關于水處理中的曝氣設備應用與影響因素研究

鄒宇

摘 要：曝氣設備是通過攪動污水加快空氣中的氧氣轉移到污水中的速度，進而提高污水中氧氣的含量，氧化、分解污水中的有機物。曝氣是水處理工作的主要方法之一，是提高水處理工作質量和效率的有效措施。主要探討了水處理中曝氣設備的應用和其中存在的影響因素，為進一步改善曝氣設備的應用效果，提高水處理工作的質量和效率略盡綿力。

關鍵詞：水處理；曝氣設備；含氧量；工作質量

中圖分類號：X703.3 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.02.065

傳統的污水處理工藝會使得混合液分布不均的情況發生，嚴重影響到了污水的處理效果。而曝氣設備有效地解決了混合液分布不均、污泥下沉等問題，因此，被廣泛應用于水處理工作中。如何有效避免各方面因素對該工程造成的干擾，充分發揮曝氣設備在水處理中的應用價值，是業內人員長久以來一直思考的問題之一。本文主要研究了水處理中曝氣設備的應用和其中存在的影響因素，為充分發揮曝氣設備在水處理中的應用價值提供了科學的依據，以供業內同行參考、借鑒。

1 曝氣設備

1.1 工作原理

曝氣設備的工作原理是向待處理的水中灌注氧氣，確保池內微生物供氧充分。普通曝氣設備主要是由1個浮體、多組曝氣裝置和控制器組成的。在工作過程中，將曝氣裝置組放置在浮體上，汲水后，將汲取的水流從另一個方向噴出、霧化或曝氣。控制器是控制這一類曝氣裝置的終端，它能夠產生第一推力，促使曝氣設備朝對應的方向靠攏。對曝氣設備而言，其性能特征主要表現為結構簡單、性能穩定、攪拌均勻、施工成本低、能耗小，具有一定的抗腐蝕性，并且不會產生噪聲或引發其他公害。

1.2 曝氣設備的主要類型

曝氣設備主要有表面曝氣設備、鼓風曝氣設備和潛水射流曝氣設備3種。表面曝氣設備主要是借助馬達發力帶動軸流式葉輪運轉，并由導管經導水板將廢水向四周噴出。當廢水噴出時，通常會形成水霧，加大廢水與空氣的接觸面積，最終凝結成水滴滴落回水中，產生大量的氣泡，進而增加水中的含氧量。鼓風曝氣設備主要是借助風量和壓力，將空氣強制灌入污水中。該設備能夠在短時間內使待處理的水與空氣充分接觸。與鼓風曝氣設備相比，表面曝氣設備操作便捷、設施簡單、成本投入小，從經濟效益的角度上來看其更具優勢。潛水射流曝氣設備主要是利用鏈接在泵出口的噴嘴座，快速將水流送至混氣室內，使引流空氣與水流充分結合，之后從擴散管排出。該設備能夠實現較大面積和深度的曝氣。由此可見，潛水射流曝氣設備的工作水平和工作效率是所有曝氣設備中最具優勢的。

2 曝氣設備在水處理中的應用

2.1 使用Matlab確定曝氣設備的相關參數

在使用曝氣設備進行水處理工作時，工作人員通常會使用Matlab確定曝氣設備的相關參數。在Matlab的輔助下，工作人員測定出的水處理曝氣設備應用系數會更精準。同時，該方法的使用效率較高，能夠為后期施工節省大量的時間。然而，由于我國目前的技術水平有限，所以，利用Matlab檢測出的結果還存在一定的誤差。眾所周知，誤差是任何實驗或計算數據中都可能存在的，所以，使用Matlab計算出的曝氣設備相關參數即使存在誤差，也是可以忽略不計的。但在此需要注意的是，在環境水處理工程中，確定曝氣設備的相關參數時，工作人員應盡可能地規范檢測操作流程，做好充分的調查和準備工作，以減小各方面因素對檢測、計算結果的影響，降低誤差，提高水處理中曝氣設備相關參數的準確度。

使用Matlab確定水處理過程中曝氣設備的相關參數，是水處理工程中的重要環節之一。使用Matlab測定曝氣設備的相關參數時，僅需要設定內置命令便能求得水處理中曝氣設備的相關參數，大大簡化了設備操作的復雜性，為后期工程的順利進行創造了有利的條件。

2.2 使用Excel確定曝氣設備的相關參數

與Matlab相比，使用Excel確定水處理中曝氣設備的相關參數更加直接、明了。這是因為Excel是利用圖表來反映相關數據之間的關系，工作人員很容易透過數據圖表計算出水處理過程中曝氣設備的相關參數。不過需要注意的是，運用Excel計算水處理中曝氣設備的相關參數同樣存在一定的誤差，其準確性并不高。因為Excel是通過作圖的方式確定曝氣設備相關參數的，所以，誤差往往會比較大。從目前我國水處理實踐案例來看，大部分水處理工程在確定曝氣設備的相關參數時，還是更傾向于選擇Excel。從本質上來看，Excel更受市場青睞的主要原因是使用該方法確定水處理中曝氣設備的相關參數操作方便、程序簡單，同時，大多數工作人員只懂得如何運用Excel，并不懂得如何運用Matlab確定曝氣設備的相關參數。

選擇Excel確定水處理工程中曝氣設備的相關參數，是國內水處理工程中確定曝氣設備相關參數的基礎方法。Matlab這一方法是在Excel方法上的一個提升。為了進一步提高水處理工程中曝氣設備相關參數計算結果的準確性，有必要提高利用Excel計算的準確度，明確水處理中曝氣設備的相關參數，并使用Matlab加以輔助。將這兩種計算方法相結合，能夠提高所得結果的準確度，確保曝氣設備相關參數的準確度和合理性，使得后期工作可以順利進行。

3 設備應用性能的影響因素

充分溶解氧是確保活性污泥正常運行的關鍵。一般情況下，氧氣的供應主要是將空氣中的氧強制溶解后注入混合液內，再通過相關的曝氣過程完成水處理工作。也就是說，曝氣除了發揮供氧功能外，還具備一定的攪拌、混合作用，能充分混合污水和活性污泥。由此可知，曝氣設備的氧轉移性能會受很多因素的影響。

滯性就會隨之減弱，擴散系數就會上升，液膜厚度就會隨之下降。另外，水溫對溶解氧飽和度也會產生一定的影響，溫度越高，溶解氧的飽和度越低。同時，溫度越高，氧總轉移率也會隨之增長。由此看來，水溫對氧轉移會產生兩種相反的影響，且兩者無法徹底抵消。從理論角度上來看，在水溫比較高的情況下，降低水溫能有效提高氧轉移率。

3.2 通氣量

通氣量過低，會引起一定的堵塞或污泥沉淀；通氣量過高，容易浪費物料資源，并會因擴張孔變大而生成大量的氣泡，從而降低氧的傳質效率。另外，空氣上升流速提高，氣泡在水中停留的時間就越短，傳質速率自然就會減緩。

3.3 鹽度

污水中含有的各類雜質同樣會對氧的轉移率產生一定的影響。鹽度會使水中的氣泡變小，進而增加空氣與廢水的接觸面積，提高氧轉移速率。研究結果表明，當鹽度低于2 500 mg/L時，鹽度對氧轉移速率并無明顯影響；當鹽度超過2 500 mg/L時，鹽度越高，氧轉移速率越低。也就是說，污水鹽度越高，對曝氣設備性能的影響就會越大。

4 結束語

綜上所述，污水治理工作關系到水資源的可持續發展。為了進一步提高曝氣設備在水處理中的應用價值，相關工作人員有必要加強對曝氣設備類型和相關專業知識的學習，盡可能地降低水處理成本，提高水處理的工作效率，為我國的環保事業作出貢獻。

參考文獻

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〔編輯：白潔〕