環境工程水處理中曝氣設備的應用

文_李蘭田 長治市環境信息中心

1 環境工程水處理與曝氣設備的關系

環境工程屬于環境科學中一門研究工程技術原理的學科，用于保護自然環境，減少不可再生資源的使用，利用風能、太陽能、潮汐能等清潔能源，防治煤炭燃燒污染物排放，防治工業生產排放的廢水等造成的環境污染，改善大氣污染，創造清潔、綠色、美麗的生態環境。水處理是環境工程的重要內容之一。

水與我們的生存息息相關，但由于工業的發展，水污染越來越嚴重。工業廢水大量排入江河造成水體污染，無法利用環境自身完成廢水凈化，所以需要人工干涉進行廢水處理。水處理的方式有很多種，本文主要闡述利用曝氣設備進行水凈化處理的活性污泥法，也是一種微生物處理法，主要是利用微生物分解有機物的方式凈化水。

曝氣設備被用于生活廢水和工業廢水的處理中，其優勢非常明顯，被廣泛應用于環境工程的水處理中。曝氣設備主要是依托曝氣裝置，加強水池內氣流提高氧氣轉移速率來達到污水凈化的作用，節省曝氣資金，提高污水處理效果。

2 曝氣設備的原理

曝氣是通過一定的方法收集空氣，并將空氣與含有污水和活性污泥的混合液結合，這樣氧氣便會隨空氣一起進入混合液并溶解，供水中的微生物使用。在溶解氧充足的情況下，微生物會對污水中有機物進行氧化分解。曝氣的主要作用是提供氧氣和防止池中懸浮物下降。向混合液中增加空氣獲得溶解氧的設備就是曝氣設備。

曝氣設備其實是一種空氣擴散裝置，可以通過不同的曝氣方法，讓空氣在污水和活性污泥的混合液中擴散，得到溶解氧。曝氣設備是一種新的水處理裝置，是對傳統水處理的革新。曝氣設備內含有曝氣類裝置，包括控制器、變頻調速電機、傳送軸等。曝氣設備可以被調控，推動配件移動，噴出大量氣體至混合液上，加強氧氣與混合液的充分混合，供微生物進行呼吸。在噴氣過程中，同時達到攪拌、混合的作用，使曝氣池中的溶解氧與有機物充分混合，實現分解有機物的目的，從而完成環境工程的水處理。

3 曝氣設備的類型與應用

環境工程的水處理涉及深水區、淺水區、工業廢水、生活廢水，小至河流，大至江海，所有的水處理都可以采用曝氣設備。但是不同環境下的水處理方式不盡相同，所用的曝氣設備的類型也有所區別，主要有以下幾種類型。

3.1 表面曝氣設備

表面曝氣設備主要是利用馬達帶動軸承，利用電能產生的推動力，將混合液吸進曝氣裝置內置導管并向四周噴灑，形成一層水膜，水膜會和空氣充分接觸。在此過程中，水膜中的溶解氧含量不斷增加，以供微生物利用，來分解污水中的有機物。

倒傘型表面曝氣機的葉輪結構簡單且易于操作，但是相交平板型表面曝光機稍有復雜。倒傘型表面曝光機推動水流的能力強，向混合液中充入的氧氣含量高，是一種十分實用且高效的新型污水處理設備，其適用性廣，可用于活性污泥法，也可用于河流及氧化池塘的曝氣，尤其適宜卡魯塞爾氧化溝(多條平行氧化溝)曝氣。

轉刷曝氣機由電動機、減速傳動裝置、轉刷主體構成，主要應用于城市污水的處理和大型工廠的工業廢水的處理。

轉盤曝氣機的水平轉盤被置于污水之中，在電動機的帶動下不斷轉動切割水體，從而產生對一種污水的推動力。這種推動力像攪拌棒一樣，能夠不斷“攪拌”污水與活性污泥的混合液，使其不斷流動，達到與空氣接觸的目的，將氧氣溶于混合液中。此種曝氣機主要用于奧貝爾性氧化溝。

轉筒曝氣機主要用于深水區，通過向水中增氧的方式提高溶解氧含量，是一種新型深水曝氣裝置。由于其需要在深水區作業，所以設計比較靈巧，在設計過程中充分考慮了深水壞境的惡劣性、和復雜性，所以部件較為簡單，方便安裝和和后期維護。

表面曝氣設備相較于其它曝氣設備的優點是：結構簡單、操作簡單、工作效率高，而且便于維修。表面曝氣設備能夠適應多種作業環境，有突出的水處理效果，因此被廣泛應用于污水和生活用水的處理中。

3.2 水下曝氣設備

水下曝氣設備體積小、反應時間短、水處理效率較高，因此具有比較高的性價比，經濟效益比較顯著。這種設備主要作業于占地面積小，但是深度廣的區域，這取決于其能夠深入水體深處的優點。而且該設備供氧速度快，因此水處理的速度也非?？?。水下曝氣設備主要有潛水射流曝氣機、沉水式曝氣設備和深井曝氣設備。

潛水射流曝氣機主要由潛污泵、曝氣器和進氣管三部分組成，通過潛水泵產生水流，水流經過噴嘴加速，形成高速水流，與空氣結合產生水氣混合流。潛水射流曝氣機可以使氧氣的吸收率大大提高。而且占地面積小，因此被廣泛應用與水處理的過程中。

沉水式曝氣設備可以通過馬達驅動葉輪產生離心力，導致葉輪周圍的壓強小于大氣壓，為了保持壓強平衡，水流會被壓進混氣室。與此同時，葉輪也會吸入空氣，使空氣中的氧氣與污水混合，凈化后的水又會經由離心力高速排出。

深井曝氣設備是利用深井作為曝氣池來進行曝氣處理，工業廢水與活性污泥在井上部與空氣充分混合，然后流入井底，再反流回深井頂部，進行泥水分離。

水下曝氣設備由于在水下進行，因此會產生不少污物沉淀，會有不少的污染物排出，因此最好借助排污設備提高水處理的效果。水下曝氣設備對技術的要求也比較高，需要不斷提升技術，保證技術層面管理。

3.3 鼓風曝氣設備

鼓風曝氣是利用曝氣裝置向混合液中鼓風，利用風力和其形成的壓力將空氣壓縮進曝氣設備的管道，管道的另一端是一個空氣擴散裝置，被壓縮的空氣進入曝氣設備管道后會變成氣泡。氣泡本身含有氧氣，再通過擴散的方式進入混合液，其所攜帶的氧氣便也隨之轉移到混合液中，使混合液中的微生物獲得溶解氧。

鼓風曝氣設備利用了鼓風曝氣的方法，主要由鼓風機、曝氣裝置、管道構成。鼓風曝氣設備具有非常廣泛的應用。鼓風曝氣設備產生的氣泡大小不一，不同大小的氣泡有不同的應用。微小型氣泡使用多孔散氣材質，形成的氣泡小，與空氣接觸的面積大，溶解于混合液中的氧氣就多。按照接觸面積來算，氣泡越大，與空氣的接觸面積越小，混合液中的溶解氧越少。但這并不意味著微小型氣泡最好，中型、大型氣泡沒有存在的意義。相反，氣泡越小擴散阻力越大，越容易出現堵塞問題。為了防止堵塞，鼓風曝氣之前需要凈化空氣。另外可以使用其它的散氣材質，適當地增加氣泡的大小，減少阻力，防止堵塞問題。選用設備時，應根據自己的需要，選用能產生合適大小氣泡的鼓風曝氣設備，既能防止堵塞又能保證足夠的溶解氧。壓縮的浮筒式曝氣機便是一種非常實用的曝氣設備，其使用充氣式增氧系統，可以降低水中的有害物質，尤其是對亞硝酸鹽，能夠大幅度提高水處理的效果，且使用動力非常小，節能高效。

4 結論

隨著人民生活水平的不斷提高，生活廢水也大量增加，致使生態環境受到破壞。工業的快速發展在豐富我們生活的同時也產生了大量的廢水污染，在污水治理形勢日漸嚴峻的今日，污水治理刻不容緩。利用曝氣設備進行微生物污水處理是非常環保且行之有效的方法，因此必須合理使用曝氣設備。我國應該加緊研發動力效率、氧氣轉移效率、充氧能力更高的曝氣產品；而工廠在購買曝氣設備時，一定要選擇正規廠家生產的產品，仔細核對生產數據，查看其是否符合生產規定，根據自己實際的需要和實際情況選擇最合適的曝氣設備，為提高我國的經濟水平和環境質量貢獻力量。