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曝氣池是由微生物組成的活性污泥與污水中有機污染物物質(zhì)充分混合接觸，并進而降解吸收并分解的場所，它是活性污泥工藝的核心。
曝氣系統(tǒng)的作用是向曝氣池供給微生物增長及分解有機物所必須的氧氣，并起混合攪拌作用，使活性污泥與有機物充分接觸。在曝氣池內(nèi)，懸浮的大量肉眼可觀察到的絮狀污泥顆粒這就叫做活性污泥絮體。
隨著有機污染物被分解，曝氣池每天都凈增一部分活性污泥，這部分叫做剩余活性污泥。用污泥泵直接排出系統(tǒng)之外---污泥池。
活性污泥曝氣是釆用相應(yīng)的設(shè)備和技術(shù)措施，使空氣中的氧轉(zhuǎn)移到混合液中而被微生物利用的過程。曝氣的主要作用為充氧、攪動和混合。充氧的目的是提供活性污泥等微生物所需的溶解氧，以保障微生物代謝過程的需氧量，通常曝氣池中的溶解氧濃度應(yīng)控制在2mg/L以上；混合和攪動的目的是使曝氣池中的污泥處于懸浮狀態(tài)，從而增加廢水與混合液的充分接觸，提高傳質(zhì)效率，保證曝氣池的處理效果。
空氣中的氧通過曝氣傳遞到混合液中，氧由氣相向液相進行傳質(zhì)轉(zhuǎn)移，最后為微生物所利用。氣液傳質(zhì)過程通常遵循一定的傳質(zhì)擴散理論，氣液傳質(zhì)理論目前有雙膜理論、淺層理論、表面更新理論等。目前工程和理論上應(yīng)用較多的為雙膜理論。
雙膜理論認為：在氣-水界面上存在著氣膜和液膜，氣膜外和液膜外有空氣和液體流動，屬紊流狀態(tài)；氣膜和液膜間屬層流狀態(tài)，不存在對流。在一定條件下會出現(xiàn)氣壓梯度和濃度梯度。如果液膜中氧的濃度低于水中氧的飽和濃度，在其界面存在的濃度梯度氧將向液膜傳遞，空氣中的氧繼續(xù)向內(nèi)擴散透過液膜進入水體，因而液膜和氣膜將成為氧傳遞的障礙，這就是雙膜理論。顯然，克服液膜障礙的最有效方法是快速紊動氣和水界面，曝氣攪拌正是如此。
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