環境工程水處理中對曝氣設備的應用分析

薛露肖

（上海宏成實業發展有限公司，上海 200232）

1 引言

曝氣設備是指在污水治理工藝中為了防止池內懸浮體下沉，借助其對污水中強加空氣，同時攪動使空氣中的氧氣更快速地向污水中轉移，加強有機物與微生物的接觸，最終目的是氧化分解污水中的有機物的設備。在環境工程水處理中曝氣是非常重要的一個環節，本文以曝氣設備為出發點，研究分析了曝氣設備在環境工程水處理中的應用效果。

2 曝氣設備的分類與應用

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而逐漸發展起來的。一種曝氣設備至少包含一浮體、多組的曝氣裝置以及控制器。其中，曝氣裝置組設于浮體之上，而曝氣裝置可以汲水，并將汲取的水朝至少一選定的方向進行噴出、霧化或曝氣。控制器控制這些曝氣裝置，可產生一第一推力，以推動曝氣設備朝第一方向移動。控制器也控制這些曝氣裝置，可產生一第二推力，以推動曝氣設備朝第二方向移動。對于曝氣設備的性能有以下幾點要求：①結構簡單；②攪拌均勻；③能耗小；④性能穩定；⑤不產生噪聲及其他公害；⑥價格低；⑦耐腐蝕性強［1］。曝氣設備主要分為以下幾類。

2.1 鼓風曝氣設備

鼓風曝氣設備采用的工具是具有一定風量和壓力的曝氣風機，其將空氣強制加入到污水中是通過擴散曝氣器并連接輸送管道完成的，該設備能夠使池內液體與空氣充分接觸。鼓風曝氣設備系統是由曝氣裝置、鼓風機以及連貫的管道組成的，其中通過一系列管道將空氣輸送到安裝在生化池底部的曝氣裝置就是鼓風機，空氣經過曝氣裝置時會形成不同尺寸的氣泡，氣泡經過上升與流動最后在液面處破裂，這一過程是氧向混合液轉移的作用。

2.2 表面曝氣設備

表面曝氣設備是利用馬達來直接帶動軸流式葉輪運作，同時由導管經導水板將廢水向四周噴出，噴出的過程中會形成一片薄薄的水幕，在空氣中會與空氣接觸并形成水滴，水滴在落下撞擊液面時產生的亂流以及大量的氣泡會使水中的含氧量增加。表面曝氣設備與鼓風曝氣相比有一定的優越性，不需要修建鼓風機房以及大量的布氣管道和曝氣頭，同時表面曝氣設備的設施簡單、集中，因此其可以節約成本投入。

2.3 潛水射流曝氣設備

潛水射流曝氣設備在運行過程中，水流會通過連接于泵出口的噴嘴座快速地輸送到混氣室中，進氣導管引導空氣進入混氣室并與水流結合，最后由擴散管排出。深水自吸式潛水射流曝氣機是潛水射流曝氣設備的重要組成部分，其是由WQ型潛水排污泵、擴散管、進氣管以及消音器等所組成，由潛水電泵產生的水流在經過噴嘴座時，速度會發生變化，形成高速水流，同時在噴嘴座周圍形成負壓，以使進氣管吸入空氣，空氣會與水流結合形成液氣混合流，最后高速噴射而出，其中會夾帶大量的氣泡，在較大面積和深度的水域里渦旋攪拌，完成曝氣［2］。

3 曝氣設備在水處理中的應用分析

各種曝氣設備的特點各不相同，曝氣設備的用途和使用的范圍也各有不同，因此要根據實際的需要和企業所能夠承擔的成本來選擇曝氣設備。曝氣設備的主要技術性能指標如下：①動力效率（EP）；②氧轉移效率（EA）；③充氧能力（EL）。

曝氣設備可以分為效能與規格這兩種技術指標，其中效能指標可以反映出曝氣設備的優劣，如果用戶選擇的是效能較好的設備，那么其就可以節省一定的成本，同時使用也很方便。規格指標反映的是設備的規格特點，沒有優劣之分，對于用戶來說，只是合適與否的問題［3］。由于人們對這兩種指標缺乏正確的認識，義務氧轉移率就是效能指標，例如有些曝氣設備，其本身的動力效率就很低，但是為了高氧轉移率舍不得放棄這種設備，最后造成資金的浪費，有些設備甚至只給出氧轉移率，其他的技術指標都不全面，對用戶在選擇設備上造成困難，同時也不利于技術的扶優劣汰，對國家利益也會造成一定的損失。假如我國一年城市污水年排放量為352.72億 m3，污水年處理量為81.6億 m3，一年按360d來算，其平均1h流量就有8.44×105m3／h，假設全部采用活性污泥法處理，那么每平方立米的充氧量為0.24kg／m3，全國需要充氧能力就為2.27×105kg／h，年充氧能力為19.6億kg／年，各種曝氣設備的動力效率，高者4～6kg／kW·h，低者不到2kg／kW·h，現在分別取EP為5kg／kW·h和2kg／kW·h進行比較，比較結果如表1所示。

表1 不同理論動力效率的技術指標及經濟效益比較

從表1中可以得出動力效率的作用是巨大的，如果單從氧轉移率進行判斷根本無法進行經濟分析，如果同時采用動力效率和氧轉移效率，則在選擇曝氣設備時就可能沒有頭緒。

4 結語

隨著我國經濟的快速發展，近幾年我國在污水處理系統中的曝氣設備方面，已經花費了大量的資金引進國外的相關曝氣設備，這種情況會加大投資成本，而且在維護管理上以及國外設備本身的性能上都存在著許多問題，嚴重制約了污水處理的正常運行。因此要積極發揮國內企業在環保領域的作用，吸收國外先進曝氣設備的技術水平，自主研發相關設備，促進民族工業的發展，提高我國曝氣設備的使用率和技術含量，增強我國在環保方面的競爭力度，積極促進該領域的健康發展。

［1］敖 陽.兩級曝氣生物濾池在小區生活污水處理中的應用［D］.武漢：武漢科技大學，2010：15～16.

［2］鐘仁超，陸天友.氧化溝曝氣設備性能比較［J］.貴州大學學報：自然科學版，2009，26（1）：46～48.

［3］韓志強，白振光，劉家勇.氧化溝工藝曝氣設備的技術現狀［J］.艦船防化，2007（6）：120～122.