 在浓缩过程中的影响因素有： （１）污水自身特点：混合液流量； （２）池体特征：池表面积、池高、污泥收集系统； （３）污泥特征：沉速、ＳＶＩ、混合液浓度和负荷、回流比、污泥槽高度等。 ３． 二次沉淀池功能的实现 （１）澄清功能 一个设计运行较好的二次沉淀池出水中通常包含近５～１５ｍｇ／Ｌ 的 ＳＳ，考虑到典型生 物反应器中 ＭＬＳＳ浓度一般处在１５００～４０００ｍｇ／Ｌ，故二次沉淀池对 ＳＳ的去除率可达到 ９９％～９９．９％。上述去除率的实现应满足２个关键因素：①二次沉淀池能够产生促进污泥 絮凝和活性污泥絮体捕获小颗粒的条件；②二次沉淀池澄清区的流态应该一致，特别是在 出水槽和堰周围，这样可以最小限度地降低高浓度深层上升水流与出水混合。 （２）浓缩功能 部分沉淀在 二 次 沉 淀 池 底 部 的 污 泥 需 要 被 连 续 地 回 流 至 生 物 反 应 区， 当 回 流 污 泥 （ＲＡＳ）浓度越高 时， 则 所 需 的 回 流 污 泥 量 就 越 小。 设 计 运 行 良 好 的 二 次 沉 淀 池 可 产 生 ７～１２ｋｇＴＳＳ／ｍ３的高浓度回流污泥。当回流污泥的浓度过低时，则每天需要高流量的回 流，增加能耗；相反，浓缩后过高的污泥浓度则表明污泥的稳定性下降。 （３）存储功能 典型的活性污泥法污水系统中，大多数的污泥都保持在生物反应区，与此同时，生物 反应器与二次沉淀池间亦保持着一个持续的污泥交换。如果进水流量突然增加或者污泥致 密程度下降，都将使反应器中的部分污泥流入到澄清池中，使澄清池内污泥层变高。当污 泥被储存在澄清池的污泥层后，将其输送回反应器则需要更多的时间 （并可能需要操作人 １６５

员的干预）。污泥在二次沉淀池中的存储能够有效应对临时性超负荷。 ４７２　二次沉淀池的工艺类型 为提升泥水分离效果和促进污泥絮凝成团，二次沉淀池应为污水提供相对静止的或缓 慢变化的水力条件。通常情况下，二次沉淀池的形状、结构、进出水位置、污泥去除机制 以及内部折流形式等均会影响污泥的沉降性能。 １． 辐流式圆形二次沉淀池 由于设计原理简单，圆形二次沉淀池是日前最受欢迎的池型之一。圆形二次沉淀池中 流速大致是呈辐射状分布的，由内向外不断变小，所以二次沉淀池中心的线速度很高。从 生物池进入的混合液通常从二次沉淀池中心的絮凝井或静水井中注入，由于其密度较大， 在流向外围四周时通常会作为 “密度流”在底层污泥层上面流动，这就形成了一个圆形流 态，故圆形二次沉淀池流态的控制通常通过在进出水点附近设置分流结构或阻碍物来实 现。圆形二次沉淀池出水通过外围的三角堰 （水平且均匀分布）排出，而其溢流则被收集 在水槽中。污泥会沉降在池子底部，被污泥收集装置收集，继而在污泥斗中被去除。 最典型的污泥收集设备是刮泥机或吸泥机。它可以利用圆形池的优点，在外围驱动力 的作用下，每小时均匀旋转若干次达到吸泥或刮泥的效果。 ２． 平流式矩形沉淀池 由于矩形沉淀池可采用共用隔墙的形式建造，将大大地节约占地面积，故广泛用于大 型污水处理厂。矩形沉淀池的进水和出水可在不同位置布设，但污水流态总体上呈水平状 态。混合液从进水口流入，出水则在另一侧被排出，这就使得沉淀池内污水的流态以纵向 流为主，与此同时，相对较弱的密度流和环形流也同时存在。在矩形沉淀池中污泥的去除 设备通常是一个机械刮泥机或是链板。 ３． 竖流式沉淀池 竖流式深层沉淀的一个独特功能是床层过滤———ＭＬＳＳ在污泥层下被注入沉淀池，当 水流在竖直方向流过时会使污泥床层流化，在这个过程中小的颗粒将被捕获并过滤掉。因 此无论水力负荷如何变化，这种沉淀池都可以产出清洁的水，而且其出水固体含量低，同 时污泥床层也不会扩展到堰口。竖流式沉淀池的最大特点是流态将以竖直为主，且高径比 较大，该类沉淀池在德国广泛应用。 ４． 二次沉淀池的改进 （１）絮凝井 设计良好的絮凝井通过絮凝作用将显著降低出水悬浮固体的浓度，典型的设计值是 ２０ｍｉｎ的水力停留时间和１５ｓ－１的平均速度梯度 （犌），絮凝井并不存在于所有澄清池中。 （２）隔渣板 浮渣多由初沉或生物处理段没有被去除的轻细碎 屑、或者由于污泥中包裹气体而产生的较轻的微生物 固体 （例如由于污泥层中的反硝化而产生的氮气被污 泥捕集）、或者是生物产生的泡沫 （例如诺卡菌就会 产生一定的泡沫）而引起，为去除漂浮在二次沉淀池 表面的浮渣，常通过在二次沉淀池内设置隔渣板 （图 图４６３　隔渣板示意图 ４６３）的方式来改善出水水质。 １６６

（３）挡板 挡板是用来分流和消散能量的部件，可以是实心的也可以是带狭缝或开口的。尽管有 些设计将挡板置于池体的中部以减轻密度流的效应，但大多数时候被置于二次沉淀池靠近 进水口或出水口的地方。 ４７３　二次沉淀池的设计计算 １． 二次沉淀池表面面积 污泥容积负荷 （狇ｖ）和表面负荷狇是设计计算二次沉淀池表面积的参数，二者有如下 关系： 狇＝ 狇ｖ （４９９） ＭＬＳＳ×ＳＶＩ 在处理水量一定时，沉淀池表面面积与表面负荷成反比，即 犃＝犙／狇。为了保持较低 的出水ＳＳ值和 ＢＯＤ值，我国 《室外排水设计规范》ＧＢ５００１４—２００６ （２０１４年版）中规 定活性污泥法二次沉淀池表面水力负荷１．０～１．５ｍ３／ （ｍ２·ｈ）。德国对水平流态的二次 沉淀池 （平流、辐流二次沉淀池）规定狇≤１．６ｍ３／ （ｍ２·ｈ），狇ｖ≤０．４５ｍ３／ （ｍ２·ｈ）；对 竖流式沉淀池，因存在着污泥层的过滤作用和活性污泥的絮凝作用，污泥容积负荷较大， 狇≯２．０ｍ３／ （ｍ２·ｈ），狇ｖ≤０．６ｍ３／ （ｍ２·ｈ）。 二次沉淀池表面面积犃 （ｍ２）可由下式计算： 犃 ＝ 犙 ＝３．犙６狌 （４１００） 狇 式中　犙———污水最大时流量，ｍ３／ｈ； 狇———表面负荷，ｍ３／ （ｍ２·ｈ）； 狌———正常活性污泥成层沉淀之沉速，ｍｍ／ｓ。 沉速狌 值因污水水质和混合液浓度而异，变化范围在０．２～０．５ｍｍ／ｓ之间。生活污水 中含有一定的无机物，可采用稍高的狌 值；有些工业废水溶解性有机物较多，活性污泥质 轻，ＳＶＩ值较高，因此狌 值宜低些。混合液污泥浓度对狌 值有较大的影响，浓度高时狌 值 则偏小，反之则大。表４１７所列举的是狌 值与混合液浓度之间关系的实测资料，可供设 计时参考。表中不同的混合液浓度与对应的狌 值，若近似地换算成固体通量，则都接近于 ９０ｋｇ／ （ｍ２·ｄ）。由此可见，采用表中狌值计算出的沉淀池面积，既能起澄清作用又能起 一定的浓缩作用。 随混合液浓度而变的狌值 表４１７ 混合液污泥浓度 上升流速 混合液污泥浓度 上升流速 ＭＬＳＳ （ｍｇ／Ｌ） 狌 （ｍｍ／ｓ） ＭＬＳＳ （ｍｇ／Ｌ） 狌 （ｍｍ／ｓ） ２０００ ≤０．５ ５０００ ０．２２ ３０００ ０．３５ ６０００ ０．１８ ４０００ ０．２８ ７０００ ０．１４ 计算沉淀池面积时，设计流量应为污水的最大时流量，而不包括回流污泥量。这是因 为一般沉淀池的污泥出口常在沉淀池的下部，混合液进池后基本上分为两路不同方向流 出；一路通过澄清区从沉淀池上部的出水槽流出，另一路通过污泥区从下部排泥管流出。 前一路流量相当污水流量，后一路流量相当回流污泥量和剩余污泥量，所以采用污水最大 １６７

时流量作为设计流量是能够满足要求的。但是中心管 （合建式的导流区）的设计则应包括 回流污泥量在内，否则将会增大中心管的流速，不利于气水分离。 ２． 二次沉淀池有效水深 澄清区要保持一定的水深，以维持水流的稳定。有效水深 犎 （ｍ）一般可按沉淀时间 （狋）计算： 犎 ＝ 犙狋 ＝狇狋 （４１０１） 犃 式中　犙———污水流量，ｍ３／ｈ； 狋———水力停留时间，ｈ，一般取值１．５～２．５ｈ； 其他各符号意义同前。 ３． 二次沉淀池的高度 沉淀池总高度 犎′ （以辐流式沉淀池为例）： 犎′ ＝犺１ ＋犺２ ＋犺３ ＋犺４ ＋犺５ （４１０２） 式中　犺１———沉淀池超高，一般取０．３ｍ； 犺２———沉淀池有效水深 犎，ｍ； 犺３———缓冲层高度，当直径大于２０ｍ 时，采用机械排泥取犺３＝０．５ｍ； 犺４———沉淀池坡底落差，ｍ （池底坡度一般取０．０５）； 犺５———污泥斗高度，ｍ （沉淀池底面与污泥斗壁的夹角—般＞５５°）。 ４． 二次沉淀池沉淀区有效容积与污泥量 （１）二次沉淀池沉淀区有效容积： 犞 ＝犃·犺２ （４１０３） 式中　犃———二次沉淀池表面面积，ｍ２。 （２）污泥量犞′ （ｍ３／ｄ）： 犞′ ＝１０犛００·×犖２·４犜×狀 （４１０４） 式中　犛———每人每天产生的污泥量，一般取０．３～０．８Ｌ／ （人·ｄ）； 犖———设计人口总数； 犜———两次排泥间隔，ｈ； 狀———沉淀池座数。 ４．８　活性污泥的培养驯化与异常控制 ４８１　活性污泥处理系统的投产与活性污泥的培养驯化 活性污泥处理系统在工程完工之后和投产之前，需进行验收工作。在验收工作中，首 先用清水进行试运行。这样可以提高验收质量，对发现的问题可作最后修整；同时，还可 以作一次脱氧清水的曝气设备性能测定，为运行提供资料。 在处理系统准备投产运行时，运行管理人员不仅要熟悉处理设备的构造和功能，还要 深入掌握设计内容与设计意图。对于城市污水和性质与其相类似的工业废水，投产前首先 需要进行的是培养活性污泥，对于其他工业废水，除培养活性污泥外，还需要使活性污泥 １６８

适应所处理废水的特点，对其进行驯化。 当活性污泥 的 培 养 和 驯 化 结 束 后， 还 应 进 行 以 确 定 最 佳 运 行 条 件 为 目 的 的 试 运 行 工作。 １． 活性污泥的培养与驯化 活性污泥处理系统在验收后正式投产前的首要工作是培养与驯化活性污泥。 活性污泥的培养和驯化可归纳为异步培驯法，同步培驯法和接种培驯法数种。异步法 即先培养后驯化；同步法则培养和驯化同时进行或交替进行；接种法系利用其他污水处理 厂的剩余污泥，再进行适当培驯。对城市污水一般都采用同步培驯法。 培养活性污泥需要有菌种和菌种所需要的营养物。对于城市污水，其中菌种和营养物 都具备，因此可直接进行培养。方法是先将污水引入曝气池进行充分曝气，并开动污泥回 流设备，使曝气池和二次沉淀池接通循环。经１～２ｄ曝气后，曝气池内就会出现模糊不清 的絮凝体。为补充营养和排除对微生物增长有害的代谢产物，要及时换水，即从曝气池通 过二次沉淀池排出５０％～７０％的污水，同时引入新鲜污水。换水可间歇进行，也可以连 续进行。 间歇换水一般适用于生活污水所占比重不太大的城市污水处理厂。每天换水１～２次。 这样一直持续到混合液３０ｍｉｎ沉降比达到１５％～２０％时为止。在一般的污水浓度和 水温在１５℃以上的条件下，经过７～１０ｄ便可大致达到上述状态。成熟的活性污泥，具有 良好的凝聚沉淀性能，污泥内含有大量的菌胶团和纤毛虫原生动物，如钟虫、等枝虫、盖 纤虫等，并可使 ＢＯＤ的去除率达９０％左右。当进入的污水浓度很低时，为使培养期不致 过长，可将初次沉淀池的污泥引入曝气池或不经初次沉淀池将污水直接引入曝气池。对于 性质类似的工业废水，也可按上述方法培养，不过在开始培养时，宜投入一部分作为菌种 的粪便水。 连续换水适用于以生活污水为主的城市污水或纯生活污水。连续换水是指边进水、边 出水、边回流的方式培养活性污泥。 对于工业废水或以工业废水为主的城市污水，由于其中缺乏专性菌种和足够的营养， 因此在投产时除用一般菌种和所需要营养培养足量的活性污泥外，还应对所培养的活性污 泥进行驯化，使活性污泥微生物群体逐渐形成具有代谢特定工业废水的酶系统，其有某种 专性。 在工业废水处理站，先可用粪便水或生活污水培养活性污泥。因为这类污水中细菌种 类繁多，本身所含营养也丰富，细菌易于繁殖。当缺乏这类污水时，可用化粪池和排泥沟 的污泥、初次沉淀池或消化池的污泥等。采用粪便水培养时，先将浓粪便水过滤后投入曝 气池，再用自来水稀释，使 ＢＯＤ５ 浓度控制在５００ｍｇ／Ｌ 左右，进行静态 （闷曝）培养。 同样经过１～２ｄ后，为补充营养和排除代谢产物，需及时换水。对于生产性曝气池，由于 培养液量大，收集比较困难，一般均采取间歇换水方式，或先间歇换水，后连续换水。而 间歇换水又以静态操作为宜。即当第一次加料曝气并出现模糊的絮凝体后，就可停止曝 气，使混合液 静 沉，经 过 １～１．５ｄ 沉 淀 后 排 除 上 清 液 （其 体 积 约 占 总 体 积 的 ５０％ ～ ７０％），然后再往曝气池内投加新的粪便水和稀释水。粪便水的投加量应根据曝气池内已 有的污泥量在适当的 犖ｓ 值范围内进行调节 （即随污泥量的增加而相应增加粪便水量）。 在每次换水时，从停止曝气、沉淀到重新曝气，总时间以不超过２ｈ为宜。开始宜每天换 １６９

水一次，以后可增加到两次，以便及时补充营养。 连续换水仅适用于就地有生活污水来源的处理站。在第一次投料曝气后或经数次闷曝 而间歇换水后，就不断地往曝气池投加生活污水，并不断将出水排入二次沉淀池，将污泥 回流至曝气池。随着污泥培养的进展，应逐渐增加生活污水量，使 犖ｓ 值在适宜的范围 内。此外，污泥回流量应比设计值稍大些。 当活性污泥培养成熟，即可在进水中加入并逐渐增加工业废水的比重，使微生物在逐 渐适应新的生活 条 件 下 得 到 驯 化。 开 始 时， 工 业 废 水 可 按 设 计 流 量 的 １０％ ～２０％ 加 入， 达到较好的处理效果后，再继续增加其比重。每次增加的百分比以设计流量的 １０％ ～ ２０％为宜，并待微生物适应巩固后再继续增加，直至满负荷为止。在驯化过程中，能分解 工业废水的微生物得到发展繁殖，不能适应的微生物则逐渐淘汰，从而使驯化过的活性污 泥具有处理该种工业废水的能力。 上述先培养后驯化的方法即所谓异步培驯法。为了缩短培养和驯化的时间，也可以把 培养和驯化这两个阶段合并进行，即在培养开始就加入少量工业废水，并在培养过程中逐 渐增加比重，使活性污泥在增长的过程中，逐渐适应工业废水并具有处理它的能力。这就 是所谓 “同步培驯法”。这种做法的缺点是，在缺乏经验的情况下不够稳妥可靠，出现问 题时不易确定是培养上的问题还是驯化上的问题。 在有条件的地方，可直接从附近污水处理厂引入剩余污泥，作为种泥进行曝气培养， 这样能够缩短培养时间；如能从性质相同的废水处理站引入活性污泥，更能提高驯化效 果，缩短时间。这就是所谓的接种培驯法。 工业废水中，如缺乏氮、磷等养料，在驯化过程中则应把这些物质投加入曝气池中。 实际上，培养和驯化这两个阶段不能截然分开，间歇换水与连续换水也常结合进行，具体 培养驯化时应依据净化机理和实际情况灵活进行。 ２． 试运行 活性污泥培驯成熟后，就开始试运行。试运行的目的是确定最佳的运行条件。在活性 污泥系统的运行中，作为变数考虑的因素有混合液污泥浓度 （ＭＬＳＳ）、空气量、污水注 入的方式等；如采用生物吸附法，则还有污泥再生时间和吸附间时之比值；采用再生一曝 气系统，则需要初步确定回流污泥再生池所占的比例，这一数值在曝气池正式运行过程中 还可以进一步调整。如采用曝气沉淀池还要确定回流窗孔开启高度；如工业废水养料不 足，还应确定氮、磷的投量等。将这些变数组合成几种运行条件分阶段进行试验，观察各 种条件的处理效果，并确定最佳的运行条件，这就是试运行的任务。 活性污泥法要求在曝气池内保持适宜的营养物与微生物的比值，供给所需要的氧，使 微生物很好的和有机污染物相接触；并保持适当的接触时间等。如前所述，营养物与微生 物的比值一般用污泥负荷率加以控制，其中营养物数量由流入污水量和浓度所定，因此应 通过控制活性污泥的数量来维持适宜的污泥负荷率。不同的运行方式有不同的污泥负荷 率，运行时的混合液污泥浓度就是以其运行方式的适宜污泥负荷率作为基础确定的，并在 试运行过程中确定最佳条件下的 犖ｓ 值和 ＭＬＳＳ值。 ＭＬＳＳ值最好每天都能够测定，如 ＳＶＩ值较稳定时，也可用污泥沉降比暂时代替 ＭＬＳＳ值的测定。根据测定的 ＭＬＳＳ值或污泥沉降比，便可控制污泥回流量和剩余污 泥量，并获得这方面的运行规律。此外，剩余污泥量也可以通过相应的污泥龄加以 １７０

控制。 关于空气量，应满足供氧和搅拌这两者的要求。在供氧上应使最高负荷时混合液溶解 氧含量保持在１～２ｍｇ／Ｌ左右。搅拌的作用是使污水与污泥充分混合，因此搅拌程度应通 过测定曝气池表面、中间和池底各点的污泥浓度是否均匀而定。 前已述及，活性污泥处理系统有多种运行方式，在设计中应予以充分考虑，各种运行 方式的处理效果，应通过试运行阶段加以比较观察，并从中确定出最佳的运行方式及其各 项参数。但应当说明的是，在正式运行过程中，还可以对各种运行方式的效果进行验证。 ４８２　活性污泥处理系统运行效果的检测 试运行确定最佳条件后，即可转入正常运行。为了经常保持良好的处理效果，积累经 验，需要对处理情况定期进行检测。检测项目有： （１）反映处理效果的项目：进出水总的和溶解性的 ＢＯＤ、ＣＯＤ，进出水总的和挥发 性的ＳＳ，进出水的有毒物质 （对应工业废水）； （２）反映污泥情况的项目：污泥沉降比 （ＳＶ％）、ＭＬＳＳ、ＭＬＶＳＳ、ＳＶＩ、微生物观 察等； （３）反映污泥营养和环境条件的项目：氮、磷、ｐＨ、水温、溶解氧等。 一般 ＳＶ％和溶解氧最好２～４ｈ测定一次，至 少 每 班 一 次，以 便 及 时 调 节 回 流 污 泥 量 和空 气 量。 微 生 物 观 察 最 好 每 班 一 次， 以 预 示 污 泥 异 常 现 象。 除 氮、 磷、 ＭＬＳＳ、 ＭＬＶＳＳ、ＳＶＩ可定 期 测 定 外， 其 他 各 项 应 每 天 测 一 次。 水 样 除 测 溶 解 氧 外， 均 取 混 合 水样。 此外，每天要记录进水量、回流污泥量和剩余污泥量，还要记录剩余污泥的排放规 律、曝气设备的工作情况以及空气量和电耗等。剩余污泥 （或回流污泥）浓度也要定期测 定。上述检测项目如有条件，应尽可能进行自动检测和自动控制。 ４８３　活性污泥处理系统运行中的异常与控制 活性污泥处理系统在运行过程中，有时会出现种种异常情况，处理效果降低，污 泥流失。下面将在运行中可能出现的几种主要的异常现象和相应采取的措施加以简 要阐述。 １．污泥膨胀 正常的活性污泥沉降性能良好，含水率在９９％左右。当污泥变质时，污泥不易沉淀， ＳＶＩ值增高，污泥的结构松散和体积膨胀，含水率上升，澄清液稀少 （但较清澈），颜色 也有异变，这就是 “污泥膨胀”。污泥膨胀主要是丝状菌大量繁殖所引起，也有由污泥中 结合水异常增多导致的污泥膨胀。一般污水中碳水化合物较多，缺乏氮、磷、铁等养料， 溶解氧不足，水温高或ｐＨ 较低等都容易引起丝状菌大量繁殖，导致污泥膨胀。此外，超 负荷、污泥龄过长或有机物浓度梯度小等，也会引起污泥膨胀。排泥不通畅则易引起结合 水性污泥膨胀。 由此可知，为防止污泥膨胀，首先应加强操作管理，经常检测污水水质、曝气池内溶 解氧、污泥沉降比、污泥容积指数和进行显微镜观察等，如发现不正常现象，就需立即采 取预防措施。一般可调整、加大空气量，及时排泥，在有可能时采取分段进水，以减轻二 次沉淀池的负荷等。 当污泥发生膨胀后，解决的办法可针对引起膨胀的原因采取措施。如缺氧、水温高等 １７１

可加大曝气量，或降低进水量以减轻负荷，或适当降低 ＭＬＳＳ值，使需氧量减少等；如 污泥负荷率过高，可适当提高 ＭＬＳＳ值，以调整负荷。必要时还要停止进水， “闷曝”一 段时间。如缺氮、磷、铁养料，可投加硝化污泥液或氮、磷等成分。如ｐＨ 过低，可投加 石灰等调节ｐＨ。若污泥大量流失，可投加５～１０ｍｇ／Ｌ氯化铁，帮助凝聚，刺激菌胶团生 长；也可投加漂白粉或液氯 （按干污泥的０．３％～０．６％投加），抑制丝状菌繁殖，特别能 控制结合水性污泥膨胀。也可投加石棉粉末、硅藻土、黏土等惰性物质，降低污泥指数。 污泥膨胀的原因很多，甚至有些原因迄今还没有认识到，以上介绍只是对污泥膨胀的一般 处理措施，仅供参考。 ２．污泥解体 处理水质浑浊，污泥絮凝体微细化，处理效果变坏等则是污泥解体现象。导致这种异 常现象的原因有运行中的问题，也有可能是由于污水中混入了有毒物质。 运行不当，如曝气过量，会使活性污泥生物—营养的平衡遭到破坏，使微生物量减少 并失去活性，吸附能力降低，絮凝体缩小质密，一部分则成为不易沉淀的羽毛状污泥，处 理水质浑浊，ＳＶＩ值降低等。当污水中存在有毒物质时，微生物会受到抑制或伤害，净化 功能下降或完全停止，从而使污泥失去活性。一般可通过显微镜观察来判别产生的原因。 当鉴别 出 是 运 行 方 面 的 问 题 时，应 对 污 水 量、回 流 污 泥 量、空 气 量 和 排 泥 状 态 以 及 ＳＶ％、ＭＬＳＳ、ＤＯ、犖ｓ 等多项指标进行检查，加以调整。当确定是污水中混入有毒物质 时，应考虑这是新的工业废水混入的结果，需查明来源，责成其按国家排放标准进行局部 处理。 ３．污泥腐化 在二次沉淀池有可能由于污泥长期滞留而产生厌氧发酵生成气体 （Ｈ２Ｓ、ＣＨ４ 等）， 从而使大块污泥上浮的现象。它与污泥脱氮上浮不同，污泥腐败变黑，产生恶臭。此时也 不是全部污泥上浮，大部分污泥都是正常地排出或回流。只有沉积在死角长期滞留的污泥 才腐化上浮。防止的措施有：①安设不使污泥外溢的浮渣清除设备；②消除沉淀池的死角 地区；③加大池底坡度或改进池底刮泥设备，不使污泥滞留于池底。 此外，如曝气池内曝气过度，使污泥搅拌过于激烈，生成大量小气泡附聚于絮凝体 上，也可能引起污泥上浮。这种情况机械曝气较鼓风曝气多。另外，当流入大量脂肪和油 时，也容易产生这种现象。防止措施是将供气控制在搅拌所需要的限度内，而脂肪和油则 应在进入曝气池之前加以去除。 ４．污泥上浮 污泥在二次沉淀池呈块状上浮的现象，并不是由于腐败所造成的，而是由于在曝气池 内污泥泥龄过长，硝化进程较高 （一般硝酸盐达５ｍｇ／Ｌ 以上），在沉淀池底部产生反硝 化，硝酸盐的氧被利用，氮即呈气体脱出附于污泥上，从而使污泥比重降低，整块上浮。 所谓反硝化是指硝酸盐被反硝化菌还原成氨和氮的作用。反硝化作用一般在溶解氧低于 ０．５ｍｇ／Ｌ时发生，并在试验室静沉３０～９０ｍｉｎ以后发生。因此为防止这一异常现象发生， 应增加污泥回流量或及时排除剩余污泥，在脱氮之前即将污泥排除；或降低混合液污泥浓 度，缩短污泥龄和降低溶解氧等，使之不进行到硝化阶段。 ５．泡沫问题 曝气池中产生泡沫，主要原因是污水中存在大量合成洗涤剂或其他起泡物质。泡沫可 １７２

给生产操作带来一定困难，如影响操作环境，带走大量污泥。当采用机械曝气时，还能影 响叶轮的充氧能力。消除泡沫的措施有：分段注水以提高混合液浓度；进行喷水或投加除 沫剂 （如机油、煤油等投量约为０．５～１．５ｍｇ／Ｌ）等。此外，用风机机械消泡，也是有效 措施。 １７３

第５章　污水活性污泥处理工艺的工艺系统 污水活性污泥处理工艺开创１００年来，通过污水处理的生产实践，在技术上得到了长 足的发展和进步。在２０世纪３０～５０年代，年轻的活性污泥工艺在城市污水处理方面得到 了效果显著的广泛应用，赢得社会公众的信誉和认定，在城市污水处理技术领域稳占一席 之地，在技术上也取得大幅度的进步。开发出阶段曝气、完全混合曝气等一系列有效的工 艺系统和技术。 从２０世纪５０～６０年代开始到现在是包括我国在内的全世界性全方位的水环境污染防 治时期，也是活性污泥工艺系统科学研究成果显著和应用大显身手的新时期。专家和科学 工作者对活性污泥微生物进行了深入地研究，在生物脱氮、除磷方面取得了显著成果，建 立了生物脱氮、除磷工艺的理论基础，开发出同步脱氮除磷的工艺系统。在对丝状菌膨胀 的起因和对它的有效控制措施以及对在活性污泥工艺系统中细菌和原生动物的协同活动与 作用等方面都有了深刻的认识。 一系列的成果促进了活性污泥工艺系统在技术上的大发展，开发出一系列能够适应多 项处理要求的工艺系统，扩大了活性污泥工艺系统的应用范围，显著地提高了活性污泥工 艺系统的实用性和科学性。 活性污泥工艺系统是污水活性污泥处理工艺技术的核心，本书设专章有选择的予以 阐述。 本章收入并作阐述的污水活性污泥处理技术的工艺系统有３部分：第１部分是在２０ 世纪活性污泥工艺于３０～４０年代在城市污水处理热潮中涌现出来的效果优异的工艺系统， 如阶段曝气、延时曝气等工艺系统以及富氧曝气器等，这一类的工艺系统是活性污泥处理 工艺系统的基础，统称之为活性污泥传统工艺系统；第２部分是以活性污泥工艺为基础开 发的序批式活性污泥工艺系统，这是一种具有独特的运行方式，拥有系列优点并开发出多 项衍生工艺，在全世界和在我国应用广泛的工艺系统；第３部分也是以活性污泥工艺为基 础开发的应用效果显著或有一定的理论意义和相应发展前景的几种工艺系统，如：氧化沟 工艺系统、Ａ－Ｂ工艺系统和带有膜分离的活性污泥工艺系统等。 本书对各工艺系统阐述的重点是：开发基础、优势特征和应用效果等。 ５．１　活性污泥处理工艺的传统工艺系统 ５１１　普通活性污泥工艺系统 图５１是活性污泥处理工艺最基本的工艺系统流程，它是由活性污泥反应器—曝气池 及二次沉淀池组成的污水活性污泥处理工艺系统。是早期开始使用并一直沿用至今的活性 污泥处理工艺的工艺系统流程。 从图可见，经预处理技术处理后的原污水，从活性污泥反应器———曝气池的首端进入 １７４

池内，由二次沉淀池回流的回流污泥也同 步注入。污水与回流污泥形成的混合液在 池内呈推流式流态向前流动，流至池的末 端，流出池外进入二次沉淀池。流入二次 沉淀池的混合液，经沉淀分离处理，活性 污泥与被处理水分离。处理后的水排出系 统，分 离 后 的 污 泥 进 入 污 泥 泵 站， 在 那 里，污泥进行分流，一定量的污泥作为回 流污泥，通过污泥回流系统，回流至曝气 图５１　普通活性污泥工艺系统流程 池首端，多余的剩余污泥则排出系统。 １—经预处理后的污水；２—活性污泥反应器 （三廊道曝气 本工艺系统具有如下各项特征。 池）；３—从曝气池流出的混合液；４—二次沉淀池；５—处理 （１）本工艺系统对一般城市污水的处 后的污水；６—污泥泵站；７—回流污泥系统；８—剩余污泥； 理效 果 良 好，ＢＯＤ５ 的 降 解 率 一 般 可 达 　９　—来自空压机站的空气；１０—曝气系统与空气扩散装置 ９０％以上，适于处理净化程度和稳定程度要求高的污水。 （２）污 水 中 的 有 机 污 染 物 在 活 性 污 泥 反 应 器 内， 经历了被吸附和被代谢，是一个完整的降解过程。栖 息在活性污泥上的微生物则经历了从曝气池首端的对 数增殖期到池中间部位的减速增殖期，一直到池末端 的内源呼吸期，是一个比较完整的生长期。回流活性 污泥上的微生物基本上都处在内源呼吸期。 图５２　普通活性污泥法工艺系统 （３）由于污水中的有机污染物含量沿曝气池的长 曝气池内耗氧率的变化 度而逐渐降低，需氧速度也将是沿池长度而逐渐降低 （图５２）， 因 此， 在 曝 气 池 首 端 和 前 段 混 合 液 中 的 溶 解氧浓度较低，甚至有可能是不足的，溶解氧含量沿池长度逐渐增 ，在池的末端，溶解 氧含量就已经很充足了，可能达到规定的２ｍｇ／Ｌ。 经多年运行实践证实，普通活性污泥 法工艺系统，存在着下列各项问题： （１）反 应 器 首 端 有 机 污 染 物 负 荷 高， 耗氧速度也高，为了避免出现由于缺氧所 形成的厌氧状态，进水有机污染物负荷不 宜过高，因此，设计的曝气池容积较大， 占用的土地面积较大，基建费用 。 （２）沿反应器长度，耗氧速度是变化 的 （图５２），而供氧速度又难以与其相吻 图５３　阶段曝气活性污泥工艺系统流程 合与适应。这样，在反应器前段的混合液 １—经预处理后的原污水；２—活性污泥反应器 （曝气池）； 中，可能出现耗氧速度高于供氧速度的现 ３—从曝气池流出的混合液；４—二次沉淀池；５—处理后 象，而在后段的混合液中，又可能出现溶 污水；６—回流污泥泵站；７—回流污泥系统；８—剩余污 解氧过剩的现象，对此，可以考虑采用渐 泥排放；９—来自空压机站的空气；１０—曝气系统与空气 减供氧的方式，能够在一定程度上缓解出 　　　 扩散装置 １７５

现上述的现象。 （３）普通活性污泥法工艺系统，对进入原污水水质、水量变化的适应性较低，其运行 效果易受原污水水质、水量变化的影响。 《室外排水设计规范》ＧＢ５００１４—２００６ （２０１１年版）对处理城市污水的传统活性污泥 法的普通曝气工艺系统反应器———曝气池规定的设计数据： （１）５日生化需氧量污泥负荷犔ｓ：０．２～０．４ｋｇＢＯＤ５／ （ｋｇＭＬＳＳ·ｄ）。 （２）混合液悬浮固体平均浓度 犡：１．５～２．５ｇＭＬＳＳ／Ｌ。 （３）５日生化需氧量容积负荷犔ｖ：０．４～０．９ｋｇ／ （ｍ３·ｄ）。 （４）污泥回流比：２５％～７５％。 （５）污泥产率系数犢：无试验资料时取值０．４～０．８ｋｇＶＳＳ／ｋｇＢＯＤ５。 （６）衰减系数 犓ｄ：２０℃时的数值为０．０４～０．０７５ｄ－１。 （７）总处理效率：９０％～９５％。 ５１２　阶段曝气活性污泥工艺系统 又称分段进水活性污泥工艺系统或多段进水活性污泥工艺系统，其工艺系统流程如图 ５３所示。 阶段曝气活性污泥工艺系统，是针对普通活性污泥法工艺系统存在的问题，在工艺流 程方面作了某些改进的活性污泥工艺系统。本工艺系统与普通活性污泥工艺系统主要的区 别点，是原污水沿反应器的长度分散地，但又是均衡地注入。这种运行方式，能够产生如 下各项效应。 （１）在反应 器 内， 有 机 污 染 物 的 负 荷 及 耗 氧速度取得一定的均衡效果，也一定程度地缩 小了耗氧速度与充氧速度之间的差距 （图５４）。 这样，有助于节省能耗，活性污泥微生物对有 机污染物的降解功能，也得以正常地发挥。 （２） 原 污 水 分 散、 均 衡 地 进 入 曝 气 池， 提 高了活性污泥反应器对原污水水质、水量冲击 负荷的适应能力。 图５４　阶段曝气活性污泥工艺系统 （３） 原 污 水 分 散、 均 衡 注 入， 混 合 液 中 的 反应器内耗氧量的变化工况 活性污泥浓度，沿反应器的长度逐步降低，反 应器出流混合液 （即处理水）保持较低的浓度， 有利于提高二次沉淀池固、液分离的效果。 阶段曝气活性污泥工艺系统，１９３９年在美国纽约开始生产应用，至今已有７０年的历 史。应用广泛，效果良好。 《室外排水设计规范》ＧＢ５００１４—２００６ （２０１１年版）对处理城市污水的传统活性污泥 阶段曝气工艺系统反应器———曝气池规定的设计数据： （１）５日生化需氧量污泥负荷犔ｓ：０．２～０．４ｋｇＢＯＤ５／ （ｋｇＭＬＳＳ·ｄ）。 （２）混合液悬浮固体平均浓度 犡：１．５～３．０ｇＭＬＳＳ／Ｌ。 （３）５日生化需氧量容积负荷犔ｖ：０．４～１．２ｋｇ／ （ｍ３·ｄ）。 （４）污泥回流比：２５％～７５％。 １７６

（５）污泥产率系数犢：无试验资料时取值０．４～０．８ｋｇＶＳＳ／ｋｇＢＯＤ５。 （６）衰减系数 犓ｄ：２０℃时的数值为０．０４～０．０７５ｄ－１。 （７）总处理效率：８５％～９５％。 ５１３　回流污泥再生曝气活性污泥工艺系统 本工艺系统是普通活性污泥法工艺系统的一种变型。其在工艺系统方面的主要特征， 是将活性污泥反应器一分为二：曝气池及再生池。图５５所示即为回流污泥再生曝气活性 污泥工艺系统。 经过预处理的原污水直接进入曝气池。 从二次沉淀池排出的回流污泥，则不直接 进入曝气池，而是先进入再生池进行曝气， 使回流污泥得到充分的再生反应，活性得 到充分的恢复。然后再进入曝气池与进入 的原污水相混合，形成混合液，使活性得 到恢复和强化的回流污泥与污水中的有机 污染物相碰撞、接触，进行高效的有机污 图５５　回流污泥再生曝气活性污泥工艺系统 染物的降解反应。 １—经预处理后 的 原 污 水；１′—进 入 曝 气 池 的 原 污 水 渠 道； 建立这种工艺系统的主要考虑因素是：２—曝 气 池；２′—再 生 池；３—从 曝 气 池 流 出 的 混 合 液； 为了保证在曝气池内混合液中的活性污泥能 ３′—混合液出流渠道；４—二次沉淀池；５—排出的处理后 够保持着足量 （设计值）的浓度，如２５００～ 污水；６—回流污泥泵站；７—回流污泥系统；８—排出系统 ３０００ｍｇ／Ｌ，就必须使回流污泥在二次沉淀 的剩余污泥；９—引自空压机站的空气管道；１０—曝气系统 和空气扩散装置 池底部滞留一段时间，以进行浓缩，但是这 　　 样考虑又会出现另一项问题，这就是沉淀的活性污泥在缺氧环境的二次沉淀池底部沉淀、浓 缩、滞留，会使其活性受到了某种程度的 “伤害”，附着微生物的代谢功能受到抑制。处于 这种状态的污泥回流曝气池，其活性需要经过再生后才能得到恢复。而且由原污水和回流污 泥形成了混合液，回流污泥的再生过程会受到污水中一些因素的干扰，而得不到充分的再 生，附着微生物的降解功能也得不到充分的发挥。 根据这种情况，专设再生池，使经过浓缩达到一定浓度的回流污泥暂不与原污水合流， 而在专设的再生池内进行曝气处理，使附着微生物充分地进入内源呼吸期的后期，回流活性 污泥的活性得到彻底的恢复，甚至还得到强化。处于这种状态的活性污泥，进入曝气池，与 污水相碰撞、接触，其对有机污染物的吸附、凝聚、降解代谢以及沉降等各项功能，都能得 到充分的发挥。这样，无疑地是会加快活性污泥的净化反应进程，提高反应效果。 回流污泥再生曝气工艺系统，对其设计与运行，考虑以下各项。 对回流污泥再生曝气工艺系统的设计参数同普通活性污泥法工艺系统。在一般情况 下，再生池无需另行增设。而是将经通过工艺计算所确定的活性污泥反应器的容积中，分 出一部分 （１／４、１／３或１／２）作为再生池。图５５所示的回流污泥再生曝气工艺系统，再 生池所占容积为活性污泥反应器总容积的１／３，即：三廊道的推流式曝气池，将其中的一 个廊道作为再生池考虑。 再生池部分在活性污泥反应器总容积中所占比例，可以根据运行效果的实际情况，在 运行过程中进行调整。 １７７

回流污泥再生曝气工艺系统的曝气池，按普通活性污泥工艺系统曝气池方式运行， 即：活性污泥微生物对有机污染物进行完整的吸附、代谢、降解过程，而活性污泥本身也 经历完整的生长周期。 回流污泥在再生池内得到充分的再生反应，活性完全恢复，因此，在曝气池内进行的 活性污泥代谢、降解反应迅速而充分。 回流污泥再生曝气工艺系统，多年来为前苏联、现俄罗斯及独联体国家的城市污水处 理所广泛应用。规模从 数 百 万 ｍ３／ｄ 到 几 千 ｍ３／ｄ 不 等，处 理 水 水 质 良 好，而 且 稳 定， ＢＯＤ５ 去除率可达９０％以上。 ５１４　吸附—再生活性污泥工艺系统 本工艺系统称为生物吸附活性污泥工艺系统，或接触稳定活性污泥工艺系统。本工艺 系统流程如图５６所示。 图５６　吸附—再生活性污泥法工艺系统 （ａ）分建式吸附—再生活性污泥工艺系统；（ｂ）合建式吸附—再生活性污泥工艺系统 本活性污泥工艺系统，于２０世纪４０年代末首先出现在美国。 吸附—再生活性污泥工艺系统的主要特点，是将活性污泥对污水中的有机污染物降解 的两个过程———吸附与代谢稳定，分别在各自的反应器内进行。 为了便于对本工艺系统基本原理的说明，先从 史密斯 （Ｓｍｉｔｈ）的试验说起。史密斯曾将含有溶解 性和非溶解性有机污染物的混合污水和活性污泥一 起进行曝气，发现污水的 ＢＯＤ５ 值随曝气时间的降 解工 况， 呈 图 ５７ 所 示 的 状 态，ＢＯＤ５ 值 在 ５～ １５ｍｉｎ时间 内 急 剧 下 降， 然 后 略 升 起， 随 后 又 缓 慢 下降。 经过分析 究，史密斯对这种现象作出如下的 图５７　污水与活性污泥混合曝气后 解释。ＢＯＤ５ 值的第一次急剧下降，是活性很强的 污水 ＢＯＤ５ 值的变化工况 活性污泥对污水中有机污染物吸附的结果，这一现 象称之为 “初期吸附去除”。随后的略升起，是由于 胞外水解酶将吸附的非溶解状态的有机污染物加以水解，使其成为溶解性的小分子。部分 被溶解的有机污染物又溶于污水中，从而使污水的 ＢＯＤ５ 值上升。此时，活性污泥微生物 处于营养过剩的对数增殖期，能量水平很高，活性污泥微生物处于分散状态，在污水中存 活着大量的游离细菌，这种现象也进一步使污水的 ＢＯＤ５ 值上升。随着降解反应的持续进 行，污水中的有机污染物浓度下降，活性污泥微生物进入减衰增殖期，继之又进入内源呼 吸期，污水的 ＢＯＤ５ 值再行缓慢下降。 １７８

吸附—再生活性污泥工艺系统，就是以上述现象作为基础而开创的。如图５６所示， 污水与在再生池经过充分的再生反应，活性增强的回流污泥，同步进入吸附池，在这里， 污水与回流污泥相互之间充分地碰撞、接触３０～６０ｍｉｎ，使污水中部分含有的呈悬浮、胶 体和溶解状态的有机污染物为活性污泥所吸附，污水得到了一定程度的净化处理。 经吸附反应处理的混合液进入二次沉淀池，在这里进行泥水分离过程，作为处理水的 澄清水排放，回流污泥则由二次沉淀池的底部进入再生池。在这里，活性污泥的微生物进 行第二阶段的分解和合成代谢反应，使本身再次进入内源呼吸期，污泥则经过充分的再生 反应，活性得到充分的恢复与增强。在其进入吸附池与污水相接触后，能够再次充分发挥 其强劲的吸附功能。 与普通活性污泥工艺系统对比，吸附—再生活性污泥工艺系统具有如下各项特征。 （１）污水与回流污泥在吸附池内的接触反应时间较短，一般为３０～６０ｍｉｎ，因此，吸 附池的容积一般较小，而再生池接纳的是排除剩余污泥的回流污泥，因此，再生池的容积 池也是较小 的。 吸 附 池 与 再 生 池 容 积 之 和， 仍 低 于 普 通 活 性 污 泥 工 艺 系 统 的 曝 气 池 的 容积。 （２）本工艺系统对原污水水质、水量的冲击负荷，有一定的承受能力。当在吸附池的 活性污泥遭到 “伤害”时，可由再生池的活性污泥予以补救。 本工艺系统存在的主要问题是：其对污水的处理效果低于普通活性污泥工艺系统。此 外，本工艺系统不适宜于处理溶解性有机污染物含量高的污水。 《室外排水设计规范》ＧＢ５００１４—２００６ （２０１１年版）对处理城市污水的传统活性污泥 法吸附再生曝气工艺系统反应器———曝气池规定的设计数据： ５日生化需氧量污泥负荷犔ｓ：０．２～０．４ｋｇＢＯＤ５／ （ｋｇＭＬＳＳ·ｄ）。 混合液悬浮固体平均浓度 犡：２．５～６．０ｇＭＬＳＳ／Ｌ。 ５日生化需氧量容积负荷犔ｖ：０．９～１．８ｋｇ／ （ｍ３·ｄ）。 污泥回流比：５０％～１００％。 污泥产率系数犢：无试验资料时取值０．４～０．８ｋｇＶＳＳ／ｋｇＢＯＤ５。 衰减系数 犓ｄ：２０℃时的数值为０．０４～０．０７５ｄ－１。 总处理效率：８０％～９０％。 ５１５　延时曝气活性污泥工艺系统 又称完全氧化 （或完全处理）活性污泥工艺系统。是２０世纪５０年代在美国开始应用 于生产的。 本工艺系统的主要特征是：ＢＯＤＳＳ负荷非常低，曝气反应时间长，一般多在２４ｈ以 上。在反应器内的活性污泥，长期处在内源呼吸期，剩余污泥量少而且稳定，勿需再考虑 对污泥的处理问题。对此，也可以说本工艺系统是污水、污泥综合处理技术设备。此外， 本工艺系统，还具有处理水水质稳定性高，对原污水水质水量的冲击负荷有较强的适应性 和勿需设初次沉淀池等优点。 本工艺系统的主要缺点也很明显，主要是：曝气反应时间长，反应器容积大，占用较 大的土地面积，从而使基建费用和维护运行费用都有所提高。 本工艺系统只适用于处理对排放的处理水水质要求高，又不宜采用污泥处理技术的小 城镇的城市污水或工业废水，水量一般不宜超过１０００ｍ３／ｄ。 １７９

延时曝气活性污泥法工艺，一般都采用流态为完全混合式的反应器。 应当说明的是，从理论上来讲，本工艺系统是不产生污泥的，但在实际上仍有剩余污 泥产生。污泥主要是由一些难于生物降解的微生物内源代谢残留物，如细胞膜和细胞壁等 物质所形成的。 ５１６　高负荷活性污泥工艺系统 与延时曝气活性污泥工艺系统相对，本工艺系统又称之为短时活性污泥工艺系统或不 完全处理活性污泥工艺系统。 本工艺系统的主要特点是 ＢＯＤＳＳ负荷高，曝气反应时间短，处理效果较低，一般 ＢＯＤ５ 的去除率不超过７０％～７５％。因此，本工艺又称之为不完全处理活性污泥工艺系 统。与此相对，能够将污染指标 ＢＯＤ５ 的降解率达到９０％以上，处理水的 ＢＯＤ５ 值降至 ２０ｍｇ／Ｌ以下的活性污泥工艺系统，称之为完全处理活性污泥工艺系统。 本工艺系统在系统组成及反应器构造等方面与普通活性污泥法工艺系统相同。普通活 性污泥工艺系统可以按高负荷活性污泥工艺系统方式运行。 本工艺系统适用于对处理水水质要求 不高的地区。 ５１７　完全混合活性污泥工艺系统 本工艺系统的主要特征，是在系统中 应用完全混合式的曝气池 （图５８）。 污水与回流污泥分别、同步地进入曝 气池后，立即与池内已存在的混合液相混 合，并达到完全、充分混合的程度。可以 认定，完全混合曝气池内的混合液，是已 经 降 解 处 理， 但 未 经 泥 水 分 离 的 处 理水。　　　 本工艺系统具有如下各项特征： 图５８　完全混合活性污泥工艺系统 （１）进入曝气池的原污水，很快即为 （ａ）采用鼓风曝气装置的完全混合式曝气池；（ｂ）采用 池内已存在的混合液所稀释、均化，原污 表面机械曝气曝气装置的完全混合式曝气池 １—经预处理后的原污水；２—完全混合式曝气池；３—从曝 水在水质、水量方面的变化，对本工艺反 气池流出的混合液；４—二次沉淀池；５—排出的处理后污 应过程产生的影响将降至最小的程度，因 水；６—回流污泥泵站；７—回流污泥系统；８—排出系统的 此，本工艺系统对冲击负荷有较强的适应 剩余污泥；９—来自空压机站的空气管道；１０—曝气系统和 能力。本 工 艺 系 统 适 宜 用 于 处 理 工 业 废 　　 空气扩散装置；１０′—表面机械曝气器 水，特别是浓度较高的工业废水。 （２）污水及其所含有的有机污染物在曝气池内分布均匀，在反应器内各部位的水质相 同、Ｆ∶Ｍ 值相等，微生物群体的组成和数量也几近一致。在这种条件下，有机污染物在 各部位的降解工况，能够认为是相同的。对此，我们还能够认定，此时，反应器整体的工 作点是相同的，而位于微生物增殖曲线的某一个点上。这样，我们就有可能通过对 Ｆ：Ｍ 值的调整将曝气池的工作，整体地控制在条件最佳的点上。这样，活性污泥的降解功能得 以充分地发挥，其承受的负荷率也高于推流式反应器。 （３）在曝气池内，混合液的耗氧速度均衡，动力消耗低于推流式曝气池。 １８０

完全混合活性污泥工艺系统存在的主要问题是：前已叙及，在反应器的混合液内，各 部位的有机污染物质量相同，能的含量也相同，活性污泥微生物的组成与数量也近于相 同。在这种条件下，微生物对有机污染物的降解动力也较低，这样的活性污泥易于产生膨 胀现象。与此相对，在推流式反应器内，相邻的两个过水断面，由于后一断面上的有机污 染物浓度、微生物的质与量均高于前者，存在着有机污染物的降解动力，因此，活性污泥 产生膨胀现象的可能性较低。 此外，在一般情况下，完全混合活性污泥工艺系统的处理水水质低于推流式曝气池的 活性污泥工艺系统。 完全混合活性污泥工艺系统，拥有进入污水、回流污泥与池内原存在混合液相混合的 曝气池和泥水分离并使污泥回流的二次沉淀池这二种反应器，这样，完全混合活性污泥法 工艺的二种反应器在结构上，可为分建式和合建式两种形式。合建式完全混合活性污泥工 艺反应器的构造简单，也便于运行，应用比较广泛。 《室外排水设计规范》ＧＢ５００１４—２００６ （２０１１年版）对处理城市污水的传统活性污泥 法合建式完全混合曝气工艺系统反应器———曝气池规定的设计数据： ５日生化需氧量污泥负荷犔ｓ：０．２５～０．５ｋｇＢＯＤ５／（ｋｇＭＬＳＳ·ｄ）。 混合液悬浮固体平均浓度 犡：２．０～４．０ｋｇＭＬＳＳ／Ｌ。 ５日生化需氧量容积负荷犔ｖ：０．５～１．８ｋｇ／（ｍ３·ｄ）。 污泥回流比：１００％～４００％。 污泥产率系数犢：无试验资料时取值０．４～０．８ｋｇＶＳＳ／ｋｇＢＯＤ５。 衰减系数 犓ｄ：２０℃时的数值为０．０４～０．０７５ｄ－１。 总处理效率：８０％～９０％。 沉淀区的表面水力负荷宜为０．５～１．０ｍ３／（ｍ２·ｈ）。 生物反应池宜采用圆形，曝气区的有效容积应包括导流区部分。 ５１８　多级活性污泥工艺系统 图５９所示即为多级 （二级）活性污泥工艺系统。 图５９　多级 （二级）活性污泥工艺系统 １—经预处理后的原污水；２—一级反应器 （曝气池）；２ａ—二级反应器 （曝气池）３—一级曝气 池出流的混合液；３ａ—二级曝气池出流的混合液；４—一级系统的二次沉淀池；４ａ—二级系统的 二次沉淀池；５—一级系统的 处 理 水；５ａ—二 级 系 统 的 处 理 水；６—污 泥 泵 站；７—一 级 系 统 的 污泥回流系统；７′—二级系统的污泥回流系统；８—排出系统的剩余污泥；９—来自空压机站的 　　 空气管道；１０—曝气系统和空气扩散装置 当原污水含有浓度较高的有机污染时，可以考虑采用多级 （二级或三级）的活性污泥 工艺系统。 １８１

多级活性污泥工艺系统，每级都是独立的处理系统，每级都拥有各自的二次沉淀池和 污泥回流系统、这样考虑有利于回流污泥对进入污水的适应和接种。剩余污泥则可以考虑 集中于最后一级排放。 运行经验证实，当原污水 ＢＯＤ５ 值在３００ｍｇ／Ｌ以上时，多级活性污泥法工艺系统的 首级反应器以采用完全混合型者为宜，因为完全混合曝气池对原污水在水质水量方面的冲 击负荷有较强的适应能力。如原污水的 ＢＯＤ５ 值在３００ｍｇ／Ｌ以下时，首级反应器可考虑 采用推流式曝气池，对此，建议采用阶段曝气运行式曝气池。 二级反应器的运行方式在选择上可随意一些，也可以考虑二级 （也可以考虑包括三 级）反应器都采用完全混合运行式的曝气池。 采用多级活性污泥工艺系统，可以取得高质量的处理水，但建设费及运行费都较高， 只有在非常必要时方可考虑采用。 ５１９　深水曝气活性污泥工艺系统 深水曝气活性污泥工艺系统的主要特征，是采用深度在７ｍ 以上的深水曝气池。这种 反应器具有的效益是： （１）由于水压增大，加强了溶解氧的传递速率，提高了混合液的饱和溶解氧的浓度， 这些情况都有利于活性污泥微生物的增殖和对有机污染物的降解。 （２）曝气池向竖向深度发展，节省占用的土地面积。 本工艺系统一般采用下列两种形式的反应器： （１）深水中层曝气活性污泥反应器 反应器水深在１０ｍ 左右，但空气扩散装置设于水深４ｍ 左右处，这样仍可采用风压为 ５ｍ 的风机。为了使在反应器内形成环流和避免在底部水层形成死角，在池中心处设导流 板或导流筒 （图５１０）。 （２）深水底层曝气活性污泥反应器 水深仍维持１０ｍ 左右，空气扩散装置也设置于池底部，对此，需要使用高风压的风 机，由于在池内自然形成环流，因此，在池内勿需设导流板或导流管 （图５１１）。 图５１０　深水中层曝气活性污泥反应器 　　　 （ａ）设导流板；（ｂ）设导流筒 图５１１　深水底层曝气话性 污泥反应器 １８２

５１１０　深井曝气活性污泥工艺系统 （反应器） 又名超水深曝气活性污泥工艺系统，单体反应器称之为 “深水曝气井”或简称 “曝气 井”。本工艺开创于２０世纪７０年代，首建于英国的皮林翰姆市。 图 ５１２ 所 示 即 为 本 工 艺 系 统 的 单 体 反应器：深井曝气反应器。深井曝气反应 器深度可达 ５０～１００ｍ，直径一般为 １～ ６ｍ。在井 中 间 设 隔 墙，将 井 一 分 为 二， 或在井中心设内井筒，将井分为内、外两 部分。在前者的一侧 （图５１２），后者的 外环 部， 设 空 气 提 升 装 置， 使 混 合 液 上 升。而在前者的另一侧 （图５１２），或后 者的内井筒内，则产生降流。这样，在井 隔墙的两侧，或内井筒内外，污水形成由 下向上的流动。 本工艺系统，水的深度大，充氧能力 强，可达常规法的１０倍，氧的利用率高， 有机污染物降解速度快，效果显著。动力 效应高，节省用地，处理功能不受气候条 图５１２　深井曝气活性污泥工艺 件制约，可考虑不设初次沉淀池。 系统 （深水曝气井） 本工艺系统适用于处理高浓度的有机 废水。 中国工程建设标准化协会制定了 《深井曝气设计规范》ＣＥＣＳ４２：９２。对深井曝气的 工艺流程、工艺参数、设计方法运行方式以及 监测控制等都作了具体的规定。对深井结构设 和深井施工也提出了要求。 ５１１１　浅层曝气活性污泥工艺系统 浅层曝气 （Ｉｎｋａａｅｒａｔｉｏｎ）活性污泥工艺 （图５１３） 由 瑞 典 一 公 司 所 开 发。 本 工 艺 系 统 是以下列论点作为理论基础。即：气泡只在其 形成和破碎的一瞬间，产生最高的氧转移率， 而与其在液体中的移动高度无关。 浅层曝气反应器 （曝气池）使用的空气扩 散装置，多为由穿孔管制成的曝气栅，设于曝 气池的一侧，距水面约０．６～０．８ｍ 的深度。为 了使 在 池 内 形 成 环 流，在 池 的 中 心 处 设 导 流板。 图５１３　浅层曝气活性污泥工艺 对浅层曝气活性污泥工艺曝气池可使用低 系统 （反应器） 鼓 风 机， 充 氧 能 力 可 达 １．８～２．０ｋｇＯ２／ １— 空气管；２—曝气栅；３—导流板 ｋＷｈ，有利于节省能耗。 １８３

５１１２　纯氧曝气活性污泥工艺系统 （反应器） 又名富氧曝气活性污泥工艺系统。 空气中氧含量为２１％，而所谓纯氧 （或富氧）中氧含量为９０％～９５％，纯氧的氧分 压比空气高４．４～４．７倍，使用纯氧进行曝气能够大幅度地提高氧向混合液的传递效率。 对此，早在２０世纪４０年代，就有有关专家提出用纯氧代替空气进行曝气，以提高曝气池 内的生化反应的效率的设想。 １９６８年在美国纽约州的巴塔维亚污水处理厂，建成了一座规模为１００００ｍ３／ｄ的以纯 氧进行曝气的曝气池，并与设有鼓风曝气系统的曝气池，进行了对比试验。１９７１年美国 水质管理委员会发表了该项目的对比试验报告。世界上已有多座以纯氧曝气活性污泥工艺 为主体的污水处理厂建成，其中，美国底特律污水处理厂的规模为２３０×１０４ｍ３／ｄ。 采用纯氧曝气活性污泥工艺系统，产生的主要效益是： （１）氧的利用效率，可高达８０％～９０％，而鼓风曝气仅为１０％左右； （２）反应器内的 ＭＬＳＳ值，可达４０００～７０００ｍｇ／Ｌ，能够大幅度地提高反应器的容积 负荷； （３）在一般情况下，反应器内混合液的 ＳＶＩ值都低于 １００，较少发 生 污 泥 的 膨 胀 现象； （４）产生的剩余污泥量少。 在当前，对纯氧曝气曝气池采用的 构造型式，多为有盖封闭式 （图５１４）， 以防氧气外溢和可燃气体的渗入。池内 分成若干个小室，各室间串连运行，每 室混合液的流态均为完全混合型。池内 气压应略高于池外，以防池外空气的渗 图５１４　有盖封闭式纯氧曝气曝气池 入，同时，在池内产生的如 ＣＯ２ 一类的 废气得以排出。 图５１４所示为有盖封闭式纯氧曝气 曝气池。 图５１５所示为改造型圆顶式纯氧曝气曝气池，这种曝气池主要是对原有曝气池的改 图５１５　改造型圆顶式纯氧曝气曝气池 １８４

造后所形成的型式。设圆顶式池盖，气态氧从新安设的喷射扩散器进行曝气，同时设循环 空压机抽出盖内的气态氧，通入新设的空气扩散装置，进行气态氧的循环。 这种设备的优点是投资较省，但是由于装置内不分室，氧分压较前述的有盖密闭式纯 氧曝气曝气池为低。 ５．２　序批式活性污泥工艺系统 （ＳＢＲ 工艺系统） ５２１　概述 污 水 生 物 处 理 技 术 中 的 活 性 污 泥 工 艺 系 统 ， 是 在 ２０ 世 纪 初 开 创 问 世 。 历 经 百 年 的 广泛应用，当今，已成为污水处理技术领域的主导处理技术，在世界范围内水环境污 染治理事业中，活性污泥工艺系统起到关键性的作用，对此，得到污水处理领域专家 们普遍认同。现今，运行中的各种型式的传统活性污泥工艺系统多是连续流的。但是， 开创伊始的活 性 污 泥 工 艺 系 统 采 用 的 却 曾 是 间 歇 式 的 运 行 方 式。即： “进 水 － 排 水” （ｆｉｌｌｄｒａｗ）方式。在嗣后进行的具体生产性运行过程中，由于当时技术条件所限，生产 运行中的一些技术问题，还得不到妥善的解决，才采用了连续进水推流 （或完全混合） 排水的运行方式。这种运行方式使活性污泥工艺系统形成传统的 以 活 性 污 泥 反 应 器 ———曝 气 池 为 核 心 的 规 范 化 的 工 艺 系 统 流 程 。 其 组 成 包 括 ： 初 沉 池 、 二 沉 池 、 污 泥 回流系统、污泥处理系统等，形成一系列使当时的技术工作者困惑的占地广的庞大 组成系统。 近２０～３０年来，电子计算机及相应的软件得到飞跃式的发展与应用，各类精密的仪 器设备诸如溶解氧测定仪、氧化还原电位测定仪 （ＯＲＰｍｅｔｅｒ）以及电动阀、气动阀、定 时器等设备的开发与应用，使得在２０世纪初开创的间歇运行的活性污泥工艺长期未能克 服的技术问题得到解决，于是，间歇运行的活性污泥工艺又行问世，并且其系统紧凑、占 地面积小等突出的优越性，受到水环境污染防治领域界人士们的极大重视，得到广泛的应 用，并且在较短的时间内，派生出多种各具特色的新工艺系统和变型工艺。形成了独特的 ＳＢＲ 系列工艺。大量的 ＳＢＲ 工艺系统的污水处理厂建成，投入生产运行，既成功地用于 生活污水和城市污水处理，也有效地处理工业废水。取得了丰富的运行经验和可靠的技术 参数。在这种良好的氛围条件下，获得了正式的名称称谓：ＳｅｑｕｅｎｃｉｎｇＢａｔｃｈＲｅａｃｔｏｒＡｃ ｔｉｖａｔｅｄＳｌｕｄｇｅＰｒｏｃｅｓｓ （ＳＢＲＡＳＰ），简称为ＳＢＲ。中文的正式译名为 “序批式活性污泥工 艺系统”。 正是因为 ＳＢＲ 活性污泥工艺系统拥有一系列的优点，才受到水环境污染保护领域 科 学技术人员的重视，在世界范围内得到了越来越多的推广应用。 ＳＢＲ 活性污泥工艺系统在我国也受到极大的重视。在１９８５年就建成投产了第一座以 ＳＢＲ活性污泥工艺系统为核心技术的污水处理厂，此后在各地相继建成一大批 ＳＢＲ 活性 污泥工艺系统污水处理厂。除城市污水外，还广泛地用于处理工业废水。 当前，有关的工程专家们，以常规的 ＳＢＲ 工艺为基础进行改进，开发出一系列各具 特色的属于ＳＢＲ工艺变型的新工艺，诸如：ＩＣＥＡＳ、ＣＡＳＳ、ＤＡＴＩＡＴ 以及 ＵＮＩＴＡＮＫ 等。在本章将一一予以阐述。 １８５

５２２　犛犅犚 工艺的基本原理及其工艺系统流程 １．ＳＢＲ 工艺系统的基本运行操作 图５１６所示为城市污水处理的以序批式反应器为核心工艺的 ＳＢＲ 工艺系统流程。 图５１６　处理城市污水的 ＳＢＲ 工艺系统流程 ＳＢＲ 工艺系统最主要 的 技 术 特 征，是 将 原 污 水 入 流、有 机 底 物 降 解 反 应、活 性 污 泥 沉淀的泥水分离、处理水排放等各项污水处理过程在统 （唯）一的序批式反应器 （也称为 ＳＢＲ 工艺反应器或 ＳＢＲ 反应器）内实施并完成。 ＳＢＲ 工艺系统在运 行 工 况 上 的 主 要 特 征 是 间 歇 式 操 作， 即 所 谓 的 序 列 间 歇 式 操 作。 序列间歇式操作包括两项含义：首先，在实际的运行中，原污水都是连续入流的，而且在 流量上可能还有一定的波动，就此，对 ＳＢＲ 反应器在数量上的设置，至少应是２台或多 台 （参见图５１６），与这种实际情况相对应，原污水将是按序排列的方式进入每台反应 器。这也就是说，运行操作在空间上是按序排列的间歇式，这是第一项含义。其二，对每 台 ＳＢＲ 反应器，一 般 应 按 基 本 运 行 模 式 的 ５ 个 阶 段：进 水、反 应、沉 淀、排 水 及 闲 置， 即所谓的一个运行周期进行运行的。实际上 ＳＢＲ 工艺系统的运行操作，在时间上也是按 序排列的间歇式。 根据上述可知，ＳＢＲ 工艺系统，由５个阶段组成为一个周期的运行模式操作，都在 统一的一台 ＳＢＲ 工艺反应器内实施与完成，使 ＳＢＲ 工艺系统的组成大为简化，不设二次 沉淀池，省却污泥回流系统。此外，还勿需设水量水质调节池。 ２．ＳＢＲ 工艺系统５个阶段的运行模式 序批式工艺 （ＳＢＲ工艺）这一称谓源自对序批式反应器 （ＳＢＲ 反应器）的运行操作， 是按５个阶段周期模式的顺序实施的。图５１７所示即为序批式反应器运行操作典型的５ 个阶段，本文并对各个阶段的操作运行要点及其功能加以阐述。 （１）进水阶段 ５个阶段周期模式是从进水阶段开始的。在原污水进水注入之前，反应器处于５个阶 段中最后的闲置阶段 （亦称待机阶段）。经处理后的污水已经在前一的排水阶段排放，反 应器内，残存着高浓度的活性污泥混合液。 原污水注入，达到标准后，再进入下一阶段的反应 （曝气）阶段。从这个意义来说， １８６