曝气原理与设备
如前所述，在活性污泥法系统中，要使之正常运行，除需要有良好的活性污泥外，还必须提供足够的氧气，通常氧气的供给是通过空气中的氧被强制地溶解到曝气池的混合液而实现的。
（一）曝气与曝气目的
曝气是指采用人工的方法，将空气中的氧强制溶解于水中的过程。
曝气的目的是为有机物好氧生物氧化提供足够的溶解氧并起搅拌混合作用，使活性污泥在曝气池中保持悬浮状态，使污水中的有机物、活性污泥和溶解氧三者都均匀混合。
（二）曝气设备
曝气方法可分成三种：一是鼓风曝气，曝气系统由加压设备（鼓风机）、布气设备和管道3部分组成；二是机械曝气，借叶轮、转刷等对液面进行搅动，以达到曝气的目的；三是鼓风—机械曝气，由上述两者结合。现重点讨论前两种。
1.曝气设备分类
常用的曝气设备见表6-2。
表6-2 常用的曝气设备
（1）鼓风曝气。鼓风曝气是将压缩空气通过管道系统送入池内。中小型污水的曝气设备，以气泡形式分散进入混合液，即用鼓风机（或空压机）向曝气池充入一定压力的空气（或氧气）。中小型处理厂常采用罗茨鼓风机，它的缺点是噪声太大，故必须采用消音或隔音设施。对于大中型污水处理厂可采用离心式鼓风机，它的优点是噪声相对较小，而且效率较高。风管是指从风机出口至充氧装置的管道，起输送和配气作用，一般采用焊接钢管。曝气装置即空气扩散设备，鼓风曝气设备的关键部件是浸于混合液中的扩散器。按气泡直径大小，扩散器又可分成小、中、大三种。扩散器的结构如图6-13所示。
图6-13 扩散器
下面介绍几种常用的扩散装置。(https://www.daowen.com)
①小气泡扩散器。它包括由微孔材料（陶瓷、砂粒、塑料）制成的扩散板和扩散管两种，其特点是气泡小，氧的利用率高，约10%，但孔隙小，空气通过时压力损失大，容易堵塞。
②中气泡扩散器。穿孔管是穿有小孔的钢管或塑料管，孔开于管下侧与垂直面呈45°夹角处，穿孔管的空气压力损失较小，阻力也小，虽仍有堵塞的可能，但较易清理，氧利用率在6%～8%（图6-14）。
图6-14 穿孔管扩散器
③大气泡扩散器。这种扩散器由一系列直径为15～20mm的支管组成一种梳形扩散器。支管下口敞开，距池底150mm。空气从支管下口逸出，形成较大的气泡。其作用主要是随着粗大气泡的上升，剧烈搅动水面，使空气中的氧溶于水中，从而加强了气泡膜层的更新和从大气中吸氧的过程。其特点是供气量大，气泡大，分布不均，氧利用率低，但构造和管理上都很简单，并且不易堵塞。
④射流扩散器。这种扩散器由喷嘴、混合管、扩散管和气室等部件组成，如图6-15所示。
图6-15 射流曝气器
（2）机械曝气。机械曝气是利用装在曝气池内叶轮的转动，剧烈地搅动水面，使液体循环并不断更新液面产生强烈水跃，从而使空气中的氧与水滴或水汽的界面充分接触，转入液相中去。机械曝气大多依靠装在曝气池水面的叶轮快速转动，进行表面充氧。几种叶轮表曝机示意如图6-16所示。
图6-16 几种叶轮表曝机示意图
①泵型叶轮。泵型叶轮由上平板、叶片、上压罩、下压罩、进水圈和导流锥体等组成。叶轮旋转时，由进水圈吸入液体，经叶轮甩出激起涌浪向周边冲击。顶部进气孔吸入空气，使液体雾化程度加剧，提高充氧能力。泵型叶轮具有充氧能力高、耗氧量小、混合水量大、提升力强和构造简单等优点。国内已广泛应用。
②倒伞型叶轮。倒伞型叶轮由一个倒锥形旋转体组成锥体表面，使曝气器旋转时形成剧烈搅动和混杂。
③平板型叶轮。平板型叶轮由一块圆板及其底部若干放射状方形叶片组成，每个叶片后面开有直径为30mm的小孔，用以吸入空气强化充氧效果。
