環境工程水處理中對曝氣設備的應用研究

曹明宇 張于 李清

【摘要】：現階段，要實現經濟發展與生態保護之間的平衡仍有一定的難度，水污染的問題日益嚴重，在這一背景下，水處理技術的發展與完善迅速，而曝氣設備則是有效的處理方法之一。在治理污水時，應用曝氣設備一方面可有效防止池內懸浮體的下沉，另一方面也可以借助曝氣設備把空氣強加到污水中，攪動污水，這樣空氣中的氧氣便可快速轉移向污水，有機物與微生物就能充分接觸，最終污水中的有機物得到氧化分解。基于此，本文就環境工程水處理中對曝氣設備的應用進行探究。

【關鍵詞】：環境工程水處理；曝氣設備；應用

【引言】

曝氣設備是近幾年來發展起來的一種污水處理設備，由于這種設備處理污水的效率高，能耗低，其越來越受到廣大污水處理者的青睞，當前曝氣設備成為解決我國水環境污染和水資源短缺的重要設備，因此，本文對于環境工程水處理中對曝氣設備的應用的探究具備特別重要的意義。

1、相關機理

曝氣充氧是曝氣設備的關鍵，將污水凈化效果提高是其應用的根本目的，這一目標的實現手段是通過供給氧氣保證微生物的有氧呼吸。在環境工程處理中曝氣設備得到了較為廣泛的應用，這是因為曝氣設備具有較為簡單的內部結構，在應用與操作上比較方便。其次，氧氣對于微生物的生存與活動意義重大，而曝氣設備在將氧氣向污水中補充時，所提供的養分不但均勻且十分充分。此外，使用曝氣設備不會二次污染水體，也不會制造出光污染、聲污染等額外污染。在使用曝氣設備進行環境工程水處理時，需對污水的相關參數進行了解與掌握，從而進行氧氣量供給的計算和確定，使水體微生物氧氣需求得以滿足，實現對有機污染物的降解，并做到對能源的節約。

2、 環境工程水處理中對曝氣設備的應用

在處理污水的時候應用曝氣主要是使用曝氣設備，一般來說，曝氣設備都有較強的耐腐蝕性，而且在使用的時候，噪音少，能耗低，還有較高的工作效率，因此在處理污水的時候，應用的比較多。但是曝氣設備在應用的時候，要視情況而定，不同的環境，使用不同的設備。在使用曝氣設備之前，要清楚設備的類型以及用途。

2.1 潛水射流曝氣設備的應用分析

射流曝氣活性污泥是污水處理中很常見的一種方法，而且其作用需要曝氣設備來實現。水流與泵中的噴嘴座相連接，然后進入混氣室中，而空氣也會進入到混氣室中，只不過進入的方式是通過進氣導管。在水以及空氣都進入到混氣室的時候，兩種就會混合在一起，然后利用擴散管將混氣室中的空氣排解出去。在使用潛水射流曝氣設備的時候，要注意曝氣的時間，一般曝氣的時間短，這樣空氣中的氧氣才能有較高的利用率。深水自吸式潛水射流曝氣機只是其中的一種，其組成部分有潛水排污泵以及進氣管等等。當水從噴嘴座流入的時候，速度會改變，其速度在增加。而且噴嘴座周圍的氣壓也在變化，氣壓逐漸降低，使得空氣可以進入到管道內，最后流進混氣室，混氣室內的水與空氣融合在一起，然后通過高壓的方式噴射出來。曝氣設備中有消音裝置，通過消音裝置使得空氣中的噪音減少，這樣可以降低污染。在處理污水的時候，最深的深度可達5.5m，如果污水處理的數量相同，在采用曝氣處理污水的時候，污水面積會減少，這樣成本也會降低。

2.2 表面曝氣設備的應用

環境工程水處理中，表面曝氣設備也是一種常用設備，其利用馬達來帶動軸流式葉輪運作，導管經導水板向四周噴射廢水，這一過程中會形成一層薄薄的水幕，這些廢水與空氣接觸變成水滴，然后往下滴落，滴落時撞擊到液面會產生亂流和大量的氣泡，從而增加污水中的含氧量，促進污水中的有機物、微生物等與氧氣發生反應，達到水處理目標。表面曝氣設備結構非常簡單，且非常集中，能有效降低成本。

某污水處理廠的污水處理能力是12×104m2/d，其采用氧化溝工藝進行污水處理，單溝配備了3臺倒傘表面曝氣機，單溝的處理能力是4×104m2/d，一共配備有9臺表面曝氣機。該廠處理的污水為城市生活污水和工業廢水組合而成的混合水。在污水處理中，曝氣機葉輪浸沒程度不夠，電機無法驅動葉輪運轉，只有將葉輪上提使其半暴露在水面上才能保證電機的正常運行，而這又導致了單機充氧能力的降低，從而導致污水處理無法達標。同時，還存在電能資源消耗過大問題。該廠工程師對曝氣機進行技術改造，使用復合葉輪倒傘表面曝氣機，并增設推流器，使曝氣設備的各個部件功能得到充分發揮，同時減少能耗。經過技術改造，有效提高了污水處理效果，降低了能耗，增加了經濟效益。

2.3 鼓風曝氣設備的應用

曝氣風機中的風量大，而且具有較強的壓力，鼓風設備就是通過曝氣機向污水內注入空氣。而曝氣設備與輸送管道也是相連的，這樣可以讓污水中的空氣能夠快速擴散，并與水、泥等物質混合在一起。鼓風曝機設備由多個部分組成，空氣在進入鼓風機后，會出現很多的氣泡，氣泡在上升的時候，會出現破裂，這樣氧氣就向污水中轉移。例如：曝氣生物濾池工藝將鼓風曝氣設備與單微孔曝氣設備結合起來使用，實現生物氧化與懸浮固體物截留于一體，有效節省后續沉淀池。與普通活性污泥法相比，該工藝具有有機負荷高、占地面積小、投資少、氧傳送效率高、出水水質好、能耗低等優點。在處理環境工程中的水時，要注意曝氣設備的使用，因為設備的不同，使用的方式不同，而且不同設備有著各自的特點，設備的充氧能力也是不同的。性能比較好的設備，可以提高污水處理的效果，也能保證在處理污水的時候，消耗低。因此要注意設備的選擇。同時要注意設備的實際情況，以及設備的性能、參數，保證使用的設備都是高性能的。其實在處理午睡的時候，可以使用多種曝氣設備，不同設備結合在一起，其除污效果也會很好。

2.4 發展前景

現階段在處理污水的時候，使用的污水處理設備很多，而且在不斷的發展中，設備的結構更加精細，其性能也在提高。在選擇曝氣設備的時候，要從多個方面考慮設備，例如設備的節能、在使用中出現故障的次數、以及污水的水質等等。在使用的時候，還要考慮曝氣設備有關的系數。曝氣設備也需要優化，進而促進污水處理技術的發展。污水處理技術明顯在進步，而且曝氣設備也在發展中，因為曝氣設備應用的范圍廣，而且處理技術優化。在改造曝氣設備的時候，同樣都要使用先進的技術，從而保證處理的效果。而且在處理污水的時候，也要考慮到能耗，做到節能減排。

3、 參數處理

3.1 Matlab處理

借助Matlab可獲得較為精準的曝氣設備應用系數，對于環境工程水處理十分有利，且該方法有較高的效率，有助于施工時間的節省。但受限制于技術水平的不足，使用這一方法進行檢測并不是百分百的準確。因任何計算數據與實驗都不能避免誤差的發生，因此，即使這一方法不是百分百的準確，其誤差通常可忽略不計。在使用Matlab進行參數的計算與確定時，充分的準備與調查工作必不可少，此外還需對檢測操作流程規范化，將各種因素的影響盡量降低，盡可能提高計算與檢測的準確程度，減少誤差，保證曝氣設備參數的正確，提高處理效果。在曝氣設備參數測定的過程中，設備的相關參數通過內置命令的設定即可求得，有助于設備操作復雜程度的降低，創造良好的條件保證工程的順利進行。

3.2 Excel處理

在參數確定方面，Excel比Matlab更直接明白，原因在于數據間的關系在Excel中是以圖表的方式反映，通過數據圖表對相關參數進行計算與確定更為簡單方便。但使用Excel處理參數也并不能保證高準確度，誤差同樣存在，因Excel確定參數的主要方法是作圖，會造成相對較大的誤差。對相關的實踐案例進行分析發現，在曝氣設備相關參數的確定方面Excel是大多數工程處理的選擇，分析其中原因，主要得益于Excel程序簡單、操作方便的特點，相比于Matlab，Excel更容易操作，不少員工對Excel非常熟悉，卻沒有掌握Matlab的使用方法。在我國，在曝氣設備相關參數的處理與確定方面Excel是基礎方法，其提升則為Matlab，因此，應注重結合兩種計算方法，使參數的確定更為合理，提高其準確程度。

結束語

總而言之，曝氣設備可將空氣加于污水中，并對空氣進行攪動促使氧氣向污水迅速轉移，使微生物與有機物的接觸加強，實現對污水中有機物的氧化分解。因此，必須采取有效的措施，加強環境工程水處理中對曝氣設備的應用，從而推動環境工程的發展。

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