环境工程水处理中对曝气设备的应用研究

曹明宇 张于 李清

【摘要】：现阶段，要实现经济发展与生态保护之间的平衡仍有一定的难度，水污染的问题日益严重，在这一背景下，水处理技术的发展与完善迅速，而曝气设备则是有效的处理方法之一。在治理污水时，应用曝气设备一方面可有效防止池内悬浮体的下沉，另一方面也可以借助曝气设备把空气强加到污水中，搅动污水，这样空气中的氧气便可快速转移向污水，有机物与微生物就能充分接触，最终污水中的有机物得到氧化分解。基于此，本文就环境工程水处理中对曝气设备的应用进行探究。

【关键词】：环境工程水处理；曝气设备；应用

【引言】

曝气设备是近几年来发展起来的一种污水处理设备，由于这种设备处理污水的效率高，能耗低，其越来越受到广大污水处理者的青睐，当前曝气设备成为解决我国水环境污染和水资源短缺的重要设备，因此，本文对于环境工程水处理中对曝气设备的应用的探究具备特别重要的意义。

1、相关机理

曝气充氧是曝气设备的关键，将污水净化效果提高是其应用的根本目的，这一目标的实现手段是通过供给氧气保证微生物的有氧呼吸。在环境工程处理中曝气设备得到了较为广泛的应用，这是因为曝气设备具有较为简单的内部结构，在应用与操作上比较方便。其次，氧气对于微生物的生存与活动意义重大，而曝气设备在将氧气向污水中补充时，所提供的养分不但均匀且十分充分。此外，使用曝气设备不会二次污染水体，也不会制造出光污染、声污染等额外污染。在使用曝气设备进行环境工程水处理时，需对污水的相关参数进行了解与掌握，从而进行氧气量供给的计算和确定，使水体微生物氧气需求得以满足，实现对有机污染物的降解，并做到对能源的节约。

2、 环境工程水处理中对曝气设备的应用

在处理污水的时候应用曝气主要是使用曝气设备，一般来说，曝气设备都有较强的耐腐蚀性，而且在使用的时候，噪音少，能耗低，还有较高的工作效率，因此在处理污水的时候，应用的比较多。但是曝气设备在应用的时候，要视情况而定，不同的环境，使用不同的设备。在使用曝气设备之前，要清楚设备的类型以及用途。

2.1 潜水射流曝气设备的应用分析

射流曝气活性污泥是污水处理中很常见的一种方法，而且其作用需要曝气设备来实现。水流与泵中的喷嘴座相连接，然后进入混气室中，而空气也会进入到混气室中，只不过进入的方式是通过进气导管。在水以及空气都进入到混气室的时候，两种就会混合在一起，然后利用扩散管将混气室中的空气排解出去。在使用潜水射流曝气设备的时候，要注意曝气的时间，一般曝气的时间短，这样空气中的氧气才能有较高的利用率。深水自吸式潜水射流曝气机只是其中的一种，其组成部分有潜水排污泵以及进气管等等。当水从喷嘴座流入的时候，速度会改变，其速度在增加。而且喷嘴座周围的气压也在变化，气压逐渐降低，使得空气可以进入到管道内，最后流进混气室，混气室内的水与空气融合在一起，然后通过高压的方式喷射出来。曝气设备中有消音装置，通过消音装置使得空气中的噪音减少，这样可以降低污染。在处理污水的时候，最深的深度可达5.5m，如果污水处理的数量相同，在采用曝气处理污水的时候，污水面积会减少，这样成本也会降低。

2.2 表面曝气设备的应用

环境工程水处理中，表面曝气设备也是一种常用设备，其利用马达来带动轴流式叶轮运作，导管经导水板向四周喷射废水，这一过程中会形成一层薄薄的水幕，这些废水与空气接触变成水滴，然后往下滴落，滴落时撞击到液面会产生乱流和大量的气泡，从而增加污水中的含氧量，促进污水中的有机物、微生物等与氧气发生反应，达到水处理目标。表面曝气设备结构非常简单，且非常集中，能有效降低成本。

某污水处理厂的污水处理能力是12×104m2/d，其采用氧化沟工艺进行污水处理，单沟配备了3台倒伞表面曝气机，单沟的处理能力是4×104m2/d，一共配备有9台表面曝气机。该厂处理的污水为城市生活污水和工业废水组合而成的混合水。在污水处理中，曝气机叶轮浸没程度不够，电机无法驱动叶轮运转，只有将叶轮上提使其半暴露在水面上才能保证电机的正常运行，而这又导致了单机充氧能力的降低，从而导致污水处理无法达标。同时，还存在电能资源消耗过大问题。该厂工程师对曝气机进行技术改造，使用复合叶轮倒伞表面曝气机，并增设推流器，使曝气设备的各个部件功能得到充分发挥，同时减少能耗。经过技术改造，有效提高了污水处理效果，降低了能耗，增加了经济效益。

2.3 鼓风曝气设备的应用

曝气风机中的风量大，而且具有较强的压力，鼓风设备就是通过曝气机向污水内注入空气。而曝气设备与输送管道也是相连的，这样可以让污水中的空气能够快速扩散，并与水、泥等物质混合在一起。鼓风曝机设备由多个部分组成，空气在进入鼓风机后，会出现很多的气泡，气泡在上升的时候，会出现破裂，这样氧气就向污水中转移。例如：曝气生物滤池工艺将鼓风曝气设备与单微孔曝气设备结合起来使用，实现生物氧化与悬浮固体物截留于一体，有效节省后续沉淀池。与普通活性污泥法相比，该工艺具有有机负荷高、占地面积小、投资少、氧传送效率高、出水水质好、能耗低等优点。在处理环境工程中的水时，要注意曝气设备的使用，因为设备的不同，使用的方式不同，而且不同设备有着各自的特点，设备的充氧能力也是不同的。性能比较好的设备，可以提高污水处理的效果，也能保证在处理污水的时候，消耗低。因此要注意设备的选择。同时要注意设备的实际情况，以及设备的性能、参数，保证使用的设备都是高性能的。其实在处理午睡的时候，可以使用多种曝气设备，不同设备结合在一起，其除污效果也会很好。

2.4 发展前景

现阶段在处理污水的时候，使用的污水处理设备很多，而且在不断的发展中，设备的结构更加精细，其性能也在提高。在选择曝气设备的时候，要从多个方面考虑设备，例如设备的节能、在使用中出现故障的次数、以及污水的水质等等。在使用的时候，还要考虑曝气设备有关的系数。曝气设备也需要优化，进而促进污水处理技术的发展。污水处理技术明显在进步，而且曝气设备也在发展中，因为曝气设备应用的范围广，而且处理技术优化。在改造曝气设备的时候，同样都要使用先进的技术，从而保证处理的效果。而且在处理污水的时候，也要考虑到能耗，做到节能减排。

3、 参数处理

3.1 Matlab处理

借助Matlab可获得较为精准的曝气设备应用系数，对于环境工程水处理十分有利，且该方法有较高的效率，有助于施工时间的节省。但受限制于技术水平的不足，使用这一方法进行检测并不是百分百的准确。因任何计算数据与实验都不能避免误差的发生，因此，即使这一方法不是百分百的准确，其误差通常可忽略不计。在使用Matlab进行参数的计算与确定时，充分的准备与调查工作必不可少，此外还需对检测操作流程规范化，将各种因素的影响尽量降低，尽可能提高计算与检测的准确程度，减少误差，保证曝气设备参数的正确，提高处理效果。在曝气设备参数测定的过程中，设备的相关参数通过内置命令的设定即可求得，有助于设备操作复杂程度的降低，创造良好的条件保证工程的顺利进行。

3.2 Excel处理

在参数确定方面，Excel比Matlab更直接明白，原因在于数据间的关系在Excel中是以图表的方式反映，通过数据图表对相关参数进行计算与确定更为简单方便。但使用Excel处理参数也并不能保证高准确度，误差同样存在，因Excel确定参数的主要方法是作图，会造成相对较大的误差。对相关的实践案例进行分析发现，在曝气设备相关参数的确定方面Excel是大多数工程处理的选择，分析其中原因，主要得益于Excel程序简单、操作方便的特点，相比于Matlab，Excel更容易操作，不少员工对Excel非常熟悉，却没有掌握Matlab的使用方法。在我国，在曝气设备相关参数的处理与确定方面Excel是基础方法，其提升则为Matlab，因此，应注重结合两种计算方法，使参数的确定更为合理，提高其准确程度。

结束语

总而言之，曝气设备可将空气加于污水中，并对空气进行搅动促使氧气向污水迅速转移，使微生物与有机物的接触加强，实现对污水中有机物的氧化分解。因此，必须采取有效的措施，加强环境工程水处理中对曝气设备的应用，从而推动环境工程的发展。

【参考文献】：

[1] 张诗妍.关于环境工程水处理中对曝气设备的应用分析[J].黑龙江科技信息，2015，36：141.

[2] 刘冬学.水处理用陶粒滤料的研究现状[J].现代国企研究，2015，22：152.

[3] 朱云昊，谭洪新，罗国芝，孙大川，檀晨曦.不同曝气工艺下生物滤池的水处理效果及水质特征[A].中国水产学会.2015年中国水产学会学术年会论文摘要集[C].中国水产学会：，2015：1.