刍议环境工程水处理中对曝气设备的应用

摘要:当前污水处理工艺中经常会出现混合液分布不均匀等情况，而曝气设备能够有效避免污水处理生物池内混合液分布不均匀，污泥下沉的问题，目前曝气设备已广泛应用于污水处理中。首先，曝气设备能有效的提高污水中氧气的含量；其次，它能通过对污水进行搅动加快空气中的氧气转移到污水中的速度，加快微生物以及有机物之间的接触强度，以使得污水中的有机物被充分氧化分解；最后，曝气可以使混合液分布均匀，防止污泥下沉堆积。曝气不仅是环境工程水处理的重要步骤之一，也是提高环境工程水处理质量和效率不可缺少的一部分。本文主要分析了曝气设备的分类、曝气设备在环境工程水处理中的指标分类以及确定曝气应用在水处理中系数的方法。

关键字：环境工程水处理；曝气设备；Matlab

中图分类号：TK223文献标识码： A

1、前言：

当前我国经济得到飞速发展，但随之而来的环境污染问题也越来越大，人们在满足于物质需求的同时，也更看重生活环境的质量，正因如此环境工程备受各方关注。现今好氧处理作为水处理中的主要发展趋势，曝气设备作为好氧处理的主要设备也越来越受到广泛推广。曝气设别主要通过提高污水中氧气的含量，同时通过对污水进行搅动来提高空气中的氧气转移到污水中的速度，加快微生物以及有机物之间的接触强度，使得污水中的有机物被充分氧化分解，最终达到有效提高出水水质的目的。因此曝气设备对于环境工程水处理来说具有极其重要的意义。

2、曝气设备以及其工作原理

2.1传统曝气设备

2.1.1鼓风曝气设备

这种设备主要是通过一定风量以及压力把空气强行通入到污水中。鼓风曝气设备能够使污水池内液体充分接触空气。鼓风曝气设备主要是由连贯的管道、曝气装置以及鼓风机这三部分组成，其中曝气装置主要是安装在污水池的底部，鼓风机通过管道把空气强行输送到曝气装置中，进而使污水内部出现各种尺寸的气泡，这些气泡通过流动以及上升会在污水表面破裂，以提高污水的氧气含量。

2.1.2表面曝气设备

这种设备内部放有轴流式叶轮，轴流式叶轮需要马达直接带动进而带动表面曝气设备运作。同时利用导水板以及导管将废水呈喷散方式向四周喷出从而形成水幕。由于水幕厚度较小，能够于空气充分接触形成水滴，这些水滴在落下时会对液面进行撞击进行产生很多的气泡以及乱流，以提高水中的含氧量。表面曝气设备所需要修建的曝气头以及布气管道数量要小于鼓风曝气方式，而且表面曝气设备不需要修建专用的鼓风机房，再加上面曝气设备较为集中、设施简单，不需要投入很多人力物力，能有效降低成本。但是如果污水容易产生气泡，则会导致曝气池吸氧效率降低。导致溶氧效率降低，所以表面曝气设备不适用于极易出现泡沫的污水处理。

除此之外通过相关实验可以得知，表面曝气设备只能应用在规模较小的污水处理厂，如果污水处理量大则需要多台表面曝气设备同时工作，这样由于购买成本上升、维护管理成本加重，基建费用以及运行费用提高，则表面曝气设备就不能体现出成本优势，这种情况下鼓风曝气设备才是最好的选择。

2.1.3潜水射流曝气设备

这种设备在运行时水流会通过喷嘴座（连接于泵出口）、空气会通过进气导管进入混气室中，然后水流以及空气会在混气室中相互融合，最后这些气体与液体会通过扩散管排出。潜水射流曝气机（深水自吸式）作为潜水射流曝气设备必不可少的一部分，主要由进气管、潜水排污泵、消音器以及扩散管这四部分组成。

2.2新型曝气设备

2.2.1非金属曝气转刷

氧化沟是一种处理效果好、结构简单、管理方便、流程短的污水处理工艺，由于其优点众多深受我国污水处理厂的青睐。转刷曝气机是一种新式的曝气设备，而曝气设备作为氧化沟工艺必不可少的一部分，直接影响着氧化沟工艺的处理效果以及稳定性。现在我国大部分污水处理厂使用的是金属转刷，非金属曝气转刷要比同种类型的金属转刷效率要高出百分之三十，相信在不久非金属曝气转刷一定能应用在各大污水处理厂中。

2.2.2固定螺旋曝气器

这种曝气器出现于上个世纪七十年，具有维护管理方便、曝气效率高以及不易堵塞等优点，是一种比较新颖的曝气装置。固定螺旋曝气器是由螺旋组件以及圆筒外壳组成。固定螺旋曝气器已经得到了美国和日本很多废水处理厂的青睐，我国也有部分污水处理厂使用固定螺旋曝气器。

3、曝气设备在环境工程水处理中的指标分类

由于不同的曝气设备具有不同的特点，所以曝气设备的使用的范围以及具体用途也不尽相同，所以相关企业一定要根据本企业的经费以及实际需求选择曝气设备。环境工程水处理所需的曝气设备主要具有以下三种技术性能指标：充氧能力、动力效率以及氧转移效率。

除此之外，因为曝气设备还能够分为两种技术指标：效能指标与规格指标。效能指标能够正面反映出曝气设备的好坏以及氧转移率，若是企业或单位选择的曝气设备效能较好，能有效降低运行成本，此外效能指标较好的曝气设备使用简单、方便，性价比较高；规格指标能反映出曝气设备的规格，能够帮助企业或单位判断曝气设备是否能满足其需求。如果企业曝气设备用户不能正确认识判断曝气设备的规格指标以及效能指标，极易出现浪费情况。比如说，部分曝气设备本身不具备较高动力效率，若是相关企业需要的是高氧转移率，但是由于不能正确认识判断曝气设备的规格指标以及效能指标而采购了较低动力效率的曝气设备，会带给企业很大的资金的浪费。

4、判断环境工程水处理环节曝气设备应用的相关系数的方法

4.1用 Matlab 判断环境工程水处理环节曝气设备应用的相关系数

Matlab是常见的判断“环境工程水处理环节曝气设备应用的相关系数”（下简称为水处理曝气系数）的手段。Matlab能够快速准确的确定、判断水处理曝气系数，但是就现阶段而言，所得到的应用系数还存在误差。因此相关工作人员需要采取一切手段缩短水处理曝气系数误差，提高水处理曝气系数准确性。

尽管Matlab存在着或多或少的问题，但Matlab仍旧是确定、判断水处理曝气系数主要的手段。而Matlab相比于其他应用手段来说操作更为简便，只需要在Matlab系统中输入内置命令就能够得到水处理曝气系数。

4.2用 Excel确定环境工程水处理环节曝气设备应用的相关系数

Excel 所得出的水处理曝气系数比较直观。这是由于Excel可以根据水处理曝气系数做出数据图，使相关工作人员很清楚的看到水处理曝气系数。而采取Excel 确定、判断水处理曝气系数的误差要高于Matlab。这是由于Excel是利用作图法来确定判断水处理曝气系数的。

5、结语：

我国大部分的曝气设备是从国外购买引进的，我国现在的曝气设备技术还不够完善、还不够成熟。引进曝气设备不仅需要花费大量的时间、金钱，而且严重制约了我国曝气设备的更新换代以及设备的管理维护。因此曝气设备的研制是未来发展的方向，为促进环境工程水处理的全面发展，需要向曝气设备研制投入更多资金和人才，研制出符合我国环境工程水处理需求的、优秀的曝气设备，使我国水处理得到更全面的发展。

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