一句话说清延长曝气工艺
延长曝气工艺是一种活性污泥工艺，其污泥龄长到让生物量大部分时间都在内源呼吸自身储存的物质，而不是靠进水负荷生长。曝气池更大，水在其中停留的时间更长，而剩余污泥只有同等规模常规装置的一小部分。这个工艺其余几乎所有的事都由这一个数字推出。
这个名字描述的是一种污泥龄，而不是一种池型。这类装置有圆形或矩形池、氧化沟，也有成套设备与集装箱式设备内的形式。几何形状会变，运行点不变，这就是这个词如此频繁出现在小型装置规格里的原因。
为什么长污泥龄就是目的
三项任务由同一个决定同时满足。
- 污泥产量下降。常规装置把它长出来的固体中很大一部分排掉；维持在长污泥龄的装置会在池内把这份增长的大部分氧化掉，所以排泥量和随之而来的处置账单都降下来。污水处理中的剩余污泥产量是在这里决定的，而不是在脱水间决定的；在一处只有一张干化床或一辆罐车的小场地上，这往往就是当初选这个工艺的全部理由。
- 硝化稳定。硝化细菌长得慢，一个在短污泥龄装置里遇到寒潮就会被冲走的污泥龄，在这类装置里能把它们留住。能硝化的装置不需要单独的一段、也不需要投药就能满足氨氮限值。
- 负荷波动被吸收。长污泥龄意味着相对于日负荷而言生物量很大，所以清闲的周末之后紧接着繁重的周一，食微比的变化远小于一座按短污泥龄建的装置。在夜间无人值守的地方，这份缓冲比它损失的效率更值钱。
这个取舍是真实的，而且要用两种货币支付：曝气能耗与池容积。长污泥龄买来的是简单和更少的污泥，代价是电和混凝土。
污泥龄是什么，怎么设定
污泥龄，即污泥停留时间，是系统中所持固体的质量除以每天从系统中排出的质量。固体离开的路不止一条：排泥管是显而易见的那条，随澄清出水带走的悬浮固体是另一条。两条都要算，而第二条通常是会被忘掉的那条。
在现场，这个数字不是算一次就搁在那里。它由操作员运行的排泥速率决定，并且只要负荷、温度或回流污泥比一变就会漂移。一座只记录混合液浓度、不记录排泥量的装置，根本没有污泥龄，只有一个假定值。
延长曝气污水处理：它适合哪里
这个工艺挣得位置的地方是：流量小、运行关注少，而且负荷足够接近生活污水，不至于要求微生物同时干两件事。
- 小型市政与村镇装置，长污泥龄免去了单独的污泥处理路线和每日关注的需要。
- 度假村、营地、施工工地以及其他季节性偏远的开发项目，装置可能连续数天无人值守，而负荷是成批到来的。
- 机构场地——学校、诊所、营房和办公园区——那里的流量足够稳定、微生物也稳定，而且没人愿意在自己院里摊上污泥问题。
- 水质接近生活污水的工业场地：食堂与卫生间排水、小规模食品加工、车辆冲洗。
这份清单的后半部分和前半部分一样要紧。延长曝气是为微生物能赖以生存的水设计的工艺。一股负荷重且多变的工业水流是另一个问题，更长的污泥龄解决不了它。
延长曝气污水处理设备：设计的形状
延长曝气工艺的区间被广泛公布。和所有这类区间一样，它们是通常引用的数值，应当作为起步方法而不是规格来读，因为它们之间的平衡取决于具体场地的流量、负荷和温度。
- 污泥龄——约 20 至 30 天。长到足以在寒潮中留住硝化细菌，也是设计其余部分所依托的数字。
- 水力停留时间——曝气池中约 18 至 36 小时，这就是在低食微比下维持大量固体在容积上付出的代价。
- 混合液悬浮固体——约 3000 至 5000 mg/L，它既由微生物决定，也同样由二沉池能分离多少决定。
- 食微比——约每天每千克混合液固体对应 0.05 至 0.15 kg BOD，处在活性污泥区间的低端。
- 回流污泥比——约为进水流量的 100% 至 150%，按把污泥层保持在沉淀池内来调整，而不是按一个固定设定值。
- 曝气——在多数这类装置上是最大的单项耗电，也是能耗审查首先该看的地方。
这份清单里缺的东西也要紧。通常没有初沉池，因为没有多少可沉降污泥需要取出，负荷可以直接进曝气池。通常也没有消化池，因为长污泥龄已经把池子产出的大部分东西稳定掉了。
污水处理中的长污泥龄：它要付出什么
- 曝气能耗。生物量自身的内源呼吸也消耗氧，所以每去除一千克负荷所需的曝气量处在活性污泥区间的高端。在小型装置上这是最大的一笔电费，也是电贵而地不贵的地方不选这个工艺的原因。
- 池容积。停留时间与固体浓度一起决定曝气池，而长污泥龄让很大一部分占地给了池子，而不是给澄清。
- 沉降风险。混合液浓度高会给二沉池加重负担，而在低食微比下长出来的污泥可能轻、絮凝慢。污泥层高度、污泥容积指数和回流比是要盯的三件事。
- 沉淀池中的反硝化。在硝化完全、污泥层又深的地方，硝酸盐会在其下方持续被还原，产生的气体把固体托到水面。这种污泥上浮是设计的后果，而不是操作员的失误。
- 余量比数字显示的更冷。污泥龄由排泥速率维持，所以寒潮不会把它拉长；寒潮拉长的是微生物需要的时间。一座在 20 °C 下很从容的装置，在 10 °C 下可能就很勉强，而排泥速率一点没变。
长污泥龄是错误答案的情形
有三种情形值得点名，因为每一种里选这个工艺的理由，一碰到现场就站不住。
- 高浓度工业排放。这个工艺假定微生物是按接近生活污水的速率进料的。一股有机负荷重、又含盐或含抑制剂的工业水流，首先需要调节和预处理；在这些做完之前，污泥龄不是决定性问题。
- 必须生物除磷的装置。强化生物除磷依赖排出富磷污泥，这意味着更短的污泥龄和一个明确的厌氧区。长污泥龄与同一目标相抵触，而同时按两者设计的装置，在没有化学兜底时通常两个都做不到。
- 土地是约束条件的场地。这个工艺用池容积来换它的简单。在占地固定的地方，膜生物反应器用更小的面积做同样的事，代价则收在能耗和膜维护上，这是另一种取舍，而不是更好的取舍。
常见错误
- 把延长曝气当作一种装置规格，而不是一个运行点。如果一座池子排泥量是另一座的五倍，那么两座同容积的池子就不是同一套装置。
- 用降低排泥量来治污泥层升高。少排泥会把更多固体留在池里、给沉淀池加重负担，而问题正是这样开始的。
- 在一座本来就缺氧的装置上削减曝气来省电。这笔节省会先出现在出水氨氮上，很久之后才出现在账单上。
- 按暖季水样设计。按夏季数据建的装置最先失去的就是硝化，而且在第一个冬天就失去。
- 把污泥龄与水力停留时间搞混。在这个工艺里两者按设计一起变化，但它们是两个不同的数字，按错的那一个定规模的池子就是错的尺寸。
选定工艺之前的自查
- 污泥龄是按装置将遇到的最低水温设定的，而不是按年平均吗？
- 剩余污泥是否作为一个量估算过、并有它的去处，而不是假定可以忽略？
- 二沉池能承受这个工艺所需的混合液浓度吗，回流污泥的能力到位了吗？
- 曝气是按峰值需氧量定规模的吗，有计划测量它实际消耗多少吗？
- 有人会记录排泥量吗，还是污泥龄就随它碰巧是多少？
从一个污泥龄到一座装置
污泥龄用一个数字代表了整个设计，这就是它应当写进规格、而不是留到调试时再说的原因。活性污泥工艺一文列出决定池子规模的四个决策，池容积与停留时间图表把停留时间换算成池体容积。集装箱式污水处理设备页说明这类微生物系统、沉淀池和曝气风机如何集成进一台可运输、可落位的设备；适合你的流量的污泥龄与曝气量，按你的进水与工厂确认，而不是从一个区间里取。