环境工程水处理中对曝气设备的应用分析

薛露肖

（上海宏成实业发展有限公司，上海 200232）

1 引言

曝气设备是指在污水治理工艺中为了防止池内悬浮体下沉，借助其对污水中强加空气，同时搅动使空气中的氧气更快速地向污水中转移，加强有机物与微生物的接触，最终目的是氧化分解污水中的有机物的设备。在环境工程水处理中曝气是非常重要的一个环节，本文以曝气设备为出发点，研究分析了曝气设备在环境工程水处理中的应用效果。

2 曝气设备的分类与应用

污水处理中的曝气设备是随着污水处理技术的深入研究和广泛应用而逐渐发展起来的。一种曝气设备至少包含一浮体、多组的曝气装置以及控制器。其中，曝气装置组设于浮体之上，而曝气装置可以汲水，并将汲取的水朝至少一选定的方向进行喷出、雾化或曝气。控制器控制这些曝气装置，可产生一第一推力，以推动曝气设备朝第一方向移动。控制器也控制这些曝气装置，可产生一第二推力，以推动曝气设备朝第二方向移动。对于曝气设备的性能有以下几点要求：①结构简单；②搅拌均匀；③能耗小；④性能稳定；⑤不产生噪声及其他公害；⑥价格低；⑦耐腐蚀性强［1］。曝气设备主要分为以下几类。

2.1 鼓风曝气设备

鼓风曝气设备采用的工具是具有一定风量和压力的曝气风机，其将空气强制加入到污水中是通过扩散曝气器并连接输送管道完成的，该设备能够使池内液体与空气充分接触。鼓风曝气设备系统是由曝气装置、鼓风机以及连贯的管道组成的，其中通过一系列管道将空气输送到安装在生化池底部的曝气装置就是鼓风机，空气经过曝气装置时会形成不同尺寸的气泡，气泡经过上升与流动最后在液面处破裂，这一过程是氧向混合液转移的作用。

2.2 表面曝气设备

表面曝气设备是利用马达来直接带动轴流式叶轮运作，同时由导管经导水板将废水向四周喷出，喷出的过程中会形成一片薄薄的水幕，在空气中会与空气接触并形成水滴，水滴在落下撞击液面时产生的乱流以及大量的气泡会使水中的含氧量增加。表面曝气设备与鼓风曝气相比有一定的优越性，不需要修建鼓风机房以及大量的布气管道和曝气头，同时表面曝气设备的设施简单、集中，因此其可以节约成本投入。

2.3 潜水射流曝气设备

潜水射流曝气设备在运行过程中，水流会通过连接于泵出口的喷嘴座快速地输送到混气室中，进气导管引导空气进入混气室并与水流结合，最后由扩散管排出。深水自吸式潜水射流曝气机是潜水射流曝气设备的重要组成部分，其是由WQ型潜水排污泵、扩散管、进气管以及消音器等所组成，由潜水电泵产生的水流在经过喷嘴座时，速度会发生变化，形成高速水流，同时在喷嘴座周围形成负压，以使进气管吸入空气，空气会与水流结合形成液气混合流，最后高速喷射而出，其中会夹带大量的气泡，在较大面积和深度的水域里涡旋搅拌，完成曝气［2］。

3 曝气设备在水处理中的应用分析

各种曝气设备的特点各不相同，曝气设备的用途和使用的范围也各有不同，因此要根据实际的需要和企业所能够承担的成本来选择曝气设备。曝气设备的主要技术性能指标如下：①动力效率（EP）；②氧转移效率（EA）；③充氧能力（EL）。

曝气设备可以分为效能与规格这两种技术指标，其中效能指标可以反映出曝气设备的优劣，如果用户选择的是效能较好的设备，那么其就可以节省一定的成本，同时使用也很方便。规格指标反映的是设备的规格特点，没有优劣之分，对于用户来说，只是合适与否的问题［3］。由于人们对这两种指标缺乏正确的认识，义务氧转移率就是效能指标，例如有些曝气设备，其本身的动力效率就很低，但是为了高氧转移率舍不得放弃这种设备，最后造成资金的浪费，有些设备甚至只给出氧转移率，其他的技术指标都不全面，对用户在选择设备上造成困难，同时也不利于技术的扶优劣汰，对国家利益也会造成一定的损失。假如我国一年城市污水年排放量为352.72亿 m3，污水年处理量为81.6亿 m3，一年按360d来算，其平均1h流量就有8.44×105m3／h，假设全部采用活性污泥法处理，那么每平方立米的充氧量为0.24kg／m3，全国需要充氧能力就为2.27×105kg／h，年充氧能力为19.6亿kg／年，各种曝气设备的动力效率，高者4～6kg／kW·h，低者不到2kg／kW·h，现在分别取EP为5kg／kW·h和2kg／kW·h进行比较，比较结果如表1所示。

表1 不同理论动力效率的技术指标及经济效益比较

从表1中可以得出动力效率的作用是巨大的，如果单从氧转移率进行判断根本无法进行经济分析，如果同时采用动力效率和氧转移效率，则在选择曝气设备时就可能没有头绪。

4 结语

随着我国经济的快速发展，近几年我国在污水处理系统中的曝气设备方面，已经花费了大量的资金引进国外的相关曝气设备，这种情况会加大投资成本，而且在维护管理上以及国外设备本身的性能上都存在着许多问题，严重制约了污水处理的正常运行。因此要积极发挥国内企业在环保领域的作用，吸收国外先进曝气设备的技术水平，自主研发相关设备，促进民族工业的发展，提高我国曝气设备的使用率和技术含量，增强我国在环保方面的竞争力度，积极促进该领域的健康发展。

［1］敖 阳.两级曝气生物滤池在小区生活污水处理中的应用［D］.武汉：武汉科技大学，2010：15～16.

［2］钟仁超，陆天友.氧化沟曝气设备性能比较［J］.贵州大学学报：自然科学版，2009，26（1）：46～48.

［3］韩志强，白振光，刘家勇.氧化沟工艺曝气设备的技术现状［J］.舰船防化，2007（6）：120～122.