第三章 水的生物化学处理方法.docx
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第三章水的生物化学处理方法
第三章水的生物化学处理方法
在自然环境（土壤和水体）中，存在着大量微生物，他们具有氧化分解有机物并将其转化为无机物的巨大能力。
水的生物化学处理方法就是在人工创造的有利于微生物生命活动的环境中，使微生物大量繁殖，提高微生物氧化分解有机物效率的一种水处理方法。
它主要用于去除污水中溶解性和胶体性有机物，降低水中氮、磷等营养物的含量。
按参与作用的微生物种类和供氧情况，生物化学处理方法分为好氧和厌氧两大类，分别利用好氧微生物和厌氧微生物分解有机物。
按微生物存在状况，生物化学处理系统又可以分为悬浮生长系统和附着生长系统两种。
在悬浮生长系统中，微生物群体在处理设备内呈悬浮状态生长，污水通过与之接触得到净化；在附着生长系统中，微生物附着在某些惰性介质上呈膜状生长，污水流经膜的表面而得到净化。
生物化学处理具有投资省、运转费用低、处理效果好、操作简单等优点，在城市污水和工业废水的处理中得到广泛的应用。
第一节废水处理微生物学基础
污泥（activatedsludge）可分为好氧活性污泥和厌氧颗粒污泥，不论是哪一种，都是由各种微生物、有机物和无机物胶体、悬浮物构成的结构复杂的肉眼可见的绒絮状微生物共生体。
这种共生体有很强的吸附和降解有机污染物质的能力，可以达到处理和净化污水的目的。
这些在废水生物处理过程中，净化污水的微生物主要是细菌、真菌、藻类、原生动物和一些小型的后生动物等。
一、废水中的微生物
细菌等各类微生物的种类与数量常与污水水质及其处理工艺有密切关系，在特定的污水中，会形成与之相适应的微生物群落。
微生物要不断进行繁殖和正常活动，必须拥有必要的能源、碳源和其他无机元素。
其中碳是构成微生物细胞的主要成分、碳的主要来源是二氧化碳和有机物。
如果微生物由二氧化碳取得组成细胞的碳，就称为自养型微生物；如果细胞利用有机碳进行细胞合成，则成为异养型微生物。
在废水处理过程中，能分解有机物的主要是异养型微生物。
根据利用氧的能力。
微生物可以分为好氧、厌氧和兼性三类：
好氧微生物只能存在于有分子氧供给的条件下；厌氧微生物只能在无氧或者缺氧的环境中生存；而兼性微生物是既能在有分子氧的环境中生存，也可在无分子氧的环境中生存。
在生物处理中，净化污水的第一和主要承担者是细菌，而原生动物是细菌的首次捕食者，后生动物是细菌的二次捕食者。
它们在食物链中互相捕用、互相关联的关系如图3-1所示。
二、微生物的生理学特性
在废水生物化学处理过程中，细菌的净化作用最为重要，所以本文将集中论述细菌的细胞生理学，但其基本原理也适用于其他微生物。
（一）微生物酶
微生物生长繁殖及获取能量过程中的必要反应都是在酶的作用下完成的。
酶是微生物细胞特有的一种蛋白质，是具有高度专一性的有机催化剂。
任何一种酶只能对一种或一类反应起催化作用。
微生物酶的种类很多，按国际生物化学会的分类方法可分为六类：
氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂解酶、异构酶、和合成酶。
他们催化的反应主要有三种：
水解、氧化和合成。
酶有细胞外酶和细胞内酶两种。
当基质和细胞合成需要的营养物质不能进入细胞膜时，微生物向周围介质分泌的酶为细胞外酶，其作用是将基质或者营养物转化为能迁移到细胞内部形态。
而在细胞内进行新物质合成及产能反应所需要的酶为细胞内酶。
水解酶是一种细胞外酶，它能使复杂的不溶性有机物水解为简单的可溶性成分，使之能扩散透过细胞壁进入细胞内部；而氧化还原酶、转移酶和合成酶属于细胞内酶。
酶的活性由许多环境条件决定，特别是温度、pH和某些离子。
每种酶都有最适宜的最佳pH值和温度范围。
一般来说，温度以20~30℃为宜，高于35℃或者低于10℃，酶的活性会降低（嗜冷菌和嗜热菌除外）。
对大多数细菌来说，能适应的pH范围为4~9，最佳范围则在6.5~7.5之间。
某些离子的存在会影响酶的活性，如PO43-、Mg2+、Ca2+等能激发某些酶的活性，而重金属离子则能使酶失去活性。
酶活性的大小用酶所催化反应的反应速度来表示，影响酶促反应速度的因素有温度、pH、底物浓度、酶浓度、激活剂、抑制剂等。
（二）微生物的代谢过程
在细胞内部进行生物化学反应时，除需要酶外，还需要能量。
微生物通过有机物或无机物在细胞内部的氧化作用或光合作用释放出能量，这些能量被某些化合物获取，储存在细胞内。
最常见的储能方式是三磷酸腺苷（ATP）。
微生物从三磷酸腺苷获取能量，用于合成新的机体细胞、维持生命及运动，而ATP则变成释能态的二磷酸腺苷（ADP）。
然后二磷酸腺苷再获取有机物和无机物分解过程中释放出的能量，重新转化为储能态的三磷酸腺苷。
通常将能量的生产和获取的生物过程称为异化作用，将细胞组织生产的生物过程称为同化作用。
微生物就是这样不断地从外界环境中摄取营养物质，满足自身生长和繁殖过程对物质和能量的需要，并同时排出代谢产物而完成整个代谢过程。
图3-2是细胞或细菌的代谢过程图式。
从图3-2可知，异养菌代谢过程中只将一部分有机物转化为最终产物，并由这一过程中获取能量用于使剩余有机物合成新细胞（原生质）的反应。
应该指出，在新细胞合成与微生物增长过程中，除氧化一部分有机物以获得能量外，还有一部分微生物细胞物质也被氧化分解。
当有机物近乎耗尽时，内源呼吸就成为供应能量的主要方式。
三、细菌生长曲线及Monod公式
（一）细菌生长曲线
研究细菌的生长情况，大多数采用静态培养法，即在一个无进出水的密闭系统中，给细菌提供完全、充分的营养及环境条件，在这样条件下，大多数细菌的生长过程都遵循图3-3所示的模式，大体上具有四个明显的生长阶段：
（1）迟缓期：
表示细菌适应新环境需要的时间
（2）对数增长期：
由于营养物浓度超过细菌的需要量，生长不受限制，生物量呈对数增长。
（3）减速增长期：
由于营养物浓度随细菌的消耗逐渐下降，细菌繁殖世代时间延长，毒性代谢产物逐渐增高，当营养物浓度减到生长极限时，细菌即进入减速生长期。
（4）内源呼吸期：
细菌生长到内源呼吸期时，营养物耗尽，迫使细菌代谢自身的原生质，生物量逐渐减少。
应当指出，上述细菌生长曲线是在营养物没有补给的密封系统中得到的，而在一个有营养补充的开放系统中，在相当长时间内维持细菌的对数生长是完全有可能的，这是高负荷生物处理能够正常运行的微生物学基础。
（二）微生长动力学
在对数生长期，假如细菌生长需要的一种基本物质（基质）供给量不足时，该基质就成为细菌生长的控制因素，这时细菌的比增长速率和限制性基质浓度的关系用Monod公式表示：
（3-1）
式中：
——细菌比增长速率（单位细菌浓度下的细菌增长速率）
，
——基质达到饱和浓度时，细菌最大比增长速率，
S——残存于溶液中的基质浓度，mg/L
——半速率常数，也称饱和常数，即
=
时的基质浓度，mg/L
基质浓度对比增长速率的影响如图3-4所示。
按式（3-1），细菌的增殖速率可用式（3-2）表示：
（3-2）
式中：
X——细菌浓度，mg/L
从式（3-2）可知，细菌的增长速率取决于
和S的大小。
在基质非常充分的初期阶段，S»
，
可以忽略不计，式（3-1）和式（3-2）简化为：
=
=
X=
X（3-3）
即细菌增长速率与基质浓度无关，呈零级反应，
=
。
在低基质浓度时，S«
，S可忽略不计，此时：
=
（3-4）
细菌的增长速率遵循一级反应规律。
细菌利用基质时，只有一部分基质转化为新细胞，另一部分则氧化成为无机的和有机的最终产物。
对于给定的基质，转化为新细胞的基质的比例是一定的。
因此，基质降解的速率和细菌增长的速率之间有以下关系：
（3-5）
式中：
Y——降解单位质量基质产生的细菌数量，称为产率级数。
因此，基质降解速率与基质浓度间有以下关系：
（3-6）
在实际废水处理系统中，并非所有细菌都同时处于对数生长期，总有部分细菌处于内源代谢过程中，内源代谢的速率一般与细菌浓度成正比。
因此，若同时考虑生物合成和内源代谢，细菌的净增长速率为：
（3-7）
（3-8）
式中：
——内源衰减系数，
第二节好氧悬浮生长处理技术
好氧悬浮生长生物处理工艺主要有以下几类：
①活性污泥法；②曝气氧化塘；③好氧消化法；④高负荷氧化塘。
本节重点介绍活性污泥法。
一、活性污泥法
（一）活性污泥法的基本原理
向生活污水中不断注入空气，维持水中有足够的溶解氧，经过一段时间后，污水中即生成一种絮凝体。
这种絮凝体是有大量繁殖的微生物构成的，易于沉淀分离，使污水得到澄清，这就是“活性污泥”。
微生物和有机物构成活性污泥的主要部分，约占全部活性污泥的70％以上。
活性污泥的含水率一般在98％～99％左右，具有很强的吸附和降解有机物的能力，可以达到处理和净化污水的目的。
活性污泥法就是以悬浮在水中的活性污泥为主体，在有利于微生物生长的环境条件下和污水充分接触，使污水净化的一种方法。
活性污泥法的主要构筑物是曝气池和二次沉淀池，基本流程如图3-5所示。
需处理的污水和回流污泥一起进入曝气池，成为悬浮混合液，沿曝气池注入压缩空气曝气，使污水和活性污泥充分混合接触，并供给混合液足够的溶解氧。
这时污水中的有机物被活性污泥中的好氧微生物群体分解，然后混合液进入二次沉淀池，活性污泥与水澄清分离，部分活性污泥回流到曝气池，继续进行净化过程，澄清水则溢流排放。
由于在处理过程中活性污泥不断增长，部分剩余污泥从系统排出，以维持系统稳定。
活性污泥法的基本特点：
利用生物絮凝体为生化反应的主体物；利用曝气设备提供氧源；对体系进行搅拌增加接触和传质过程；采用沉淀方法除去有机物；通过回流使微生物返回系统；经常排出一部分生物固体。
1、活性污泥法的净化过程及机理
活性污泥去除水中有机物，主要经历三个阶段：
（1）吸附阶段：
污水与活性污泥接触后的很短时间（约30min）内，水中有机物浓度（BOD）迅速降低，这主要是吸附作用引起的。
由于絮状的活性污泥表面积很大（约2000~10000m2/m3（混合液）），细菌表面常分泌有一层多糖类粘液，污水中的悬浮颗粒和胶体物质被絮凝和吸附而迅速除去。
这层多糖类粘液厚薄不一，比较薄时为粘液层，比较厚时称为荚膜。
荚膜物质相融合成一团块，内含许多细菌时称为菌胶团。
菌胶团是活性污泥中细菌的主要存在形式，有较强的吸附和氧化有机物质的能力。
活性污泥的初期吸附性能取决于污泥的活性。
一般，处于对数生长期的细菌活力很强，繁殖很快，但粘液分泌少，不易凝聚和沉淀；稳定期后的细菌生长速率下降，但菌胶团结构紧密，吸附、沉降性能良好。
（2）氧化阶段：
在有氧的条件下，微生物将在吸附阶段吸附的有机物一部分氧化分解，获取能量，另一部分则合成新的细胞。
从污水处理角度看，无论是氧化还是合成，都能从废水中去除有机物，只是合成的细胞必须易于絮凝沉降，从而能从水中分离出来。
这一阶段比吸附阶段慢得多。
（3）絮凝体形成与絮凝沉降阶段：
氧化阶段合成的菌体有机体絮凝形成絮凝体，通过重力沉降从水中分离出来，使水得到净化。
活性污泥的吸附凝聚性能、有机物的去除速率及活性污泥增长速率和活性污泥中微生物的生长期有关。
在对数生长期，微生物活动能力强，有机物氧化和转换成新细胞的速率最大，但不易于形成良好的活性污泥絮凝体；在减速增长期，有机物去除速率与残存有机物呈一级反应，速率有所降低，但污泥絮凝体易于形成；内源呼吸期，有机物迅速耗尽，污泥量减少，絮凝体形成速率快，吸附有机物的能力强。
2、影响活性污泥增长的因素
活性污泥法使水体自净过程的人工强化。
要充分发挥活性污泥微生物的代谢作用，必须创造有利于微生物生长繁殖的良好条件。
影响活性污泥增长的主要因素有：
（1）溶解氧：
活性污泥法是好氧的生物处理法，氧是好氧微生物生存的必要条件，供氧不足会妨碍微生物代谢过程，造成丝状菌等耐低溶解氧环境的微生物滋长，使污泥不易于沉淀，这种现象称为污泥膨胀。
污泥膨胀指污泥结构极度松散，体积增大、上浮，难于沉降分离影响出水水质的现象。
活性污泥混合液中溶解氧浓度以2mg/L左右为宜。
（2）营养物：
微生物生长繁殖必需一定的营养物。
碳元素的需要量一般以BOD5负荷率表示，它直接影响到污泥的增长、有机物降解速率、需氧量和污泥沉降性能。
若以混合液悬浮固体（MLSS）表示活性污泥，则一般活性污泥法BOD5负荷率控制在0.3kg（BOD5）/[kg（MLSS）·d]左右；高负荷活性污泥法BOD5负荷率高达2.0kg（BOD5）/[kg（MLSS）·d]左右。
除碳外，一般还需氮、磷、硫、钾、镁、钙、铁以及各种微量元素。
一般对氮、磷的需要量应满足BOD5：
N：
P=100：
5：
1。
（3）pH和温度：
为维持活性污泥法处理设施正常运转，混合液的pH应控制在6.5~9.0。
温度以20~30℃为宜。
除此之外，还应控制对生物处理有毒害作用的物质的浓度。
对微生物有毒害或抑制作用的物质有重金属、氰化物、H2S、卤族元素及其化合物等无机物以及酚、醇、醛、染料等有机物。
3、评价活性污泥性能的指标
活性污泥是由细菌、真菌、原生动物和少量后生动物等多种微生物群体组成的一个小生态系统。
在性能良好的活性污泥中，占优势的主要是以菌胶团存在的细菌和固着型纤毛类原生动物，如钟虫、盖纤虫和等枝虫等。
评价活性污泥性能时，除进行生物相（微生物种类和数量）的观察外，还使用以下指标：
（1）混合液悬浮固体（MLSS）：
指曝气池中污水和活性污泥混合后的混合液悬浮固体数量，单位为mg/L，也称为混合液污泥浓度，是计量曝气池中活性污泥数量的指标。
MLSS是具有活性的微生物（Ma）、微生物自身氧化的残留物（Me）、吸附在污泥上不能被生物降解的有机物（Mi）和无机物（Mii）四者的总量。
（2）混合液挥发性悬浮固体（MLVSS）：
指混合液悬浮固体中有机物的数量，由于不包括Mii，能较好的表示活性污泥微生物的数量，但由于包括了Me和Mi，也不是最理想的指标。
（3）污泥沉降比（SV）：
指曝气池混合液在100ml量筒中静置沉淀30min后，沉淀污泥占混合液的体积分数（%）。
污泥沉降比反映曝气池正常运行时的污泥量，用以控制剩余污泥的排放，他还能及时反映出污泥膨胀等异常情况。
（4）污泥指数（SVI）：
污泥指数是污泥容积指数的简称，指曝气池出口处混合液经30min沉淀后，1g干污泥所占的容积，以ml计。
（3-9）
SVI能较好的反映出活性污泥的松散程度（活性）和絮凝、沉降性能。
对于一般城市污水，SVI在50~150左右。
SVI过低，说明泥粒细小紧密，无机物多，缺乏活性和吸附能力；SVI过高，说明污泥难于沉淀分离。
（5）污泥龄（
）指曝气池中工作的活性污泥总量与每日排放的剩余污泥量的比值，单位是天（d）。
它表示新增长的污泥在曝气池中的平均停留时间，即曝气池工作污泥全部更新一次所需时间。
污泥龄和细菌的增长处于什么阶段直接相关，以它作为生物处理过程的主要参数是很有价值的。
（二）曝气方法与曝气池的构造
1、曝气过程的机理
活性污泥法的正常运行，除需在曝气池内保持足够数量的活性污泥外，还需要有足够的溶解氧，并保持活性污泥处于悬浮状态。
曝气的目的就是将空气中的氧强制溶解到曝气池混合液中去，并提供适宜的搅拌。
2、曝气方法
通常采用的曝气方法有鼓风曝气，机械曝气及机械并用曝气三种。
（1）鼓风曝气：
鼓风曝气就是常用的曝气方法，它由加压设备、管道系统和扩散装置三部分组成。
加压设备一般是回转式或离心式鼓风机。
扩散装置可分为小气泡、中气泡、大气泡、水力剪切和机械剪切等类型。
微气泡曝气器是由多孔材料和黏合剂（如酚醛树脂）在高温下烧结而成，有扩散板、扩散管和扩散罩等几种形式。
特点是能产生微小气泡，气液接触面大氧转移率可达10%以上；缺点是压力损失较大，易堵塞。
这类曝气器常安装在可提升出水面的摇臂上，以方便清洗和更换。
中气泡曝气器常用的是穿孔管扩散器，由带有直径为3~5mm的小孔的钢管或塑料管制成。
孔开在管下侧，与垂直面呈45°角处，间距约10~15mm。
穿孔管连接成栅状安装在曝气池一侧池底以上10~20cm处，一般每组2~3cm排。
穿孔管比扩散管阻力小，不易堵塞，氧的转移效率在6%~8%之间，动力效果为2.0~3.0kg/（kW
h）。
水力剪切扩散装置有倒盆式、射流式和固定螺旋式三种：
①倒盆式扩散器上缘为塑料，下面为橡皮板，空气从橡皮板四周吹出，成喷流旋转上升，造成剪切和紊流作用，使气泡尺寸变小，液膜更新加快，氧转移效率可达10%左右，虽阻力较大，但无阻塞问题；②射流式扩散装置氧转移过程是在一个喷嘴内使高速水流与被吸入的大量空气强烈混合，在扩大部分迅速变成压头，喷入曝气池，从而强化了曝气过程，氧的转移效率可达到25%以上；③固定螺旋式曝气器的主要部件是直径0.30~0.45m、高1.5m的圆筒，筒内交替放着的方向不同的螺旋曲面板，空气从筒底进入,形成气、水混合，通过曲面板强化气、液接触，氧转移效率约为10%，作用直径为1~2m。
（2）机械曝气：
机械曝气一般是利用装设在曝气池内的叶轮等设备的转动，剧烈的搅动水面，将空气吸入水中，迅速更新气-液界面，使空气中的氧溶入水中。
机械曝气设备分为叶轮和转刷俩类。
常用的曝气叶轮有泵型、倒伞型和平板型三种。
当把叶轮安装在水表面时，称为“表面曝气”。
表面曝气叶轮充氧通过三种作用实现：
①叶轮的提水与输水作用，使池内液体循环流动，促进气-液界面更新和吸入氧气；②叶轮旋转带动水飞溅形成水跃而夹带进空气；③叶轮叶片背面形成负压，吸入空气。
表面曝气器一般有竖放的旋转轴，靠电机和减速装置带动。
叶轮的直径为1.0~1.8m，线速度大小为4~5m/s。
线速度过大，将打碎活性污泥，影响处理效果效果；线速度过小，则影响充氧能力。
一般表面曝气叶轮的动力效率在3kg/（kW
h）左右。
表面曝气叶轮构造简单，运行管理方便，充氧效率较高，在国内得到广泛应用。
曝气转刷是一个装有辐射状板条或不锈钢丝的横轴，由电机带动，安装时转刷部分浸在水中。
转动时钢丝和板条把水滴抛向空中，使液面剧烈波动，促进氧的转移，同时推动混合液在池内流动。
转刷直径0.35~1.0m，长1.5~7.5m，转速40~120r/min，动力效率1.7~2.4kg/（kW
h）。
3、曝气池的类型和构造
曝气池的类型很多，可以从以下几个方面进行分类：
从混合液的流态可分为推流式、完全混合式和循环混合式；从平面形状可分为长方廊道形、圆形、方形和环状跑道形四种；从曝气池与二次沉淀池的关系可分为分建式和合建式两种。
（1）推流式曝气池：
推流式曝气池为长方廊道形池子，常采用鼓风曝气，扩散装置设在池子一侧，使水流在池子中呈螺旋状前进，前段水流与后段水流不发生混合。
曝气池的典型横断面如图3-6所示。
为运转和维修方便，常将所需要的曝气池总容积分为可独立操作的两个或者更多的单元，每个单元包括几个池子，每个池子由1~4个折流的廊道组成。
曝气池长有时可达150m，为防止短流，廊道长、宽比应大于4~6。
池内水深应保持在3~5m，使空气扩散装置能有效工作。
一般正常水位以上留有0.3~0.6m的超高。
曝气池出水设备可用溢流堰或出水孔，通过出水孔的流速宜小些（不大于0.1~0.2m/s）以免污泥受到破坏。
每个池子应设泄水管或排水坑。
（2）完全混合式曝气池：
废水进入反应池与池中混合液充分混合，池内废水组成，F/M、微生物群的组成和数量完全均匀一致。
这种曝气池多为圆形、方形或多边形池子，常采用叶轮式机械曝气。
为节省占地面积，可以把几个方形池子连接在一起，组成一个长方形池子。
图3-7是一种采用较多的表面曝气完全混合式曝气池示意图。
它由曝气区、导流区、沉淀区和回流区四部分组成。
池子可以是圆形或方形，中心进水，从位于四周的溢流槽出水。
在曝气区，废水、回流污泥和混合液充分迅速混合后，经导流区使污泥凝聚和气、水分离，然后流入沉淀区，澄清水经出流堰排出，沉淀污泥沿曝气区底部回流缝流入曝气区。
在导流区设径向整流挡板，以阻止混合液在导流区和沉淀区旋转，影响气、水和泥、水分离。
（3）循环混合曝气池（氧化沟）：
循环混合曝气池多采用转刷曝气，其平面形状像跑道，如图3-8所示。
转刷设在直段上，转刷转动使混合液曝气并在池内循环流动，使活性污泥保持悬浮状态，从整体上看，流态是完全混合的，但一般混合液的环流量为进水量的数百倍以上，流速较大，在局部又具有推流的特征。
氧化沟断面可为矩形或梯形，有效深为0.9~2.5m。
氧化沟连续运行时，需另设二次沉淀池和污泥回流系统。
间歇运行可省去二次沉淀池，停止曝气时氧化沟作沉淀池用，剩余污泥通过设于沟内的污泥收集器排除。
一般采用两个池，交替进行曝气和沉淀操作。
氧化沟流程简单，施工方便，曝气转刷易制作，布置紧凑，是一种有前途的活性污泥处理法。
（三）活性污泥法的运行方式
活性污泥法的工作效率取决于活性污泥的质量和氧气的供应外，还与运行方式有密切的关系。
下面介绍几种常用的运行方式。
1、普通活性污泥法
普通活性污泥法又称传统活性污泥法，其工艺流程如图所示。
曝气池呈长方形，水流形态为推流式。
污水净化的吸附阶段和氧化阶段在一个曝气池中完成。
进口出有机物浓度高，沿池长逐渐降低，需氧量也是沿池长逐渐降低。
处理工业废水时的BOD5负荷为0.2~0.4kg（BOD5）/[kg（MLSS）
d],MLSS浓度为1.5~3.5g/L。
普通活性污泥法对有机物（BOD5）和悬浮物去除率高，可达到85%~95%,因此特别适用于处理要求高而水质比较稳定的废水。
它的主要缺点是：
①不能适应冲击负荷；②需氧量沿池长前大后小，而空气的供应是均匀的，这就造成前段氧量不足，后段氧量过量的现象。
需要维持前段足够的溶解氧，就会造成后端氧量大大超过需要而浪费。
此外，由于曝气时间长，曝气池体积大，占地面积和基建费用也相应增大。
2、阶段曝气法
阶段曝气法又称逐步曝气法，是为了克服普通法的第2个缺点而发展起来的。
在阶段曝气法中，污水沿池长分段多点进入，使有机物负荷分布较为均匀，对氧的需求也变得较为均匀，微生物能充分发挥分解有机物的能力。
阶段曝气法的另一特点是污泥浓度沿池长逐步降低，出流污泥浓度低，有利于二次沉淀池的运行。
因此，阶段曝气法可以提高空气利用率和曝气池的工作能力，并且能减轻二次沉淀池的负荷。
该法特别适用于大型曝气池及高浓度废水。
3、完全混合法
完全混合法的流程与普通法相同。
该法有两个特点：
一是进入曝气池的污水立即与池内原有浓度低的大量混合液混合，得到了很好的稀释，所以进水的水质的变化对污泥的影响降低到了很小的程度，能够较好的承受冲击负荷；二是池内各点有机物浓度（F）均匀一致，微生物群性质和数量（M）基本相同，池内个部分工作情况几乎完全一致。
由于微生物生长所处阶段主要取决于F/M，所以完全混合法有可能把整个池子的工作情况控制在良好的的同一条件进行，微生物活性能够充分发挥，这一特点是推流式曝气池不具备的。
完全混合法分为加速曝气法和延时曝气法俩种。
加速曝气法是利用处于对数增长期阶段的微生物处理废水的方法。
由于微生物活性强，分解有机物快而多，大大提高了曝气池的处理能力。
一般有机废水采用这种方法时的曝气时间仅需2~4h，BOD5的去除效率可达到90%。
池中污泥浓度一般在3~6g/L。
该法的主要缺点是微生物活性强，凝聚性能较差，出水中有机物含量较大，处理效果不如普通法。
延时曝气法的特征是曝气时间长（约1~3d），微生物生长在内源代谢阶段，不但去除了水中污染物，而且氧化了合成的细胞物质，基本没有污泥外排，省去了污泥处理设施，管理方便，处理效果稳定。
缺点是池容积较大，曝气时间长，基建费和动力费都较高。
这种方法一般适用于要求高又不便于污泥处理的中小城镇或者工业废水处理。
4、生物吸附法
此法又叫接触稳定法或吸附再生法。
前已述及，活性污泥法净化水质的第一阶段是吸附阶段，良好的活性污泥与生活污水混合后10~30min内就能基本完成吸附作用，污水中的BOD5
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