曝氣在環(huán)境工程水處理中的應(yīng)用

張元勇

摘 要：曝氣是指將空氣中的氧強(qiáng)制向液體中轉(zhuǎn)移的過程。它可以防止池內(nèi)懸浮體下沉，從而保證池內(nèi)微生物在有充足溶解氧的條件下，對污水中有機(jī)物的氧化分解作用。曝氣技術(shù)是環(huán)境工程水處理中的一種低耗高效的污水處理技術(shù)。本研究通過對我國環(huán)境污染水處理的幾種曝氣技術(shù)的介紹，探討了如何選擇曝氣設(shè)備與技術(shù)的有關(guān)內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：環(huán)境工程；水處理；曝氣設(shè)備

前言：隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，污染排放量的不斷增加，水污染問題日益嚴(yán)重，廢水的處理更加受到世界各國的重視，因此保護(hù)水資源和防治水污染，是水資源可持續(xù)發(fā)展必須解決的問題。我國的水污染形勢較為嚴(yán)峻，經(jīng)過多年的治理取得了一定的成績，但水污染形勢仍然不容樂觀。污水處理中的曝氣設(shè)備是隨著污水處理技術(shù)的深入研究和廣泛應(yīng)用逐漸發(fā)展起來的，已日益受到國內(nèi)外水處理和企業(yè)界的高度關(guān)注。

1.曝氣與污水處理

1.1曝氣技術(shù)

曝氣是指利用充氣或機(jī)械攪動等方法增大水與氣體接觸，進(jìn)行溶氧或散除水中溶解性氣體和揮發(fā)性物質(zhì)的過程。水和空氣充分接觸以交換氣態(tài)物質(zhì)和去除水中揮發(fā)性物質(zhì)，或使氣體從水中逸出，如去除水的臭味或二氧化碳和硫化氫等有害氣體；或使氧氣溶入水中，以提高溶解氧濃度，達(dá)到除鐵、除錳或促進(jìn)需氧微生物降解有機(jī)物的目的。曝氣主要應(yīng)用在以下兩個領(lǐng)域：水產(chǎn)養(yǎng)殖曝氣和污水處理曝氣。

1.2曝氣應(yīng)用于污水處理

我國水資源短缺的問題由來已久，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及人們的日常生活中，用水量和各種污水的排放量逐年增加，污水處理問題已成為了一個十分重要的問題。除此之外，污水的種類越來越多、成分越來越復(fù)雜、對出水質(zhì)量的要求也越來越高等各種客觀原因也增加了污水處理的難度。近年來，我國對污水的處理越來越重視，一大批污水處理廠遍布城鄉(xiāng)，各種先進(jìn)的污水處理技術(shù)和處理設(shè)備不斷得到應(yīng)用，隨著污水處理技術(shù)工藝的深入發(fā)展以及廣泛應(yīng)用，曝氣在污水處理中的應(yīng)用范圍也隨之得到擴(kuò)展，在環(huán)境保護(hù)和水資源再利用方面發(fā)揮了重要的作用。曝氣設(shè)備是現(xiàn)代污水處理中常用的、重要的機(jī)械設(shè)備，以其明顯的技術(shù)優(yōu)勢和廣泛的適用范圍普遍應(yīng)用于污水處理行業(yè)。控制器、浮體以及多組的曝氣裝置是曝氣設(shè)備中必不可少的組成部分。污水處理中的曝氣，是污水好氧生化處理系統(tǒng)中運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用最高的工藝環(huán)節(jié)，在好氧工藝中，曝氣主要功能是防止池內(nèi)懸浮體下沉，加強(qiáng)池內(nèi)有機(jī)物與微生物及溶解氧的接觸。對于曝氣設(shè)備而言，在其應(yīng)用中，具有超強(qiáng)的耐腐蝕性能，而且沒有噪音公害、消耗的能量相對較少、效率較高等優(yōu)勢，在環(huán)境工程中得到了廣泛的應(yīng)用。

2.常見曝氣設(shè)備在污水處理中的應(yīng)用

2.1射流曝氣設(shè)備的運(yùn)用

射流曝氣從20世紀(jì)40年代開始應(yīng)用到廢水處理中，至今已有60多年的歷史。近年來在國內(nèi)已受到重視并普遍開展了研究工作。在環(huán)境工程的工業(yè)污水處理中，射流曝氣活性污泥工藝的應(yīng)用相當(dāng)廣泛。射流曝氣器屬于微氣泡曝氣器，它通過混合液的高速射流，在噴嘴周圍形成負(fù)壓吸入空氣，將鼓風(fēng)機(jī)引入的空氣切割粉碎為微氣泡，經(jīng)混合室與水流混合，產(chǎn)生混合流，高速噴射而出。射流曝氣作為一種曝氣充氧方法，它利用氣泡擴(kuò)散和水力剪切兩個作用達(dá)到曝氣和混合的目的，其處理中曝氣的時間較短，而且對空氣的氧的利用率較高，并具有較強(qiáng)的充氧動力效率。潛水射流曝氣設(shè)備的主要構(gòu)成是自吸深水式潛水射流曝氣裝置，核心設(shè)備是射流器，它由噴嘴、吸氣室、喉管及擴(kuò)散管等部件構(gòu)成。射流曝氣機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，安裝方便的特點，曝氣效能高，應(yīng)用范圍廣，且系統(tǒng)簡單，可靠性高。缺點是射流曝氣機(jī)噴嘴易堵塞，需要對水、氣加壓，系統(tǒng)設(shè)備機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，施工和維護(hù)不方便。

2.2 鼓風(fēng)曝氣設(shè)備的運(yùn)用

鼓風(fēng)曝氣設(shè)備又稱“壓縮空氣曝氣設(shè)備”，系統(tǒng)由鼓風(fēng)機(jī)、曝氣器和一系列連通的管線組成。利用鼓風(fēng)機(jī)通過風(fēng)管以及擴(kuò)散設(shè)備向水中增氧，該設(shè)備能夠使池內(nèi)液體與空氣充分接觸。運(yùn)用鼓風(fēng)曝氣設(shè)備進(jìn)行環(huán)境工程中的水處理時，主要通過曝氣風(fēng)機(jī)的運(yùn)用，供應(yīng)一定的風(fēng)量，將空氣通過一系列管道輸送到安裝在池底部的曝氣器，通過鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的風(fēng)量，使空氣在經(jīng)過鼓風(fēng)機(jī)時就會形成尺寸不一的氣泡，并在其流動以及上升的過程中，遇到液面時則發(fā)生破裂，空氣在池內(nèi)的水流之中快速流動擴(kuò)散，使水、氣、泥有機(jī)混合。曝氣風(fēng)機(jī)中的風(fēng)量大，而且具有較強(qiáng)的壓力。鼓風(fēng)曝氣設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，易于操作管理，機(jī)械消耗低，操作維護(hù)容易實現(xiàn)自動化，但一般需要修建鼓風(fēng)機(jī)房及布設(shè)大量鼓風(fēng)管道，曝氣頭易堵塞，大型氧化池運(yùn)行的功率大，氣體的利用率較低。

2.3表面曝氣設(shè)備的運(yùn)用

在環(huán)境工程的污水處理中，表面曝氣設(shè)備也是應(yīng)用非常廣泛的一種曝氣設(shè)備。表面曝氣設(shè)備是運(yùn)用馬達(dá)來直觀地帶起軸流葉輪運(yùn)轉(zhuǎn)，與此同時通過導(dǎo)管通過導(dǎo)水裝置把污水朝周圍噴射，噴射的時候會構(gòu)成一層薄水霧，在空氣里會和空氣碰觸并構(gòu)成水滴狀，水滴在下落時碰擊液體表面時出現(xiàn)的亂流和巨量的氣體泡會使水里的氧氣含量提升。在環(huán)境工程的水處理中運(yùn)用該曝氣設(shè)備，所需能耗較小，效率較高，而且曝氣設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、管理方便，在曝氣過程中無需設(shè)置大量的曝氣頭以及布?xì)夤艿溃行暂^強(qiáng)，能有效降低污水處理的成本投入；但是只使用于規(guī)模較小工程。

3.環(huán)境工程水污染中曝氣設(shè)備的優(yōu)選

3.1曝氣設(shè)備的性能參數(shù)

通常而言，環(huán)境工程水處理中，選擇曝氣設(shè)備時主要考慮其規(guī)格與效能著兩大主體技術(shù)直指標(biāo)，以直觀反映曝氣設(shè)備的規(guī)格特點與設(shè)備的優(yōu)劣。例如，判斷曝氣設(shè)備的能效情況時，可將義務(wù)氧轉(zhuǎn)移率為主要參考指標(biāo)，對設(shè)備的能效情況進(jìn)行全面地衡量。此外，動力效率的影響也是很大的，在曝氣設(shè)備的選用中，若僅僅考慮曝氣設(shè)備的氧轉(zhuǎn)移率，而不考慮其動力效率，則無法對選用的曝氣設(shè)備進(jìn)行全面的經(jīng)濟(jì)分析。因此，在選用曝氣設(shè)備的過程中，要綜合考慮曝氣設(shè)備的各項性能指標(biāo)，優(yōu)選合適的曝氣設(shè)備，在提升效率的同時，提高水處理的經(jīng)濟(jì)性。

3.2現(xiàn)實需求與成本

各個曝氣裝置的特征大有不用，曝氣裝置的使用途徑和運(yùn)用的范疇也是大不相同，所以要依據(jù)現(xiàn)實的需求和企業(yè)可以負(fù)擔(dān)的費(fèi)用來選取曝氣裝置。在環(huán)境工程的水處理中選擇曝氣設(shè)備時，要綜合考慮曝氣設(shè)備的充氧能力、氧轉(zhuǎn)移的效率以及曝氣設(shè)備的動力效率等性能參數(shù)，同時還需結(jié)合實際的水處理需求，以及能夠承擔(dān)的成本投入，優(yōu)選實用性較強(qiáng)的曝氣設(shè)備。

4.結(jié)語

污水處理是環(huán)境工程中的重要環(huán)節(jié)，而曝氣是水處理中的關(guān)鍵設(shè)備。在我國經(jīng)濟(jì)快速進(jìn)步發(fā)展的同時，近幾年污水治理體系里的曝氣裝置部分已經(jīng)投入了大量的費(fèi)用引入國外的有關(guān)曝氣裝置。提高曝氣設(shè)備充氧能力，減少能耗是當(dāng)前研究新型曝氣設(shè)備、改善環(huán)境的當(dāng)務(wù)之急。在環(huán)境工程水處理曝氣的應(yīng)用中，關(guān)鍵在于選擇合適且性能較好的曝氣設(shè)備，綜合考慮其規(guī)格以及效能等指標(biāo)，全面提升水處理效率與質(zhì)量，實現(xiàn)真正節(jié)能高效低成本的水處理。

參考文獻(xiàn)

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