曝氣在環境工程水處理中的應用

張元勇

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

關鍵詞：環境工程；水處理；曝氣設備

前言：隨著工業化進程的加快，污染排放量的不斷增加，水污染問題日益嚴重，廢水的處理更加受到世界各國的重視，因此保護水資源和防治水污染，是水資源可持續發展必須解決的問題。我國的水污染形勢較為嚴峻，經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備是隨著污水處理技術的深入研究和廣泛應用逐漸發展起來的，已日益受到國內外水處理和企業界的高度關注。

1.曝氣與污水處理

1.1曝氣技術

曝氣是指利用充氣或機械攪動等方法增大水與氣體接觸，進行溶氧或散除水中溶解性氣體和揮發性物質的過程。水和空氣充分接觸以交換氣態物質和去除水中揮發性物質，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，達到除鐵、除錳或促進需氧微生物降解有機物的目的。曝氣主要應用在以下兩個領域：水產養殖曝氣和污水處理曝氣。

1.2曝氣應用于污水處理

我國水資源短缺的問題由來已久，隨著社會經濟的發展，在工業、農業生產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、成分越來越復雜、對出水質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，各種先進的污水處理技術和處理設備不斷得到應用，隨著污水處理技術工藝的深入發展以及廣泛應用，曝氣在污水處理中的應用范圍也隨之得到擴展，在環境保護和水資源再利用方面發揮了重要的作用。曝氣設備是現代污水處理中常用的、重要的機械設備，以其明顯的技術優勢和廣泛的適用范圍普遍應用于污水處理行業。控制器、浮體以及多組的曝氣裝置是曝氣設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中運轉費用最高的工藝環節，在好氧工藝中，曝氣主要功能是防止池內懸浮體下沉，加強池內有機物與微生物及溶解氧的接觸。對于曝氣設備而言，在其應用中，具有超強的耐腐蝕性能，而且沒有噪音公害、消耗的能量相對較少、效率較高等優勢，在環境工程中得到了廣泛的應用。

2.常見曝氣設備在污水處理中的應用

2.1射流曝氣設備的運用

射流曝氣從20世紀40年代開始應用到廢水處理中，至今已有60多年的歷史。近年來在國內已受到重視并普遍開展了研究工作。在環境工程的工業污水處理中，射流曝氣活性污泥工藝的應用相當廣泛。射流曝氣器屬于微氣泡曝氣器，它通過混合液的高速射流，在噴嘴周圍形成負壓吸入空氣，將鼓風機引入的空氣切割粉碎為微氣泡，經混合室與水流混合，產生混合流，高速噴射而出。射流曝氣作為一種曝氣充氧方法，它利用氣泡擴散和水力剪切兩個作用達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，并具有較強的充氧動力效率。潛水射流曝氣設備的主要構成是自吸深水式潛水射流曝氣裝置，核心設備是射流器，它由噴嘴、吸氣室、喉管及擴散管等部件構成。射流曝氣機具有結構緊湊，占地面積小，安裝方便的特點，曝氣效能高，應用范圍廣，且系統簡單，可靠性高。缺點是射流曝氣機噴嘴易堵塞，需要對水、氣加壓，系統設備機構比較復雜，施工和維護不方便。

2.2 鼓風曝氣設備的運用

鼓風曝氣設備又稱“壓縮空氣曝氣設備”，系統由鼓風機、曝氣器和一系列連通的管線組成。利用鼓風機通過風管以及擴散設備向水中增氧，該設備能夠使池內液體與空氣充分接觸。運用鼓風曝氣設備進行環境工程中的水處理時，主要通過曝氣風機的運用，供應一定的風量，將空氣通過一系列管道輸送到安裝在池底部的曝氣器，通過鼓風機運轉產生的風量，使空氣在經過鼓風機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，遇到液面時則發生破裂，空氣在池內的水流之中快速流動擴散，使水、氣、泥有機混合。曝氣風機中的風量大，而且具有較強的壓力。鼓風曝氣設備結構簡單，易于操作管理，機械消耗低，操作維護容易實現自動化，但一般需要修建鼓風機房及布設大量鼓風管道，曝氣頭易堵塞，大型氧化池運行的功率大，氣體的利用率較低。

2.3表面曝氣設備的運用

在環境工程的污水處理中，表面曝氣設備也是應用非常廣泛的一種曝氣設備。表面曝氣設備是運用馬達來直觀地帶起軸流葉輪運轉，與此同時通過導管通過導水裝置把污水朝周圍噴射，噴射的時候會構成一層薄水霧，在空氣里會和空氣碰觸并構成水滴狀，水滴在下落時碰擊液體表面時出現的亂流和巨量的氣體泡會使水里的氧氣含量提升。在環境工程的水處理中運用該曝氣設備，所需能耗較小，效率較高，而且曝氣設備結構簡單、管理方便，在曝氣過程中無需設置大量的曝氣頭以及布氣管道，集中性較強，能有效降低污水處理的成本投入；但是只使用于規模較小工程。

3.環境工程水污染中曝氣設備的優選

3.1曝氣設備的性能參數

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

3.2現實需求與成本

各個曝氣裝置的特征大有不用，曝氣裝置的使用途徑和運用的范疇也是大不相同，所以要依據現實的需求和企業可以負擔的費用來選取曝氣裝置。在環境工程的水處理中選擇曝氣設備時，要綜合考慮曝氣設備的充氧能力、氧轉移的效率以及曝氣設備的動力效率等性能參數，同時還需結合實際的水處理需求，以及能夠承擔的成本投入，優選實用性較強的曝氣設備。

4.結語

污水處理是環境工程中的重要環節，而曝氣是水處理中的關鍵設備。在我國經濟快速進步發展的同時，近幾年污水治理體系里的曝氣裝置部分已經投入了大量的費用引入國外的有關曝氣裝置。提高曝氣設備充氧能力，減少能耗是當前研究新型曝氣設備、改善環境的當務之急。在環境工程水處理曝氣的應用中，關鍵在于選擇合適且性能較好的曝氣設備，綜合考慮其規格以及效能等指標，全面提升水處理效率與質量，實現真正節能高效低成本的水處理。

參考文獻

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