活性污泥法的基本工艺（活性污泥法处理装置与设备）
活性污泥法的基本工艺（活性污泥法处理装置与设备）主要曝气设备的用途和特点见表６－１曝气类型大体分为两类：鼓风曝气和机械曝气。鼓风曝气是指采用曝气器—扩散板或扩散管在水中鼓入气泡的曝气方式。鼓风曝气通常由鼓风机、曝气器、空气输送管道等组成。机械曝气是指利用叶轮等器械引人气泡的曝气方式。机械曝气器分为两种类型：表面曝气器和淹没的叶轮曝气器。表面曝气器直接从空气中吸人氧气。叶轮曝气器主要是从曝气池底部的空气分布系统引人空气中吸取氧气。表面曝气器设备比较简单，较为常用。此外还有两类相结合的曝气方式但实际应用较少。推流池多用鼓风曝气，但表面曝气机也同样能够应用。当采用池底满铺多孔型曝气装置时，曝气池中水流只有沿池长方向的速度，为平推流(见图6-3)。当鼓风曝气装置位于池横断面的一例(或两侧)时，由于气泡在池水中造成密度差，产生了旋转流，因此曝气池中水流除沿池长方向外，还有的侧向的旋流，组成了旋转推流(见图6-4)。２．完全混合式 如图6-5所示，
活性污泥法是处理城市生活污水最广泛使用的方法。主要去除废水中溶解的和胶体的可生物降解有机物以及能被活性污泥吸附的悬浮固体和其他一些物质。无机盐类（磷和氮的化合物）也能部分被去除。类似城市生活污水的工业废水也可以活性污泥法处理。
一、活性污泥法工艺
活性污泥法工艺主要由曝气池、二次沉淀池、曝气系统及污泥回流系统组成如图６-１所示。
废水经过初次沉淀池沉淀后与二次沉淀池池底回流的活性污泥同时进入曝气池，曝气池是一个生物反应器，通过曝气设备充入空气，空气中的氧溶入混合液，同时混合液得到搅拌使活性污泥呈悬浮状，这样废水中有机物、氧气同微生物充分接触和反应。随后混合液流入二次沉淀池，悬浮固体在沉淀池中沉淀下来和水分分离，上层出水排放，分离浓缩后的污泥一部分返回曝气池，以保证曝气池内维持一定浓度的活性污泥，其余为剩余污泥，由系统排出。
推流池多用鼓风曝气，但表面曝气机也同样能够应用。当采用池底满铺多孔型曝气装置时，曝气池中水流只有沿池长方向的速度，为平推流(见图6-3)。当鼓风曝气装置位于池横断面的一例(或两侧)时，由于气泡在池水中造成密度差，产生了旋转流，因此曝气池中水流除沿池长方向外，还有的侧向的旋流，组成了旋转推流(见图6-4)。
２．完全混合式 如图6-5所示，完全混合池一般为圆形，也可用正方形或矩形。曝气装置多用表面曝气机，置于池中心平台上，污水进入搅拌中心，立即与全池混合，全池的水质没有推流式那样明显的上下游区别。由于池水对进水的稀释作用，完全混合池耐冲击负荷的能力强，因负荷均匀，供氧与需氧容易平衡．从而可节省供氧动力消耗。
（二）曝气设备
曝气类型大体分为两类：鼓风曝气和机械曝气。鼓风曝气是指采用曝气器—扩散板或扩散管在水中鼓入气泡的曝气方式。鼓风曝气通常由鼓风机、曝气器、空气输送管道等组成。机械曝气是指利用叶轮等器械引人气泡的曝气方式。机械曝气器分为两种类型：表面曝气器和淹没的叶轮曝气器。表面曝气器直接从空气中吸人氧气。叶轮曝气器主要是从曝气池底部的空气分布系统引人空气中吸取氧气。表面曝气器设备比较简单，较为常用。此外还有两类相结合的曝气方式但实际应用较少。
主要曝气设备的用途和特点见表６－１
1．鼓风曝气设备
鼓风曝气系统由鼓风机(空压机)、空气扩散装置(曝气器)和一系列连通的管道组成。鼓风机将空气通过一系列管道输送到安装在池底部的扩散装置(曝气器)，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形式，气泡经过上升和随水循环流动，最后在液面处破裂，这一过程中产生氧向混合液中转移的作用。
鼓风曝气系统用鼓风机供应压缩空气，常用的有罗茨和离心式鼓风机。 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、水力冲击及空气升液等类型。
如小气泡型（图６－６），用微孔透气材料(陶土、塑料、缠丝等)制成的扩散扳、扩散盘和扩
散管等，产生气泡直径<2mm，缺点是易堵，空气需经过滤净化，扩散阻力较大。 原来的做法是在池底设空气渠道，上铺设扩散板，见图６－６(a)此方式因清理不便，已很少使用。现在多在池底设空气支管，扩散管盘则安装在支管上见图６－６(b)。扩散管还可以成套组装，如图6-6(d)，必要时可提出水面消洗。图6-6(c)所示为圆盘型微孔曝气器。
2．机械曝气设备
机械曝气主要要是表面曝气。按转轴的方向分竖轴和卧轴表面曝气机，按转速又分低速和高
速。表面曝气机供氧搅拌有三种途径：①叶轮的搅拌、提升或推流作用，使池内液体不断循环流动，气液接触表面更新吸氧；②叶轮旋转，外缘形成水跃，大量水滴甩向空中而吸氧；③叶轮旋转在中心及背水侧形成负压，通过小孔吸入空气。
（１）竖轴辐流式低速表面曝气机
一般所谓表面曝气机专指这种，转速一般为２０～１００r/min，最大叶轮直径可达4m 。叶轮浸设深度一般在l0～100mm，视叶轮型式而异。浸没深度大时提升水量大，但功率增加，齿轮箱负荷也大。降低浸没深度可减小负荷。可用叶轮或堰板升降机构调节浸没度。当池深大与4．5m时，可考虑设提升筒，以增加提升量，但所需功率也增加。在叶轮下面加轴流式辅助叶轮，亦可加大提升量。当污水中含有挥发性物质或有臭气时，可在全池分散进水。
表面曝气机叶轮常用的有泵型、K型、平板型和倒伞型、BSK型(中心吸水，四周出水)、Simplex型(带提升简)等。
①泵型叶轮 （图6-7）
②K形叶轮（图6-8）
③平板型叶轮（图6-9）
④倒伞型叶轮（图6-10）
（２）轴流式高速表面曝气机 转速一般为３００～１２００r/min， 与电机直联，也称增氧机。多用于生物稳定塘供氧用。
（３）卧式曝气刷 主要用于氧化沟，由水平转轴和固定在轴上的叶片及驱动装置组成，见图6-11。—般直径０.35—l m，长度1．5~7．5m，转速60—140r／min，浸设深度1／3~1／4直径，动力效率1.7~2．4kg(O2)/KWh，随吸气刷直径的加大，氧化沟水深也可加大， —般为1.3—5m。
三、新型活性污泥法设备
新型活性污泥工艺主要有：氧化沟技术、吸附生物降解法（简称ＡＢ法）、间歇式活性污泥法（ＳＢＲ法）等。
（一）ＳＢＲ法
１．ＳＢＲ运行流程
ＳＢＲ的操作模式由进水、反应、沉淀、出水和待机等5个基本过程组成（图６－１２）。从污水流入开始到待机时间结束算做一个周期。在一个周期内，一切过程都在一个没有曝气或搅拌装置的反应池内依次进行，这种操作周期周而复始反复进行，以达到不断进行污水处理的目的。因此不需要传统活性污泥法中必需设置的沉淀池、回流污泥泵等装置。传统活性污泥法是在空间上设置不同设施进行固定地连续操作；而ＳＢR是在单一的反应池内，在时间上进行各种目的不同操作。
２．ＳＢＲ工艺的装置和设备
（１）滗水器
ＳBR工艺的最根本特点是单个反应器的排水形式均采用静止沉淀、集中滗水(或排水)的方式运行，由于集中滗水时间较短，因此每次滗水的流量较大，这就需要在短时间大量排水的状态下，
对反应器内的污泥不造成扰动，因而需安装特别的排水装置——滗水器。
滗水器的组成—般分为收水装置、连接装置及传动装置。ＳBR反应器中使用的滗水器可分为五种类型：第一类为电动机械摇臂式滗水器，其代表为澳大利亚PIP公司制作的产品；第二类为套筒式滗水器；第三类为虹吸式滗水器；第四类为旋转型滗水器；第五种为浮筒式滗水器。
图６－１３中为几种常用的滗水器。
（２）曝气装置
ＳBR也属于活性污泥法，其曝气装置也与活性污泥法基本相同。但由于SBR间歇运行的特殊性，其曝气设施也有特殊的要求，如要求曝气器应具备防堵塞、抗瞬间的强度冲击等。
ＳBR工艺的曝气分为机械曝气和鼓风曝气两大类。
①机械曝气 同传统的活性污泥曝气相同，ＳBR机械曝气器也可以分为两类型式，表面曝气器和淹没的叶轮曝气器。表面曝气器直接从空气中吸入氧气。叶轮曝气器主要是从曝气池底部的空气分布系统引入的空气中吸取氧气。表面曝气器设备比较简单，为常用的型式，但在ＳBR工艺中采用较少。
② 鼓风曝气 鼓风曝气是目前污水处理较为普遍采用的曝气型式，ＳBR工艺通常采用微孔曝气器作为曝气设备。
（３）阀门、排泥系统
ＳBR运行中其曝气、滗水及排泥等过程均采用计算机自动控制系统完成，因此需要配备相应的电动、气动阀门，以便控制气、水的自动进出及关闭。剩余污泥的排放目前均采用潜水泵的自动排放方式实现。
（４）自动控制系统
ＳBR采用自动控制技术来达到ＳBR工艺的控制要求，把用人工操作难以实现的控制通过计算机、软件、仪器设备的有机结合自动完成，并创造满足微生物生存的最佳环境。
（二）氧化沟工艺装置与设备
１．氧化沟工艺运行流程
如图６－１４，为了防止无机沉渣在氧化沟中积累，废水先经过格栅和沉沙池预处理。由于氧化沟中污泥泥龄很长，所以剩余污泥量少于一般活性污泥法，而且已得到好氧稳定，不需要再进行消化处理。二沉池可与曝气池分建或合建，合建可省去二沉池和污泥回流系统。
２．氧化沟装置和设备
（１）水平轴曝气转刷或转盘
水平轴曝气机包括曝气转刷和曝气转盘，是应用最广的一类氧化沟充氧设备，它充氧效率高、结构简单、安装维修方便。整个系统由电机、调速装置和主轴等组成，主轴上装有放射状的叶片
或由两个半圆组成的盘片。采用曝气转刷时，曝气沟渠水深2．5—3．5m。采用转盘时，曝气沟渠水深可达3．5m以上。氧化沟曝气设备的主要功能包括：①供氧；②推动水流作不停的循环流动；⑤防止活性污泥沉淀；④使有机物、微生物及氧三者充分混合、接触。
立式低速表面曝气叶轮与活性污泥法中表曝机的原理是一样的。一般每条沟安装一台置于池的一端。它的充氧能力随叶轮直径变化较大，动力效率一般为1.8—2.3kg(02)／kwh。其主要特点是具有较大的提升能力，因此可增加氧化沟水深4—5m，减少占地面积。
（３）射流曝气器
射流曝气机一般设在氧化沟的底部，吸人的压缩空气与加压水充分混合，沿水平方向喷射，推动沟中液体并达到曝气充氧的目的。射流器形成的水流冲力造成了水平方向的混合，然后又由于水流上升而形成了垂直方向的混合，因而沟宽和沟深彼此无关，可采用较深的沟，水深可至8m。射流过程中产生很小的气泡，因此氧的转移效率较高。
（４）导流和混合装置
包括导流墙和导流板。在弯道设置导流墙可以减少水头损失，防止弯道停滞区的产生和防止弯道过度冲刷。通常在曝气转刷上下游设置导流板，主要是为了使表面的较高流速转入池底，同时降低混合液表面流速，提高传氧速率。为了保持沟内的流速可以根据需要设置水下推进器。
