新型曝氣器的性能優勢及工程應用實例

趙萍

摘 要：傳統曝氣器在污水處理過程中具有一定的局限性，影響了污水處理工作質量的提升。針對當這些設備具備的缺點，當前技術人員結合實際使用特點進行了新型曝氣器的設計。下文結合實際案例介紹了新型曝氣器在使用中的優勢，將其和傳統曝氣器進行了對比，并對其在污水處理工程中的應用情況進行了分析。

關鍵詞：新型曝氣器；性能優勢；使用實例

引言：隨著制造業的不斷發展以及生活用水的不斷增加，污水處理工作的進行質量直接影響我國的生態環境和人們的正常生活。污水排放量以及其對環境的污染程度要求較為高效的處理方式，但是，當前用于處理污水的曝氣器存在效率上的不足，且處理質量不佳，在污水處理過程之中選擇合適的曝氣器可以有效提升處理質量和效率，推進我國的生態建設。

一、曝氣器的使用現狀

當前在我國的污水處理工作中使用的是生物處理方式，即通過微生物來對污水中的污染成分進行處理，在處理過程中，好氧微生物需要處理設備來對污水進行氧氣的供應，選擇合適的曝氣設備對這一過程的進行效率有很大的推進作用。曝氣系統作為生物污水處理系統的重要組成部分，常用的幾種曝氣原理主要是鼓風機曝氣、射流曝氣和機械曝氣等。在選擇曝氣方式時應當結合污水的性質和組成成分進行全面的考慮，保證最終的污水處理質量。

1、鼓風曝氣

在國內污水處理工作中使用最多的曝氣方式就是鼓風機曝氣，其包括鼓風機、空氣擴散裝置以及用于連接通氣的管道。一般來說，曝氣器的運行要求是盡量減小氣泡的直徑，氣泡越小則氣體和污水的接觸面積越大，微生物的氧氣利用效率也越高。當前微孔曝氣器是最為常見的鼓風曝氣方式。但是，這種曝氣方式在實際使用中也有一定的不足，微孔曝氣器在濃度較高的污水中會出現堵塞現象，影響污水處理工作的進行和運行成本。經過研究，人們發現污水中的油污、鹽類以及生物垢等都會堵塞微孔曝氣器，且微孔曝氣器對于鼓風機的運行功率有較高的要求，增加了處理過程的支出。

2、射流曝氣

射流曝氣器具備較為優秀的混摻效果，有助于提升微生物的氧利用效率，但是在實際使用中壓力損失較大，造成較為嚴重的能耗。且在曝氣過程中，污水和空氣混合之后會造成溶解氧分布的不均勻。同時，曝氣器對于污水的深度有一定的要求。污水處理池的深度淺會造成射流曝氣設備的浪費，深度太深也增加了污水處理部門的支出。近年來，射流曝氣器在結構上和功能上進行了優化，因此在化工污水和造紙污水的處理中使用較多。新型的射流曝氣設備在使用中不易出現堵塞情況，且使用壽命較長，但是設備的運行成本較高。

3、機械曝氣

機械曝氣設備的應用范圍較為狹窄，其僅可以在曝氣池深度淺且占地面積大的污水處理池之中使用。這類設備在運行中的氧氣利用效率不高，機械攪動方式造成了污水池之中的氣泡分布不均勻，影響了污水處理工作的完成質量。同時，機械曝氣設備的運轉會消耗大量的電能，攪拌中也會造成污水的揚出，造成二次污染，處理效率較低。

二、新型曝氣器的性能優勢

1、傳統曝氣設備的不足

當前在污水處理之中使用的曝氣設備均存在使用上的不足，在當前的污水處理過程中，綜合各類曝氣方式的優勢和不足來設計新型的曝氣設備對于提升污水處理過程的進行效率是當前發展的客觀需求。合適的曝氣設備不僅可以提升污水處理效率，還可以降低污水處理過程的能源消耗，有利于國家的可持續發展。鼓風曝氣手段在當前的污水處理中使用效率較低，其使用中無法高效的進行充氧，且在使用中容易產生泡沫，影響污水處理過程的進行。當前的污水之中纖維懸浮物和油脂較多，這些雜物的存在會堵塞鼓風曝氣設備，進而造成污水池之中氧氣的分布不均勻，降低了污水處理質量，增加了檢修費用。射流曝氣和機械曝氣也存在各自的不足，技術人員應當對曝氣設備進行重新的設計。

2、新型曝氣器的性能特點

新型曝氣設備使用的曝氣方式是攪拌式，因此，這類曝氣設備被稱作攪拌式或是旋流曝氣器，這類設備在使用過程中是以攪拌的方式來向污水中輸入氧氣，并通過攪拌來提升污水中氧氣的溶解和均勻分布，有效提升了污水中的氧氣含量。在當前的污水處理之中，攪拌式曝氣器被很多污水處理廠使用，該設備在使用中結構復雜程度不高，因此在使用中只需要將其直接鏈接在空氣干管上并進行控制即可，在拆裝過程中也可以直接在污水的面上進行拆裝，提升了檢修工作的進行效率。當曝氣設備出現故障時，技術人員可以不進行設備的重新安裝，只需要更換曝氣部分，大大降低了檢修過程的成本。同時，攪拌式曝氣設備在使用中通過攪拌方式來將氧氣變成氣泡輸入污水之中，攪拌過程可以推動污水之中的氣泡流動循環，保證了氧氣分布均勻，提升了微生物的處理效率。

三、工程應用介紹

2016 年 10 月份分別在山西某集團公司年產 60 萬 t 焦化廠、山西某集團公司年產 90 萬 t 焦化廠的廢水處理站曝氣池中，把微孔曝氣器更新改造成攪拌曝氣器。

旋流曝氣器包括進氣管、帶螺旋葉片的螺旋器、及內部具有通道的曝氣筒體，筒體上部交錯排布著蘑菇頭狀第一切割器和第二切割器。旋流曝氣器采用工程塑料 （ ABS） 注塑成型，安裝方便，防腐能力強。工作時，位于旋流曝氣器底部的空氣入口，在曝氣時氣流以很高的速度上升，帶動周圍的泥水混合物一起上升，經過螺旋器、第一切割器、第二切割器的層層分割，氣泡被切割為小氣泡，且與周圍的泥水混合物充分混合，增加了氧氣的傳質速率和氧利用率。

風機正常運行，空氣干管保持原狀，先布置新設計的空氣支管，不銹鋼材質，DN20，空氣支管一頭連接空氣干管，另一頭連接曝氣器，所有支管安裝同口徑球閥，空氣支管安裝完畢后，短時間停運風機（ 一般小于 8 h） ，把新安裝的 DN20 空氣支管焊接到空氣干管上。把原來的空氣支管從支管閥門處解開，用盲法蘭封閉。恢復風機，就能投入正常運行。

經過了慎重對比分析和考察，該項目最終選擇了旋流曝氣器，自 2006 年運行以來，設備運行穩定，無需檢修，曝氣效果穩定，在保持穩定的溶解氧和生化系統運行效果的情況下，無需調高風量，也未發現系統能耗升高現象，因而可以確定其氧利用率和壓力損失一直保持在穩定狀態。2011 年該廠的另外一個造紙廢水處理場也將原有曝氣器改為旋流曝氣器。目前，該曝氣器已經成功應用于多個廢水處理工程，項目一直運行良好，曝氣器免維護，水質處理效果良好。

結語：旋流曝氣器集空氣和水旋混、多次粉碎、切割于一體，充分利用了動能，不需額外增加攪拌動力，攪拌性能好，產生的氣泡均勻，氧利用率高。不僅繼承了傳統水力剪切型曝氣器不宜堵塞的優點，而且克服了微孔曝氣、射流曝氣和機械曝氣設備在造紙工業應用中的不足，是非常適合于廢水處理的一款新型高效曝氣設備。

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