在污水处理系统中，曝气池作为核心处理单元，扮演着至关重要的角色。它通过不同的设计方式、曝气技术和结构布局，为微生物提供氧气，促进其对有机污染物的分解和转化。根据不同的分类标准，曝气池可以划分为多种类型，每种类型都有其独特的特点和应用场景。

根据混合液在曝气池内的流态，可分为推流式、完全混合式和循环混合式三种。

1.推流式曝气池（Plug Flow Reactor, PFR）

特点：推流式曝气池的设计理念是使污水在池内呈活塞流态，即污水从一端进入，从另一端流出，水流方向与微生物的生长方向一致。

流态：在推流式曝气池中，水流速度较快，污水与微生物的接触时间较短，因此在池子的不同位置，水质和微生物的浓度会有所不同。

优点：推流式曝气池具有较高的处理效率，尤其是在处理高浓度有机污水时，能够实现较好的去除效果。

缺点：对水质变化的适应性较差，容易产生短流现象，影响处理效果。

2.完全混合式曝气池（Complete Mix Reactor, CMR）

特点：完全混合式曝气池的设计使得污水进入池内后立即与池内的混合液充分混合，整个池内的水质均匀。

流态：在完全混合式曝气池中，由于强烈的搅拌作用，污水与微生物的接触非常充分，池内水质均匀。

优点：对水质变化的适应性强，能够有效抵抗冲击负荷，操作管理方便。

缺点：由于水质均匀，可能导致微生物的代谢速率降低，处理效率相对较低。

3.循环混合式曝气池（Loop Reactor）

特点：循环混合式曝气池通常是指氧化沟或类似结构，污水在池内形成循环流动，曝气装置使混合液在循环过程中不断得到氧和搅拌。

流态：在循环混合式曝气池中，水流呈闭合或半闭合的循环流动，混合液在池内多次循环，实现多次曝气和混合。

优点：能够实现较长的污泥龄，有利于硝化反应的进行，同时节能效果较好。

缺点：占地面积相对较大，对氧化沟的设计和运行要求较高。

根据曝气方式，可分为鼓风曝气池、机械曝气池以及二者联合使用的机械鼓风曝气池。

1.鼓风曝气池

特点：鼓风曝气池通过鼓风机产生的气流，将空气通过管道输送到曝气装置，再由曝气装置将空气分散成微小气泡释放到水中。

曝气装置：常见的鼓风曝气装置包括微孔曝气头、穿孔管、扩散器等。

优点：曝气均匀，气泡小，溶解氧转移效率高，适用于大型污水处理厂。

缺点：需要配置鼓风机房和复杂的管道系统，能耗相对较高，维护管理较为复杂。

2.机械曝气池

特点：机械曝气池利用机械装置（如曝气叶轮、表面曝气器等）在水面旋转或搅拌，通过机械作用将空气带入水中。

曝气装置：包括表面曝气器、转盘曝气器、螺旋桨式曝气器等。

优点：结构简单，无需鼓风机和复杂的管道系统，维护方便，适用于中小型污水处理厂。

缺点：曝气效率相对较低，能耗较大，且对叶轮等机械部件的磨损较大，需要定期更换。

3.机械鼓风联合曝气池

特点：机械鼓风联合曝气池结合了鼓风曝气和机械曝气的特点，同时使用鼓风机和机械曝气装置进行曝气。

曝气方式：通常是在机械曝气的基础上，增加鼓风曝气系统，以提高曝气效率和溶解氧的供应。

优点：结合了两者的优点，既能通过机械装置实现高效搅拌，又能通过鼓风系统提供充足的溶解氧，适用于对曝气要求较高的场合。

缺点：系统复杂，投资和运行成本较高，管理和维护要求也相对较高。

根据曝气池的形状，可分为长方廊道形、圆形、方形以及环状跑道形等四种。

1.长方廊道形曝气池

特点：长方廊道形曝气池是污水处理厂中最常见的曝气池形状，其平面呈长方形，截面通常也是矩形。

应用：适用于推流式或完全混合式的曝气方式，可以根据需要设置多个廊道，实现多级处理或不同的水流状态。

优点：结构简单，易于施工和维护；可以根据处理规模调整廊道的数量和尺寸。

缺点：占地面积较大，对土地资源的需求较高。

2.圆形曝气池

特点：圆形曝气池的平面呈圆形，可以是单圆环或多圆环设计。

应用：常用于氧化沟等循环流动式的处理系统中，可以实现连续或间歇的曝气操作。

优点：水流条件好，有利于循环流动，曝气均匀；占地面积相对较小。

缺点：设计和施工较为复杂，对圆形池体的结构稳定性要求较高。

3.方形曝气池

特点：方形曝气池的平面呈正方形或长宽比较小的矩形。

应用：适用于空间受限或需要与其他设施配合布局的场合。

优点：可以更好地适应场地限制，提高土地利用率。

缺点：在角落处可能会产生死角，影响水流和曝气效果。

4.环状跑道形曝气池

特点：环状跑道形曝气池的平面呈椭圆形或类似跑道的形状，通常为闭合或半闭合的环路。

应用：多用于氧化沟或类似处理工艺，可以实现连续流动和循环曝气。

优点：水流循环性好，曝气效率高，有利于提高处理效果；占地面积相对较小。

缺点：设计和施工较为复杂，对池体的结构设计要求较高。

根据曝气池与二沉池之间的关系，可分为合建式（即曝气沉淀池）和分建式两种。

1.合建式曝气池（曝气沉淀池）

特点：合建式曝气池也称为曝气沉淀池，是将曝气池和二沉池合并在一个构筑物内，实现生物处理和泥水分离的连续过程。

结构：通常在前段设置曝气区进行生物降解，后段设置沉淀区进行泥水分离。

优点：占地面积小，节省土地资源；减少了连接管道和构筑物的数量，降低了建设和运行成本。

缺点：由于曝气和沉淀在同一池体内进行，可能会相互影响，如曝气可能会干扰沉淀效果，反之亦然；操作管理相对复杂。

2.分建式曝气池

特点：分建式曝气池是指曝气池和二沉池分别独立建设，两者之间通过管道连接。

结构：曝气池专门用于生物降解有机物，二沉池专门用于泥水分离。

优点：各自功能明确，互不干扰，有利于提高处理效果；管理和操作相对简单，便于维护和故障排查。

缺点：占地面积较大，需要更多的连接管道和构筑物，建设和运行成本相对较高。

综上所述，污水处理中的曝气池类型多样，每种类型都有其特定的设计理念和应用优势。在选择曝气池时，需综合考虑处理需求、场地条件、投资预算、运行成本等因素，以确保污水处理系统的稳定高效运行，实现良好的环境效益和社会效益。