苏建伟 牟玉坤
山东金膜再生水资源有限公司，山东 济南 250000
摘要：曝气设备是近几年发展起来的污水处理设备，由于其低能耗、高能效的特点，被广泛应用于国内外污水处理领域，对污水处理起着重要作用。曝气技术的发展十分迅速，有望缓解我国水污染和水资源短缺的问题。基于此，文章对我国污水处理行业发展现状、曝气设备常见类型、曝气设备在污水处理中的应用以及曝气设备的研究进展进行分析。
关键词：污水处理；曝气设备；研究进展
引言
污水处理工程是工艺和设备完美结合的结果，二者相辅相成，不可偏废。在此过程中，设备需要切实有效的工艺才能发挥作用；同时，工艺也需要配套的设备确保工艺实施，达到处理效果。所以在污水处理行业，需要不断更新的并非工艺，而是与工艺相适应的高效节能的水处理设备。电费的不断上涨，使污水处理厂的运行成本增加，因成本过高而不能正常运行，出现“建得起，养不起”的现象。此外，在污水处理厂的运行能耗中，曝气系统耗电量约占总耗电量的40%-60%，选择节能曝气方式、研究曝气系统控制模式，对于衡量曝气系统对生化处理效果以及指导污水处理厂的节能运行有着重大的意义。
1环境工程水处理发展现状
现今阶段，我国环境工程项目中水处理所使用技术方法较少，其中最常用的是为水中的微生物群提供充足的氧气，使其充分发挥其分解污染物的作用，以减轻水域的污染情况。若使水中微生物群分解污染物的作用得到充分发挥，取得良好水处理成效，首要步骤就是为微生物群体提供充足的氧气含量，在保证其生存的基础上发挥其分解作用。此污水处理方式收到了水处理行业的广泛欢迎，因为此方式只需要耗费极少的能源，便可以产生极佳的污水处理成效，与低投入高产出的效益原则实现了深切契合，因此该方法在我国水处理行业得到了广泛推广使用。曝气设备的运用就是基于此种原理上的。因此，关于曝气设备的开发研究对于环境工程水处理工作而言至关重要，高效先进的曝气设备有助于整体水处理工作效率提升。
2曝气设备的作用原理
现今阶段，环境工程惯用的污水处理方式如下：首先，需要在污水层内培植出适量的好氧细菌，曝气是提供氧气的，好氧菌不制造氧气。是否为利用曝气设备为污染水域提供足量的氧气，在保证好氧细菌正常生存的基础上让其充分发挥其分解污染物的作用，进而进行污染水体的净化处理。此种污水处理方式离不开曝气设备的支持，曝气设备在此过程中起到两方面作用，首要作用是向被污染水域注入足量的氧气，其次，便是发挥了搅拌水体的作用，帮助氧气在被污染水域中融合扩散，为水体中的微生物群创造氧气充足均匀的生存环境，促使微生物群进行污染物分解，提升污水净化处理效率。曝气设备之所以受到污水处理行业的广泛欢迎，在于其自身具备的优势。首先，曝气设备的生产制造极为简单，且操作步骤较为便捷；其次，曝气设备一次性能够向被污染水体中注入足量的氧气，与此同时还可以实现搅拌功能，帮助氧气在水体中的充分融入扩散；再则，曝气设备在使用过程中不会对水域造成二次污染，且其运行时无噪音，没有噪音污染的隐患。在环境工程的水处理环节中，曝气设备的使用需要参照实地环境设置相关参数。例如水域被污染的程度、污染物的含量、被污染水域面积体积和经测算需要注入的氧气量等等，这些参数各有不同，必须根据被污染水域的实际情况进行测算设置，在设置曝气设备参数时，必须科学设置，参数设置不能产生较大误差，必须结合水域的实地情况，以确保投入最低的成本达到最理想的污水处理成效。
3曝气设备在污水处理中的应用
3.1机械曝气
机械曝气是通过安装于池面的表面曝气器向池中混合液充氧。当曝气池的叶轮或涡轮曝气机转动时，混合液在以水幕、水滴与空气接触过程中完成氧转移，与池中混合液相溶，且随着混合液上下循环流动，气、液接触界面不断更新，提高氧的转移速率。机械曝气器按传动轴安装方向，分为竖轴式（泵型、倒伞型和平板型）和卧轴式（转刷曝气机和转碟曝气机）两类。
机械曝气系统相较于鼓风曝气设备具有明显的优越性：无需建造鼓风机房、需要布设的管道与曝气头也较少、安装较为简单、成本的投入也较低；但同样存在一些需要解决的问题：能耗高、氧利用率低、可调节性低且运营维护费成本较高。
3.2潜水射流曝气设备
潜水射流曝气设备与表面曝气设备的作用方式存在互通之处，此设备上带有泵和喷水嘴，两者共同作用将水喷向空中又快速落到水池里，循环作用使水体接触到充足的氧气。其具有耗时短、充氧效率高以及噪音小的优势。
3.3射流曝气设备
射流曝气设备是20世纪中期开发应用的曝气装置，由射流器和潜水泵组装而成，兼有供氧、切割活性污泥絮体与空气、再生活性污泥以及搅拌混合液等功能。射流曝气器设备根据对象的不同可以采用水平安装与垂直安装两种。与微孔曝气设备相比，射流曝气设备不需要鼓风机、输气管道及空气扩散装置；与机械曝气设备相比，射流曝气设备不需要大功率驱动电机、减速箱及曝气叶轮、曝气转刷等设备。目前，射流曝气设备已经广泛应用于我国污水处理行业中。射流曝气设备适用于大、中、小型的污水处理厂，其中小型处理规模为10m3/d，其设备简单、安装方便、不易堵塞、噪声极小、使用寿命长、传质效率高且混合搅拌能力强，但是由于射流曝气设备安装于水下，维修困难。
3.4曝气设备选型优化
曝气生物滤池鼓风曝气的方式主要分为多滤池统一曝气和单滤池单独曝气两种方式。单独曝气的方式有利于每个滤池的曝气均匀，但通常运行单耗相对较高，鼓风机台数较多，设备维护工作量大以及启用风机较多，噪声严重。近年来，环保行业开始着力推广气悬浮鼓风机，其风机比传统罗茨风机能普遍实现节能３０％以上的节能，气悬浮鼓风机气量大、低噪声、低震荡。通过技术改造，将传统的罗茨风机更换为气悬浮风机，或利用气悬浮鼓风机对滤池曝气方式进行技改，由单独曝气改为统一曝气，能实现大幅降低运行单耗、噪声和维修工作量。新会东郊污水处理厂和东莞松山湖污水处理厂通过对罗茨风机更换为气悬浮风机，取得了非常明显的效果。
4曝气设备的发展前景
曝气设备已成为市政污水和工业废水处理工艺的关键环节，也在不断受到广泛的关注，随着科研工作者的研究和运营人员实际运行中不断的革新，对于曝气设备的使用参数和技术要求日益强化，随之而来的是曝气设备的更新换代。新材料膜片曝气器、可提升混流曝气器、微纳米曝气器等也在不断地涌现，对水处理产生极大的促进作用。曝气设备的发展前景广阔，产品的升级发展顺应了社会的发展需求，曝气设备的推广使用过程中应注意与实际工作环境相结合，使曝气设备的作用最大化发挥。
结语
近年来，我国在污水处理中投入了大量的资金，同时引进了国外先进的曝气设备，导致曝气成本提高，维护和管理困难，也限制了国内企业的曝气设备在我国污水处理行业的发展。因此，应当重视国内企业对曝气设备技术的推进作用，促使其自主研发曝气设备，创新优化并投入应用，以促进我国工业的发展。只有提高我国曝气设备的使用率并提高其技术含量，才有望缓解我国水污染以及水资源短缺的现状，进一步改善我国的环境问题。
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