曝氣池利用活性汙泥法（fǎ）進行汙水處（chù）理，池內提供一定汙水停留時間，滿足好氧微生物所需（xū）要（yào）的氧量以及汙水與活（huó）性汙泥充分接觸的（de）混合條件（jiàn）。 曝（pù）氣池主要由池體、曝氣係統和（hé）進（jìn）出水口三個部分組成（chéng）。池體一（yī）般用（yòng）鋼筋混凝土築成，平（píng）麵形狀有長方形、方形和圓形等。
曝氣原理
曝氣是使空氣與（yǔ）水強（qiáng）烈接觸的一種手段，其目的在於將空氣中的（de）氧溶解於水中，或者將水（shuǐ）中不需要的（de）氣（qì）體和揮發（fā）性物質放逐到空氣（qì）中。換言之，它是促進氣（qì）體（tǐ）與液體之間物質交換的（de）一種手段。它還（hái）有其（qí）他一些重要作用，如混合和攪拌。空氣中的氧通過曝氣傳遞（dì）到水中，氧由氣相向液相進行傳質轉移，這種傳質擴散的理論（lùn），應用較多的是劉易斯和惠特曼提出的雙膜理論。
雙膜理論認為，在“氣-水”界麵上存在著氣膜和液膜，氣膜外和液膜外有空氣（qì）和液體（tǐ）流動，屬紊流狀態;氣膜和（hé）液膜間屬層流狀（zhuàng）態，不存在對（duì）流，在一定條件下會出現氣壓梯度和（hé）濃度梯（tī）度。如果液膜中氧（yǎng）的濃度低於水中氧的飽和濃度，空氣中的氧繼續向內擴散透過液（yè）膜進入水體，因而液膜和氣膜將成（chéng）為氧傳遞（dì）的障礙，這就是雙膜理論。顯然，克服液膜障礙最有效的方法（fǎ）是（shì）快速變換“氣（qì）-液”界麵。曝氣攪拌正是如此，具體的做法就是：減少氣（qì）泡的大小，增加氣泡的數量，提（tí）高液體的紊流程（chéng）度，加大曝氣器的（de）安裝深度，延長（zhǎng）氣泡與液體的接觸時間。曝氣設備正是基於這（zhè）種做法而在汙水處理中被廣泛采用的。
曝氣方法
曝氣方法可分為兩（liǎng）種，主要有鼓風曝氣和機械（xiè）曝氣。
鼓風曝氣
又稱壓縮空氣（qì）曝氣,主要由曝氣風機及專（zhuān）用曝氣器組成。采用這種（zhǒng）方法
鼓風曝氣的曝氣池，多為長方形混凝土池，池內用隔牆分為幾個單獨進水的（de）隔（gé）間，每一隔間又分成（chéng）幾條廊道。汙水入池後順次在廊道內（nèi）流動（dòng），至另一端排出。空氣是用空氣壓縮機（jī）通過管道輸送到設在池底（dǐ）的空（kōng）氣擴散裝置，成為氣泡彌散（sàn）逸出，在氣液界麵把氧氣溶入水（shuǐ）中。擴散（sàn）裝置有多（duō）孔管、固定螺旋曝氣器、水射器和微孔擴散板等四種不同型式（shì）。
鼓風曝氣是影響汙水處理（lǐ）廠出水水質和降（jiàng）低能耗的重要部分。由於汙水處理過程的非線性、滯後性和時變性等特點,很（hěn）難確定溶解氧(DO)的需求量,常規的恒定曝氣控（kòng）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]
機械曝氣（qì）
一般是利用裝在曝氣池內的機械葉輪轉動，劇烈（liè）攪（jiǎo）動（dòng）池內廢水，使空氣
機械曝氣--轉刷曝氣
中的氧溶（róng）入水中。葉輪裝在池內廢水表麵（miàn）進行曝氣的，稱為表麵曝氣。這（zhè）種裝置（zhì）通過葉（yè）輪的提水（shuǐ）作用,促使（shǐ）池內廢水不（bú）斷循環流動,不斷更新氣液接觸麵以增大吸（xī）氧量。葉輪旋轉時（shí）在周緣形成水躍，可有效地裹入空氣;葉片後側產生負壓，可吸入空氣，所以充氣（qì）效果較好。葉輪浸（jìn）水深度和轉速可以調（diào）節，以保證最佳效果。典型的機械曝氣（qì）池有圓（yuán）形表麵加速曝氣池、標準型加速曝氣池（chí）、IO型加速曝氣池和方形加速曝氣池等。鼓風曝氣和機械曝氣兩種方法有時也可聯用，以提高充氧能力，這適用（yòng）於有機物濃度較高的（de）汙水。
潛水（shuǐ）自引氣曝氣機是一種應用於（yú）汙水（shuǐ）處理係統中節能、環保的新型機械曝氣設備（bèi）。目前國產的潛水自引氣曝氣機的曝氣深度較淺、效率低、耗電率和製造（zào）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（lǐ）論意義和（hé）廣闊的市場前景。
曝氣工藝
汙水進入水廠，經過格柵池至集水間，由水泵提升到平流沉砂池， 經初沉池沉澱後，大約可去除SS 45%,BOD 25%.汙（wū）水進入曝氣池中曝氣，可從一點進水，采（cǎi）用傳統活性汙泥法，也可采用多點進水的階段曝氣法。在二次沉澱池中（zhōng），活性汙泥沉澱（diàn）後，回流至汙（wū）泥泵房。二沉池出水經加氯處理後，排入水體。
曝氣池一般（bān）和沉澱池（chí）組成聯合工藝流程。設置在曝氣池前麵的稱初次沉澱池（chí），設置在曝氣（qì）池後麵的稱為二次沉澱池,分別用於廢水的預處理和後處理。曝氣池也有和二次（cì）沉澱池合（hé）建的。這種設施由曝氣區、導流區、沉澱區、回流區四部分組成。導流區的作用是使汙泥凝聚和使氣水分離，為沉澱創造條件。在曝氣區內廢水與回流汙泥充分混合,然後經（jīng）導流區流入沉澱區,澄清後的水經溢流堰（yàn）排出。沉澱汙泥沿曝氣區底部回（huí）流入曝氣池。這種設施結構緊湊，流（liú）程短，可以節省汙泥回流設備。
又創造出一（yī）些新型曝氣方法（fǎ），如深井曝氣、純氧或富氧曝氣和配合其他生（shēng）物處理方法的曝氣等。深井曝氣一般用直徑1～6米、深達50～150米（mǐ）的曝氣（qì）池,利用水壓來提高水中氧的移轉速率,以高效去除（chú）汙水中BOD(生化需氧量)。這種曝氣池已在英（yīng）國、德意誌聯邦共和國、法國（guó）、加拿大、美國、日本先後投入運行或實驗運行。純氧曝（pù）氣是按（àn）鼓風曝（pù）氣方法向（xiàng）水（shuǐ）中鼓入純氧或富氧空氣，池型一般（bān）如鼓風曝氣池（chí）,上加密封蓋,以充分提高充（chōng）氧效率。另外還在研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床（chuáng）曝氣池等(見生物膜法)。曝（pù）氣池在朝著高效率、小體積、節省能源的方向發展。
曝氣生物濾池，簡稱BAF，是80年代末在歐美發展（zhǎn）起來的一種新型生物膜法汙水處理工藝，於90年代初得到較大發展，最大規模達幾十萬噸每天，並發展為可以脫氮除磷。
工藝特點
①一（yī）次性投資比傳統方法低1/4;
②占用麵積為常規工藝的1/10～1/5，運行費低1/5;
③進水要求懸浮物50～60mg/L，最好與一級強化處理相結合，如采用水（shuǐ）解酸化（huà）池;
④填料多（duō）為頁岩陶粒，直徑5mm，層高1.5～2m;
⑤水往下、氣往上的逆向流可不設（shè）二沉池。
曝氣生物濾池與普通活性汙（wū）泥法相比，具（jù）有有機負荷高、占地麵積小(是普（pǔ）通活性汙泥法的1/3)、投資少(節約30%)、不會產生汙泥膨脹、氧傳輸效率高、出（chū）水水質（zhì）好等優點，但它對（duì）進水SS要（yào）求較嚴(一般要求SS≤100mg/L，最好SS≤60mg/L)，因此對進水需（xū）要進行（háng）預處理。同時，它的反衝洗水量、水頭損失（shī）都較大。
曝氣生物濾（lǜ）池作為集生物氧化（huà）和截留（liú）懸（xuán）浮固體於一體，節省了後（hòu）續沉澱池(二沉池)，具有容積負荷、水力負荷大，水力停（tíng）留時間短，所需基（jī）建投資少，出水水質好（hǎo）：運行能耗低，運行費用少的特點。
工藝原（yuán）理
BiosesTYR工藝
BiosesTYR是法國OTV公司的注冊水處理工藝技術，由於采用新型輕質懸浮填料--BiosesTYRENE(主（zhǔ）要成分（fèn）是聚苯乙烯，且比重小於1g/cm3)而得名。下麵以去除BOD、SS並具有硝化脫氮（dàn）功能的反應器為例（lì）說（shuō）明其工藝結（jié）構與基本原理（lǐ）。
BiosesTYR工藝是一種上（shàng）流生物濾池（chí），是一種運行可靠、自動化程度高、出水水質好、抗衝擊能力強和（hé）節約能耗的（de）新一代汙（wū）水處理革（gé）新工藝，工藝成熟高效。
汙水通過濾料層（céng），水體含有的汙染物（wù）被濾料層截留，並被濾料上（shàng）附著的生物降解轉化，同時（shí），溶解（jiě）狀態的（de）有機物和特定物質也被去除，所產（chǎn）生的汙泥保留在過濾層中，而隻讓（ràng）淨化（huà）的水通過，這樣可在（zài）一個（gè）密閉反應器中達到完全的（de）生物處理而（ér）不需（xū）在下遊設置二沉池進行汙泥沉降。
濾池底部設有進水和排泥（ní）管，中上部（bù）是填料層，厚度一般為2.5～3.5m，為防止濾料流失，濾床上方設置裝有（yǒu）濾頭的混凝土擋板，濾（lǜ）頭可從板麵拆下，不用排空濾床，方便維修。擋板上部空間（jiān）用作反衝洗水的儲水區，其高度根據反衝洗水頭而定。
該區內設（shè）有回（huí）流泵用於將濾池出水泵至配水（shuǐ）廊道，繼而回流到濾池底部實（shí）現反硝化，在不需要反硝化（huà）的工藝中沒有該回流係統。填料層底部與濾池底部的空間留（liú）作反衝洗再生時填料膨脹之（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(主要由曝氣風機提供（gòng）增氧（yǎng）曝氣)，並將填料層分為上下兩個區：上部為好氧區，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（yǎng）區、厭氧區（qū）所占比例也相應變化;濾（lǜ）池底部的空氣管路是反衝洗空氣（qì）管。
該工藝具有如下特點：
上流濾池，底部渠道進配水，頂部出水;
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，與處理後水接觸，易於維護;
重力反衝洗，無須反衝洗水泵;
工藝空氣和反衝洗用氣共用鼓風機;
曝（pù）氣管可布置在濾層中部（bù）或底部，在同一池中可（kě）完成硝化、反硝化功能;
Biofor工藝
Biofor(生物過濾氧化反應池)是得利滿水務繼（jì）滴濾池、Biodrof幹（gàn）式過濾係（xì）統之後的專為汙水處理廠設計的第三代生物膜（mó）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（shàng）流生物過（guò）濾
進水自（zì）濾池底（dǐ）部流向頂部，上流過濾在（zài）濾池的整個高（gāo）度上持續提（tí）供正壓條件，與下向流過濾相比提供了許多優勢。
②使用特製的過濾及（jí）生物膜支持煤介（jiè）：Biolite生物濾料
確保獲得較高的生物膜濃度和（hé）較大的截留能力，並加長了（le）運（yùn）行（háng）周期（qī）。
③高性能曝氣
Biofor采用了特製（zhì）的曝氣頭：它（tā）不僅能高效的供氧，而且節約能源、使用安全、易於操作和維護。
④流體完全均勻的分布
空（kōng）氣和（hé）水流為同向流。Biofor生物（wù）濾池的濾板配有25UB33e濾頭（tóu），該濾頭的防阻塞設計通過均勻的配水使過濾效（xiào）果優化（huà）。
BiosesMEDI工藝
上海市（shì）政院鄒偉（wěi）國等開發了一種名為BiosesMEDI的曝氣生物濾池，它采用脈（mò）衝反衝洗（xǐ）、氣水同向流的形式，可用於微汙染源水預處理或汙水深度處理。
BiosesMEDI生（shēng）物濾池是上海市政工程設計研究院針對（duì）微汙染原水開發的一種新型生物濾池，該濾池以輕（qīng）質顆粒濾料為過（guò）濾介質，濾料（liào）比重較小（xiǎo），一般約（yuē）在0.1左（zuǒ）右（yòu），粒徑的大小為4～5mm左右，比重及粒徑的大小（xiǎo）可根據實際需要選擇確定，這種濾料具有來源廣泛、濾料比表麵積大、表麵（miàn）適宜微生物生長、價格便（biàn）宜（yí）(300～500元/立方米)、化學穩定性好等一係列優點。
BiosesMEDI生物濾池原（yuán）理：
濾（lǜ）池上部采用鋼（gāng）筋混凝（níng）土板(板上（shàng）采用倒濾頭出氣和水)抵製濾（lǜ）料的浮力（lì）及運行（háng）的阻（zǔ）力（lì）。在濾（lǜ）層下部，用混凝土板或鋼板分隔在濾層下部形（xíng）成氣囊（náng），在反衝洗時下部形成空氣室。
原水從進水閥進入氣室，通過中空管進入（rù）濾層，在濾料阻力的作用下使濾池進水均勻，空氣布（bù）氣管安裝在濾層下部，空氣通過穿孔布（bù）氣（qì）管進行布氣，經過濾層去除水中的有機物、氨氮後，出水經（jīng）倒濾頭進入上部清水區域排出。
濾池（chí）反衝洗采用脈衝衝洗的方法，首先關閉進水閥及（jí）曝氣管，打開濾池下部的反衝洗氣管（guǎn），在濾層（céng）下部（bù）形（xíng）成一段氣墊層，當氣（qì）墊層達到一定高（gāo）度後，此時瞬時把氣墊層中的空氣通過閥門或虹吸的（de）方法迅速排空，此時濾層（céng）中從上到下衝洗的水流量瞬（shùn）時忽然加大，導致濾料層忽然（rán）向（xiàng）下膨脹（zhàng），脈衝幾次後，可（kě）以把（bǎ）附著（zhe）在濾料上的（de）懸浮物質脫落，再打開排泥閥，利用生物濾池的出水（shuǐ）進行水漂洗，可（kě）有效地達到清潔濾料的目的（de）。
具有（yǒu）以下優點：
①、較小的濾層阻力;采用氣水同向流，避免了（le）氣水逆向流時水流速度和氣流速度的相對抵（dǐ）消而造成能（néng）量的浪費，另外，濾料粒徑較（jiào）均勻，大（dà）大增加濾層的孔隙率，減少濾池運（yùn）行時的水頭損失。
②、價格低、性能優的濾料（liào）;濾料具（jù）有（yǒu）來源廣泛、濾料比表麵積大、表麵適宜微生物生長、價（jià）格便宜(一般價格低於（yú）500元/立方米)、化學穩定性好;濾料比表麵積大（dà），有利於氧氣的傳質，大（dà）大提（tí）高了（le）充氧效率，布氣可采（cǎi）用穿孔管布氣（qì）即可（kě），節省工程投資。
③、獨特的（de）脈衝反衝洗形式;傳統的水反（fǎn）衝、氣水反衝均難以奏效，該濾池采用獨特的脈衝反衝洗（xǐ）方式，不需要專門的反衝洗水泵及鼓風機，是一種高效、低能耗的反衝洗形式（shì）。
應用範圍
曝氣生物濾池的應用範（fàn）圍（wéi）較為廣泛，其在水深度處理、微汙染源水處理、難降（jiàng）解有機物（wù）處理（lǐ）、低溫汙水的硝化、低溫微汙染水處理中都有很（hěn）好的、甚至不可替代的功能。
