推流式渐减曝气、阶段曝气为什么氧利用效率更高

Word文档推流式渐减曝气、阶段曝气为什么氧利用效率更高？01推流式活性污泥法

污水从生化反应池的一端流入，在后续水流的推动下，沿池长方向流淌，并从池的另一端流出池外的曝气池，一般采纳鼓风曝气系统。进入池内的全部污水在池内停留时间相同，由于部分活性污泥从二次沉淀池回流入池，有些活性污泥可能多次通过水池。实际操作中由于水流过程中存在纵向集中现象，很难达到真正的推流状态。

推流式活性污泥法处理效果较好，但耐冲击负荷力量较差。活性污泥法生物处理过程中的AAO活性污泥法、阶段曝气法、AB法等均为推流式曝气池。

▲生化反应池内曝气头满池均布形式

一般推流式曝气池都采纳满池均布曝气头的设置形式，如上图所示，因此在理论上，传统推流式活性污泥法系统池内任意断面处的供氧量是相同的。进入池内的污水随着推流的方向，池端有机物浓度最高，池尾有机物浓度最低，呈现递减状态，因此池内的溶解氧在池端不够用，而在池尾则过剩，氧利用率不高，池内溶解氧变化曲线如下所示，可以从图中看出，在池内任意断面处供氧率是肯定的，而需氧率开头高最终少。

▲传统推流式活性污泥法系统中供氧和需氧量曲线

02渐减曝气法

为适应传统推流式曝气池进水端至出水端之间混合液中需氧量不均衡、氧利用率低的问题，对曝气池的不同部分供应不同空气量，入口处供应气量较多，出口四周则较少，使得空气量与混合液的需氧量大致成正比。在池底布置曝气头时，也并非匀称布置，而是在池首端多布置一些，随着渐渐推动，曝气头布置渐渐缩减。

该方法曝气池中的有机物浓度随着向前推动不断降低，污泥的需氧量相应削减，供气量也随着处理进程渐渐降低，提高了氧气利用率，降低了总供气量。

▲渐减曝气法系统中供氧和需氧量曲线

03阶段曝气法

阶段曝气法也称为多点进水活性污泥法，它是一般活性污泥法的一个简洁的改进，可克服一般活性污泥法供氧同需氧不平衡的冲突。右图表示了一般活性污泥法与阶段曝气法曝气池中供氧量和需氧量之间的关系。

阶段曝气法和渐减曝气法的区分在于池内曝气头的布置，阶段曝气法也是满池均布，但是进水却并非池首端，根据《室外排水设计规范》规定："阶段曝气生物反应池宜实行在生物反应池始端1/2-3/4的总长度内设置多个进水口'。如何理解反应池进水口布置在生反池始端1/2-3/4的总长度内，即进水口分布在两廊道生反池的第一道上，三廊道生反池的前两道上，四廊道生反池的前三道上。为啥不布置在最终一廊道上？究竟要保留最低的水力停留时间，因此进水口不宜布置在最终一道廊道上。

▲阶段曝气法，其中1一经预处理后的污水；2一曝气生物反应池；3一从曝气生物反应池流出的混合液；4-二次沉淀池；5一处理后污水；6一污泥泵站；7-回流污泥系统；8一剩余污泥；9一来自空压机站的空气管；10一曝气系统与空气集中装置

04总结

通过分析可知，相比较于传统推流式活性污泥法来说，渐减曝气法和阶段曝气法都能够实现供氧和需氧的相对平衡，能够实现氧气的高效利用，因此其氧利用效率更高。

那么在实际中，是渐减曝气还是阶段曝气更简单实现呢？其实依据池内水流方向渐渐削减曝气头数量的做法一般较少采纳，敏捷性较差，而阶段曝气法由于只需要改动进水口位置，相对敏捷而更具备改造潜力。

况且阶段曝气法和渐减曝气法相比较，还有一个有益效果，那就是能够提高池中的活性污泥浓度。这个可以从理论计算中得到。假设生反池容积为V，进水量为Q，传统池内活性污泥浓度为X，回流比为R，回流污泥浓度为Xr，则传统推流式活性污泥生反池内的污泥浓度为：

X=RQ?Xr/(R+1)Q=R?Xr/(R+1)。

阶段曝气分为4个点匀称进水，则阶段曝气池四个进水点处的活性污泥浓度分别如下。

X1=RQ?Xr/(RQ+Q/4);

X2=RQ?Xr/(RQ+Q/2);

X3=RQ?Xr/(RQ+Q?3/4);

X4=RQ?Xr/(RQ+Q);

所以阶段曝气法反应池内的平均污泥浓度：

X=（X1+X2+X3+X4）/4。

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