环境工程水处理中对曝气设备的应用探究

作者简介：陶亚静（1981.10-），女，天津人，硕士，中级工程师，研究方向：环境工程。

摘 要： 工业技术水平的进步使得传统工业废水净化方式难以满足现代需求，曝气设备在水处理中的应用，弥补了传统净水方式的缺陷，显著提高处理效率和效果。本文结合环境工程水处理目标，围绕曝气设备的应用展开探究，旨在进一步提高曝气设备应用效果与质量，助推水处理技术提升。

关键词： 环境工程;水处理;曝气设备

【中图分类号】X703 【文献标识码】A 【文章编号】1674-3733（2020）22-0030-01

引言：污水治理成效與我国居民生活密切相关，因此在环境工程事业中水处理技术相关研发工作极为重要。曝气是生物法治理水污染的重要手段，而曝气设备的应用直接影响水处理技术水平，研究曝气设备在环境工程水处理中的应用，对治理污水有重要现实意义。

1 曝气设备在环境工程水处理中应用优势

环境工程中进行污水处理，目的是通过有效手段消解水体中掺杂的过量病原体和污染物，确保处理后水体内各种微生物含量符合国家标准，进而排放。作为环境工程水处理工作中应用最为广泛的技术，曝气设备的应用相较传统水处理方式有诸多优势：

（1）内部结构简单，操作简便，可有效节约成本，为水处理工作的顺利进行提供便利;

（2）水处理过程中可提供充足氧气浓度，水体中的氧气可以到达好氧细菌微生物种群中，充氧效果好，污水处理效果显著提升;

（3）作为一种环境友好型设备，在达到良好处理效果的同时，不污染水体，不产生其他污染物，可有效避免二次污染，同时节约部分成本。

2 曝气设备应用原理与分类

曝气设备是一种可以向污水中强制增氧的设备。应用曝气设备向污水中强制加入空气，池内污水可以与空气充分接触达到充氧的目的。发挥搅拌作用，将空气中的氧气加速向活性污泥中的好氧微生物转移，既能达到避免池内悬浮体下降的作用，也能促进污水中有机物与微生物、溶解氧进一步接触，确保污水中有机物充分完成氧化分解过程，显著提升污水净化处理效率。曝气设备工作原理为双膜理论，应用关键在于曝气充氧[1]。鉴于环境工程水处理环境不同，有深水区、浅水区、工业或生活废水等，现阶段环境工程中使用的曝气设备种类较多，主要包括以下几种：

2.1 鼓风曝气设备

主要由加压泵、扩散器、输送管等装置构成。其中加压泵和扩散器是核心，送风量和曝气效率直接影响水体中氧气均量，进而影响好氧微生物处理污水的效率与质量。如何保证水体中活性污泥始终处于悬浮状态也是鼓风曝气设备工作的关键，关系到好氧微生物能否最大程度与水体中氧气接触，并为好氧菌提供良好的生存环境供以生存和繁衍。鼓风曝气设备具备一定专业性、科学性，现广泛应用与我国环境工程水处理中。

2.2 表面曝气设备

表面曝气设备的应用可以通过设备在水体表面的搅拌作用，提高水体活跃度，使得水体与空气充分接触进而提高水体中氧容量。水处理中表面曝气设备应用也较为普遍，通常分为水平轴和立轴两种形式，以水平轴应用最为广泛。而曝气器不同分为转刷式、转筒式、转盘式，各有不同特点。相较于其他曝气设备，表面曝气设备结构和安装更为简便，尤其适用于城市污水处理和工业废水处理中。科技在不断进步，新型转筒曝气器的应用可以弥补转刷曝气器破坏活性污泥絮体以及转盘曝气器絮体剪切力较小的缺陷，同时集曝气、混合、搅拌、循环推流等功能为一身，大大改善深水曝气效率，适用范围扩大，且利于安装和后期维护工作。

2.3 潜水射流曝气设备

与表面曝气设备的作用方式存在一定互通之处。不同之处在于，潜水射流曝气设备主要由进气导管、混气室、专用水泵构成，工作中，水流通过喷嘴被送入混气室，同时导管导入空气，两者共同作用，水流喷出后有快速落回池中进行长时间的接触并混合，最终从扩散管排出。深水自吸式潜水射流曝气机可以为水体充氧的同时搅动水体，氧气转移率显著提升，可避免出现叶轮堵塞情况。该曝气设备更适用于水位变化较大的池中，且具有耗时短、成本较低、噪音较小、充氧效率高等优势。

3 曝气设备在水处理中应用要点

3.1 设定曝气处理系数

在正式投入使用曝气设备污水处理前，需要通过模拟实验掌握水体充氧情况，确定符合要求的各项处理系数，这对曝气设备应用效果和水处理质量有直接关系。基于此，运用matlab系统可以模拟不同处理系数条件下的曝气处理效果，并测出最佳处理系数。matlab技术操作简便，可进行可视化操作，实验过程演示准确性较高，可以展示实验相关各个步骤，以保证流程操作规范性和科学性，便于工作人员从中决定最优处理系数，提高工作效率。此外，Excel方法也可以确定曝气处理系数，通过制作数据图直观呈现相关数据，属于曝气处理系数设定的基础性方法。无论采用哪一种方法，均应保证系数确定的科学性、准确性，为水处理工作以及曝气设备的应用提供基础保障。

3.2 选定合适的曝气设备

不同种类的曝气设备在应用过程中具备各自优势与特点，水处理效果也存在差异。相关工作人员应结合环境工程中水处理目标，确保选择的曝气设备与之充分契合。通过特定公式测定并计算即将投入使用的曝气设备的实际性能，如充氧能力、动力效率、氧转移效率等[2]。并将公式计算后的数据结果与软件分析的数据进行比对，确保设备性能满足实际应用要求，以此技术指标为依据，选择合适的曝气设备。需要注意的是，影响曝气设备性能的因素较为复杂，主要因素包括水温以及通气量因素。如，水温影响氧转移效果、溶解氧饱和度等。而通气量过小易导致堵塞或污泥沉淀问题出现，通气量过高则会浪费资源，还会影响增氧能力等。基于此，需要相关工作人员做好曝气设备应用前的准备工作，保证曝气设备充分发挥优势，助力环境工程水处理工作。

结论：我国环境工程污水处理技术相较于发达国家而言仍有进步空间。曝气设备是水处理工序中具有代表性的设备，设备的种类、工作原理以及实际应用反映了水处理水平，为达到更加理想的污水处理效果，需要重视曝气设备的应用与相关技术的研发，优化并创新水处理技术，这也是现阶段我国环境领域发展的重点。

参考文献

[1] 沈靓，王俊.论环境工程水处理中对曝气设备的应用[J].环境与发展，2020，32（5）：215-216.

[2] 徐开强，卓丽君.环境工程水处理中对曝气设备的应用分析[J].农家科技（下旬刊），2020，（3）：199.