污水處理工程是技術(shù)與設(shè)備完美結(jié)合的結(jié)果，二者相輔相成，不可偏廢。在這個(gè)過程中，設(shè)備需要有效的技術(shù)來發(fā)揮作用；同時(shí)，該工藝還需要配套設(shè)備來保證工藝的實(shí)施，達(dá)到處理效果。所以在污水處理行業(yè)，需要不斷更新的不是工藝，而是適應(yīng)工藝的高效節(jié)能水處理設(shè)備。

隨著電費(fèi)的上漲，污水處理廠運(yùn)營成本增加，因成本高而無法正常運(yùn)行，導(dǎo)致“能建不能養(yǎng)”的現(xiàn)象。此外，在污水處理工廠的運(yùn)行能耗中，曝氣系統(tǒng)的電耗約占總電耗的40%-60%。選擇節(jié)能的曝氣方式，研究曝氣系統(tǒng)的控制方式，對于衡量曝氣系統(tǒng)的生化處理效果，指導(dǎo)污水處理廠的節(jié)能運(yùn)行具有重要意義。

一、曝氣原理

曝氣是指通過曝氣系統(tǒng)的充氧，將空氣中的氧氣強(qiáng)制轉(zhuǎn)移到泥水混合溶液中，使混合溶液處于懸浮狀態(tài)，以加強(qiáng)池中溶解氧與有機(jī)物和微生物的接觸的過程。在溶解氧充足的情況下，池中的微生物對污水中的有機(jī)物產(chǎn)生氧化分解作用。

曝氣效果主要通過氧利用率和氧轉(zhuǎn)移率兩個(gè)參數(shù)來體現(xiàn)，這兩個(gè)參數(shù)也是曝氣設(shè)備的性能指標(biāo)。氧氣利用率是指參照系統(tǒng)和設(shè)備本身的運(yùn)行條件，優(yōu)化曝氣裝置的分布，合理使用曝氣裝置，提高氧氣利用率。可以通過增加濃度梯度或氧轉(zhuǎn)移系數(shù)來增加氧轉(zhuǎn)移速率。

二。常見曝氣設(shè)備的類型

不同的環(huán)境水處理方法不同，使用的曝氣設(shè)備類型也不同，主要有以下幾種。

2.1鼓風(fēng)曝氣

曝氣系統(tǒng)主要通過鼓風(fēng)機(jī)、輸氣管和曝氣裝置將氧氣輸送到生化池底部。當(dāng)空氣通過曝氣裝置時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不同大小的氣泡。在隨水流上升和循環(huán)的過程中，氣泡與混合液體接觸并轉(zhuǎn)移到其中，然后到達(dá)液面并破裂。曝氣裝置是鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的重要設(shè)備。按氣泡大小可分為:大氣泡(穿孔管曝氣器)、微氣泡(管狀、圓盤狀和橡膠膜微孔曝氣器)、水力剪切空氣擴(kuò)散裝置(倒盆式擴(kuò)散器、射流曝氣器等)。).

該曝氣系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是:操作簡單，設(shè)備不復(fù)雜，自動(dòng)化程度高。同時(shí)也存在很多問題:大孔擴(kuò)散設(shè)備氧氣利用率低；微孔曝氣設(shè)備容易堵塞；曝氣膜容易撕裂。

2.2機(jī)械曝氣

機(jī)械曝氣是通過安裝在池面的表面曝氣機(jī)對池內(nèi)的混合液體進(jìn)行曝氣。當(dāng)曝氣池的葉輪或渦輪曝氣器旋轉(zhuǎn)時(shí)，混合液在空氣與水幕和水滴接觸的過程中完成氧的傳遞，并與池中的混合液溶解。隨著混合液上下循環(huán)，氣液接觸界面不斷更新，氧傳遞速率提高。機(jī)械曝氣機(jī)按傳動(dòng)軸安裝方向分為立軸式(泵式、倒傘式、平板式)和橫軸式(轉(zhuǎn)刷式曝氣機(jī)和旋盤式曝氣機(jī))。

與鼓風(fēng)曝氣設(shè)備相比，機(jī)械曝氣系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢:無需建設(shè)鼓風(fēng)機(jī)房，需要鋪設(shè)的管道和曝氣頭更少，安裝更簡單，成本更低；但也存在一些亟待解決的問題:能耗高、氧氣利用率低、可調(diào)性差、運(yùn)行維護(hù)成本高。

2.3噴射曝氣

潛水射流曝氣器主要由潛水污水泵、曝氣器和進(jìn)氣管組成。潛水泵產(chǎn)生水流，水流通過噴嘴加速形成高速水流，與空氣結(jié)合產(chǎn)生水氣混流。水下射流曝氣器能大大提高吸氧速率，占地面積小，因此在水處理過程中被廣泛應(yīng)用。射流曝氣器既不是氣泡擴(kuò)散裝置，也不是機(jī)械曝氣裝置，而是介于兩者之間的曝氣裝置。它利用氣泡擴(kuò)散和水力剪切來達(dá)到曝氣和混合的目的。

射流曝氣具有以下優(yōu)點(diǎn):適應(yīng)性強(qiáng)，成本低，設(shè)備簡單，維護(hù)管理方便；(2)氧傳遞系數(shù)和氧利用率高，混合攪拌效果強(qiáng)；(3)污泥活性好，基質(zhì)降解常數(shù)高，沉降性能好；(4)占地面積小，氣味小，噪音小；(5)適合農(nóng)村生活污水處理。

2.4旋流曝氣器

使用時(shí)，氣體從底部進(jìn)入。由于汽提效應(yīng)，氣、水、泥混合液在筒體內(nèi)外循環(huán)流動(dòng)。在上升過程中，氣體和液體與筒體內(nèi)的切割裝置多次碰撞切割，最終形成直徑約2mm的微小氣泡。氣液充分混合，不斷循環(huán)對流，提高了氧的轉(zhuǎn)移率和利用率。

旋流曝氣器具有氧利用率高、不結(jié)垢、不堵塞、壽命長、操作維護(hù)簡單、壓力損失低、節(jié)電明顯、污泥量少等優(yōu)點(diǎn)。適用于不同水質(zhì)條件的污水處理，既可用于市政污水，也可用于工業(yè)廢水。

三。常用曝氣設(shè)備比較(見表1)

四。污水處理曝氣設(shè)備的發(fā)展前景

4.1我國曝氣技術(shù)存在的問題

根據(jù)污水處理運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和對曝氣設(shè)備的研究，發(fā)現(xiàn)曝氣機(jī)在使用中還存在不少問題:曝氣孔堵塞、撕裂，曝氣不均勻；(2)轉(zhuǎn)盤刷式曝氣機(jī)的主軸、軸承、軸承座等主要部件質(zhì)量差，不耐用；(3)配套鼓風(fēng)機(jī)能耗高，鼓風(fēng)機(jī)和曝氣機(jī)不能完美結(jié)合，造成資源浪費(fèi)；(4)底部曝氣設(shè)備損壞，更換周期長，需要停產(chǎn)，成本過高。

4.2曝氣設(shè)備的發(fā)展前景

曝氣設(shè)備已成為城市污水和工業(yè)廢水處理工藝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，越來越受到重視。隨著科研工作者和操作人員在實(shí)際操作中的不斷創(chuàng)新，曝氣設(shè)備的使用參數(shù)和技術(shù)要求日益加強(qiáng)，隨之而來的是曝氣設(shè)備的更新?lián)Q代。新材料隔膜曝氣器、可升降混流曝氣器、微納米曝氣器等。也在不斷涌現(xiàn)，這大大促進(jìn)了水處理。曝氣設(shè)備的發(fā)展前景廣闊，產(chǎn)品的升級(jí)發(fā)展順應(yīng)了社會(huì)的發(fā)展需求。在曝氣設(shè)備的推廣使用過程中，要注意與實(shí)際工作環(huán)境相結(jié)合，最大限度地發(fā)揮曝氣設(shè)備的作用。

動(dòng)詞 （verb的縮寫）摘要

隨著環(huán)保力度的加大和形勢的日益嚴(yán)峻，污水處理刻不容緩。曝氣系統(tǒng)對污水處理核心部分的生化處理起著決定性的作用。同時(shí)，在國家“節(jié)能減排”的號(hào)召下，控制高能耗的曝氣系統(tǒng)污水處理也具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益；在實(shí)踐中，曝氣設(shè)備的動(dòng)態(tài)效率、充氧能力和氧傳遞速率等參數(shù)需要進(jìn)一步研究。在選擇曝氣設(shè)備時(shí)，要根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)水量和排放標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合實(shí)際工作環(huán)境進(jìn)行適當(dāng)選擇，為我國的環(huán)境保護(hù)做出貢獻(xiàn)。(來源:上海墨源環(huán)境工程技術(shù)有限公司；通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)(上海)有限公司；上海環(huán)保有限公司】

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