浅析曝气在市政环境工程水处理中的应用

金芷琪，王 力

（中国市政工程西南设计研究总院有限公司，四川 成都 610200）

引言

随着城市化的不断发展和进步，城市环境污染问题日益突出，环境工程也受到了越来越多的关注。其中，水处理工程是市政环境工程中非常重要的一部分，曝气作为一种重要的水处理技术，在市政环境工程水处理中有着广泛应用，因此受到社会各界的高度重视。

1 曝气系统的发展背景

传统的曝气系统主要存在能耗大、噪音污染等问题，为了解决这些问题，研究人员一直在研究更加高效、节能、环保的曝气技术，这成为水处理领域的重要课题。在曝气系统的不断改进和完善中，已经出现了许多新型的曝气技术和设备，如微气泡曝气技术、超声波曝气技术等。这些技术和设备具有更高的效率、更低的能耗和更好的环保性能，能够更好地满足水处理的需求。其中，微气泡曝气技术通过在水中产生微小的气泡，以提供更多的氧气，促进水中好氧微生物的生长和繁殖，从而更好地去除水中的有机物和污染物。超声波曝气技术则是通过超声波的振动，将空气和水混合在一起，从而提供更多的氧气。这些新型的曝气技术和设备不仅提高了水处理效率，同时降低了能耗和噪音污染，具有更好的环保性能。因此，随着环境工程和水处理技术的不断进步，曝气系统也在不断改进和完善，新型的曝气技术和设备将会在水处理领域得到更广泛的研究和应用。

2 市政环境工程水处理工作要点

2.1 污水处理

污水处理是市政环境工程水处理的重要环节，需要采用适当的污水处理技术，如生物处理技术、化学处理技术和物理处理技术等，去除污水中的有害物质。在处理过程中，相关人员需要根据污水来源及水质、水量进行合理的设计和处理，以确保处理效果和效率。

2.2 水质检测

水质检测是确保水处理效果的重要环节，相关人员需要对处理后的水质进行定期检测，以确保其符合相关标准。水质检测包括对各种指标的检测，如悬浮物、pH值、溶解氧、氨氮、总氮、总有机碳等。通过定期检测，我们可以及时发现和处理水质问题，确保水资源的可持续利用。

2.3 水资源回收

水资源回收是市政环境工程水处理的重要组成部分，对于可以回收利用的水资源，如雨水、中水等，要进行有效的回收和利用。水资源回收包括收集、储存、输送和处理等环节，需要采用适当的技术和设备，以确保水资源的有效利用和对环境的保护。

2.4 环境监测

环境监测是确保水处理过程环保性和安全性的重要环节，在处理过程中，相关人员需要对环境因素进行监测，包括温度、湿度、气压、噪声、臭气等。通过环境监测，我们可以及时发现和处理环境问题，确保水处理过程的可持续性和环保性[1]。

2.5 管理和维护

管理和维护是确保水处理设施正常运行的重要环节，相关人员需要对处理设施进行定期维护和管理，包括设备的检查、维修、保养和更新等。同时，相关部门需要建立完善的维护管理制度，确保维护工作的及时性和有效性。

2.6 宣传教育

加强公众对水处理重要性的认识，增强市民的环保意识，鼓励他们参与水环境保护工作非常重要。通过宣传教育，可以增强公众对水资源的认识和环保意识，促进公众参与水环境保护工作，形成良好的社会氛围。

3 曝气在市政环境工程水处理中的应用价值

3.1 提高污水净化效率

曝气设备的应用可以有效增加水中的氧气含量，为水中的微生物提供更加适宜的生长环境，促进有机物的氧化分解，从而提升污水的自净能力，提高污水处理效率。通过曝气设备的应用，可以有效去除污水中的有机物，如COD等，从而降低污水的污染程度。

3.2 促进污水中污染物的分解

曝气设备产生的气泡中的氧气可以与污水中的污染物充分接触，促进其分解为更小的粒子。例如：对于氨氮物质，曝气设备提供氧气，在硝化细菌的作用下，将氨氮转换为硝态氮，然后在无氧条件下通过反硝化细菌的作用，将硝态氮转化为氮气排出水体，从而有效去除污水中的氨氮物质。

3.3 优化污水处理工艺

曝气设备的加入有助于实时监测水中的氧气含量，帮助技术人员更好地了解污水处理过程中的生化反应。通过观察氧气的溶解度，相关人员可以了解污水中污染物质的分解情况，从而更好地调整污水处理工艺，提高处理效率。

4 曝气在市政环境工程水处理中的应用措施

曝气在市政环境工程水处理中的应用措施涉及到设备的选择与布置、曝气量与曝气时间的控制、曝气头的选择与清洗、监测和维护以及工艺参数优化等多个方面。为了提高污水处理效率，相关人员需要综合考虑这些因素，制定合理的应用方案，并严格控制污水处理过程中的各项指标，以保证曝气设备能够发挥最大的作用。

4.1 曝气设备的选择与布置

曝气设备种类繁多，相关人员应根据不同的污水处理工艺和现场实际情况选择合适的曝气设备。同时，曝气设备的布置也需要根据污水处理流程和场地条件进行合理布局，以确保曝气效果的最大化。

4.1.1 曝气设 备的选择依据

曝气设备的选择依据：（1）根据污水处理工艺，大型污水处理厂需要使用曝气池，如曝气转碟、曝气沉沙池等；小型污水处理厂或工业废水处理，需要使用挂膜式曝气器，如膜片式曝气器、旋转式曝气器等。（2）根据现场实际情况，选择适合场地面积的曝气设备，避免设备过大导致空间浪费；选择适合水深的曝气设备，避免设备过浅导致效果不佳。（3）根据水质选择适合的曝气设备，如针对有机物污染的水质可以选择高效的曝气设备；选择维护成本较低的设备，降低运营成本；选择使用寿命较长的设备，减少更换设备的成本。

4.1.2 曝气设备的布置原则

曝气设备的布置原则：（1）把控污水处理流程，确保污水能够顺畅地通过曝气区域，避免堵塞和滞留。（2）考虑场地条件，根据水深情况调整曝气设备的安装高度和深度，确保设备能够充分发挥作用。（3）根据水流方向调整曝气设备的安装位置，确保水流能够充分接触到曝气设备。（4）合理布局，避免重复设置曝气设备及避免资源浪费；考虑安装和维护的方便性，如设备的可移动性和可操作性等。（5）定期检查和维护曝气设备，确保设备的正常运行和高效使用。综上所述，为了确保曝气设备能够发挥最大作用，相关人员需要从曝气设备的选择和布置两方面入手，综合考虑污水处理工艺、现场实际情况、场地条件等因素，以实现高效、经济、环保的污水处理[2]。

4.2 曝气量与曝气时间的控制

曝气设备产生的氧气与污水中的污染物充分反应，是污水处理过程中一个重要环节。为了确保曝气设备的最佳效果，相关人员需要控制曝气量的大小和曝气时间的长短。

4.2.1 曝气量 的控制

曝气量的控制：（1）不同的污水处理工艺需要的曝气量不同，例如活性污泥法需要的曝气量相对较大，而生物膜法需要的曝气量相对较小。（2）污水中污染物的种类和浓度不同，需要的曝气量也不同。如果污水中有机污染物含量较高，需要增加曝气量以提供足够的氧气进行氧化反应。（3）环境条件如气温、气压等也会影响曝气效果，气温或气压较低时，需要增加曝气量以弥补氧气量的不足。

4.2.2 曝气时 间的控制

曝气时间的控制：（1）不同的污水处理工艺需要的曝气时间不同，例如活性污泥法的曝气时间一般较长，生物膜法则需要的曝气时间较短。（2）污水中污染物的种类和浓度不同，需要的曝气时间也不同，如果污水中有机污染物含量较高，需要增加曝气时间以保证充分的氧化反应。（3）环境条件如气温、气压等也会影响曝气效果，需要适当调整曝气时间。气温或气压较低时，需要增加曝气时间以弥补氧气量的不足。综上所述，为了确保曝气设备能够发挥最佳效果，相关人员需要综合考虑污水处理工艺、污水中污染物的种类和浓度、环境条件等因素，制定具体的控制策略，包括调整曝气量和曝气时间等，以高效、经济的方式处理目标[3]。

4.3 曝气头的选择与清洗

曝气头是曝气设备的关键部件，其性能直接影响着曝气效果。因此，在选择曝气头时，相关人员需要结合污水处理工艺的特点，选择适合的曝气头类型和规格。首先，相关人员需要根据污水处理工艺的要求，选择具有足够气孔密度和开口大小的曝气头，以增加氧气的吸收面积和气液接触面积，从而提高氧气的利用率；同时，需要考虑曝气头的材质，通常选择耐腐蚀、耐磨损、耐高温的优质材料制成的曝气头。其次，定期清洗和维护曝气头也是保证曝气设备正常运行的重要措施。清洗曝气头时，需要注意防止机械损伤和堵塞，同时相关人员需要根据实际情况选择清洗方法和工具。一般来说，可以使用清洗剂、超声波清洗等手段进行清洗，以保证曝气头的清洁度和通透性。此外，定期检查曝气头的完好性和密封性也非常重要。如果发现曝气头出现破损、变形、漏气等问题，需要及时更换或修复，以保证曝气设备的正常运行。综上所述，选择适合污水处理工艺的曝气头并定期进行清洗和维护，是保证曝气设备正常运行的关键措施。通过合理地选择和保养曝气头，可以提升氧气利用率和污水处理效果，实现高效的污水处理。

4.4 曝气设备的监测和维护

为了保证曝气设备的安全稳定运行，定期对曝气设备进行监测和维护是非常必要的。首先，定期检查设备的电气元件非常重要，包括检查电源是否正常，电气线路是否完好，电气元件是否出现老化、短路、断路等问题。这些问题的存在可能会影响设备的正常运行，甚至引发安全事故。其次，相关人员需要定期监测和维护机械部件的磨损情况。曝气设备的机械部件包括曝气头、管道、阀门等，这些部件的磨损可能会导致设备性能下降，甚至出现故障。因此，相关人员需要定期检查这些部件的磨损情况，及时进行更换或修复。此外，还要定期检查设备的运行状态，包括检查设备的压力、流量、温度等参数是否在正常范围内，以及设备的噪音、振动等是否在允许范围内。如果发现异常情况，相关人员需要及时采取措施进行处理。综上所述，通过定期检查电气元件、机械部件和运行状态，我们可以及时发现和处理问题，保证曝气设备的长期稳定运行，提升污水处理的效果和效率，减少设备故障和事故的发生，降低维护成本和风险[4]。

4.5 工艺参数优化

在污水处理工艺中，曝气设备的效果取决于相应的工艺参数。优化这些参数，可以提高污水处理效率。例如调整曝气时间和氧气量的比例，优化气泡大小等参数，可以使曝气设备在处理污水时产生更好的效果。曝气时间和氧气量的比例是一个重要参数，它决定了曝气设备对污水的处理能力。曝气时间过长或过短，都会影响污水的处理效果。通过优化这些参数，可以保证曝气设备在处理污水时，能够最大限度地提高处理效率。此外，气泡的大小也是一个重要参数。气泡的大小会影响曝气设备对污水的处理效果。优化气泡大小，可以提高曝气设备对污水的吸附能力，从而进一步提高污水处理效率。总之，优化工艺参数是提高污水处理效率的重要手段，通过对曝气时间、氧气量、气泡大小等参数的优化，可以保证曝气设备在处理污水时产生最佳效果，从而提高污水处理效率。这些优化工作需要专业人员的参与，因此需要定期对相关人员进行培训和指导，以确保他们能够正确实施这些优化策略[5]。

5 结语

市政环境工程水处理是环境保护和城市发展的重要领域之一，包括污水处理、水质检测、水资源回收、环境监测、管理和维护以及宣传教育等工作。通过这些工作要点的实施，可以确保水资源的可持续利用和对环境的保护。而曝气作为一种重要的水处理技术，在市政环境工程水处理中得到了广泛研究和应用。未来随着环境工程技术的不断发展和进步，曝气技术的研究和应用也将不断深化和创新。