環境工程水處理中對曝氣設備的應用分析

趙東旭

摘要：曝氣設備能夠達到污水富氧的功效，在環境工程水處理中具有十分廣泛的運用。本文分析了曝氣設備的工作原理及應用優勢，并簡單介紹了當前較為常見的潛水射流曝氣設備、表面曝氣設備及鼓風曝氣設備。

關鍵詞：環境工程；水處理；曝氣設備

隨著社會主義現代化進程的不斷推進，我國的工業化水平穩步提高。與此同時，嚴峻的水資源短缺及水污染處理問題沉重地擺在了人們面前。近年來，我國對水污染問題的重視程度不斷提高，在環境工程水處理技術、專業人員等方面的投入不斷加大，總體上取得了較為理想的發展創新效果。曝氣設備能夠為分解污水中有毒有害污染物的微生物補充必需的氧氣，從而有效提升污水的處理效率，因而在目前的環境工程水處理中具有很大的應用價值，占據著獨一無二的地位。研究、分析曝氣設備在環境工程水處理中的應用，具有十分重要的現實意義。

一、環境工程水處理中曝氣設備的工作原理及應用優勢

（一）環境工程水處理中曝氣設備的工作原理

曝氣設備的類型較為豐富，在結構組成、具體運作、曝氣效果、適用污水類型等方面均存在一定的差異，但整體的工作原理一致，即通過各個部件的協調運作，實現大氣氣體向污水中的轉移，從而增加污水中的溶氧量，促進微生物吸附、降解污染物的活性，進而提升污水的處理效率。大氣氣體向污水中的轉移實質上就是污水這一液體吸收劑對于大氣的吸收過程。因此，對于曝氣設備整體的工作原理可從氣體吸收的角度進行微觀化的分析。雙膜理論（two-film theory）是氣液界面傳質過程的經典理論，因此，氣體轉移的工作原理可運用雙膜原理進行分析和描述：大氣中的氧氣分子在曝氣設備動力系統的作用下到達穩定的氣體滯流層（氣膜），后以分子擴散的方式通過氣膜到達氣液兩相界面，通過相界面溶入穩定的液體滯流層（液膜），再從液相界面以分子擴散方式通過液膜進入液相主體。

（二）環境工程水處理中曝氣設備的應用優勢

曝氣設備在當前的污水處理中占據著十分重要的地位，這是因為該設備在污水處理技術中具備諸多優勢。首先，曝氣設備通過使大氣與污水充分接觸，提升了污水的溶氧量及污水處理效率，實現了對大氣資源的充分利用，降低了富氧步驟的成本，同時避免了二次污染物的產生，促進了污水處理技術的綠色化、環保化發展。其次，曝氣設備的操作較為簡單，能夠大大節省人力成本，為提升污水處理效果提供了很大的便利。第三，曝氣設備的富氧效果較為理想，大大促進了微生物分解污染物的活性及污水處理效率。第四，當前，針對曝氣設備領域的研究較多，如對于微納米氣泡曝氣、微孔曝氣增氧機等以提升富氧功效為目的的技術研究。在科研理論的指導下，曝氣設備的富氧功用顯著提高。此外，曝氣設備與多種水處理技術的結合空間較大，如與膜生物反應器結合組成膜曝氣生物膜反應器、與生物濾池組合形成新型曝氣生物濾池等，具有十分廣闊的應用空間。

二、曝氣設備的類型

（一）潛水射流曝氣設備

潛水射流曝氣設備是環境工程水處理中比較重要的一種基本類型，其工作原理在于將污水流通過噴嘴座傳送到混氣室，同時通過進氣管將空氣引入混氣室當中，實現污水與空氣的混合及接觸，完成接觸過程的空氣通過擴散管排出。由于該設備具有較為理想的處理深度，因此在面積不大，但較深的污水處理中具有顯著的優勢。此外，該設備還擁有充氧動力效率較高的特點。

（二）表面曝氣設備

表面曝氣設備在環境工程水處理中的應用十分廣泛，其運行原理在于通過動力系統帶動軸流式葉輪在污水中高速運轉，進而實現通過導管的導水板將污水向四周噴射，實現污水與大氣的接觸，進而完成曝氣過程。在表面曝氣設備運行的過程中，由于污水被分散成無數的細小噴水柱，且被循環多次地噴向大氣中，因此大大增大了污水與大氣的接觸面積及接觸頻率，從而直接有效地增加了污水的溶氧量。相比其他曝氣設備，該類設備的優勢在于能耗成本較低、操作較為便捷、整體的設備布置相較簡單，實用性較強。但該設備也存在相應的弊端，如為保證充分的曝氣效果，需要設置大量的曝氣頭；在處理固態污染物較多的污水時，輸水導管容易堵塞等。

（三）鼓風曝氣設備

鼓風曝氣設備在環境工程水處理中的應用亦較為常見。該設備通過將大氣鼓入污水中，實現大氣與污水的充分混合及接觸，從而實現污水中溶氧量的增加。其優勢在于，可通過調整、控制相關參數，隨時調節風量的大小及壓力，保證鼓風的力度與污水處理的實況相匹配，從而達到理想的富氧效果。就弊端而言，在借助鼓風曝氣設備進行富氧操作時，需較好地把控設備安裝的位置，否則會使富氧效果大打折扣。

三、結語

曝氣設備可通過提高污水中的溶氧量，促進微生物的分解活性和效率，提升污水處理效率，因而在環境工程污水處理中具有十分廣泛的應用。潛水射流曝氣設備、表面曝氣設備、鼓氣曝氣設備是當前常用的三種曝氣設備，隨著研究的不斷進步和深入，更多改進類型的曝氣設備將問世。鑒于各種類型的曝氣設備各有優勢和弊端，環境工程水處理工作者應在充分考慮污水處理實際的情況下，妥善選擇曝氣設備，實現在將人力、物力成本控制在最低的情況下，取得最佳的污水處理效果。

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