索岐峰
沈阳天力土地科技有限公司 110014
摘要：社会经济科技水平的迅速发展，推动了各行业的稳定前进，各种先进技术被各行业应用的力度也在不断上升，由于目前我国的环境，工程的发展状况处于一个较为严峻的形势，才能有日效的提高环境工程水处理工作的质量与水平，有效改善环境污染状况。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
水处理的成效与我国居民日常生活息息相关，所以在环境工程事业中，水处理技术的相关研发工作得到了极大重视。而在水处理技术中，曝气设备也占据着重要地位，它直接关系到整体水处理技术水平。曝气设备主要是通过为氧气含量较少的水域增加供氧量，为其中存活的微生物创造更为适宜的生存环境，以确保该水域的微生物可以充分发挥其分解能力，减轻水域的污染程度。由此可见，曝气设备的研究对于水污染处理技术提升而言意义深远。
1常见曝气设备种类
1.1鼓风曝气
该曝气系统主要是通过鼓风机、空气输送管道和曝气装置向生化池底部输送氧气。空气从曝气装置通过，产生尺寸不同的气泡，气泡在上升以及随水流循环流动的过程中与混合液接触并转移其中，最后到达液面处破裂。曝气装置是鼓风曝气系统的重要装置，根据产生气泡大小主要分为：中大气泡（穿孔管曝气器）、微气泡（管式、盘式、橡胶膜片微孔曝气器）、水力剪切式空气扩散装置（倒盆扩散器、射流曝气器等）。该曝气系统的优点体现在：操作比较简便，设备并不复杂，自动化程度较高。同时也存在较多的问题：中大孔扩散设备氧利用率较低；微孔曝气设备易堵塞；曝气膜片易撕裂。
1.2机械曝气
机械曝气装备安装在曝气池水面，工作原理是在电动机的推动下搅动水面以形成负压，吸入部分空气，使池水不断循环混合。机械曝气设备主要分为两种，即竖轴式与卧轴式。竖轴式机械曝气设备常被用于处理泥水混合液，叶轮的大小对其充氧性能有较大的影响，常用的有泵形、平板形、K形、倒伞形等；卧轴式机械曝气设备的常见类型为转刷曝气器和转碟曝气器，具有负荷调节方便、维护管理容易、动力效率较高等优点。机械曝气设备主要用于氧化沟，曝气池的深度较低，面积大，由于水体湍流强度低，产生的气泡较大，虽然污水处于悬浮状态，但是气泡分布不均匀，同时由于设备的体积较大，在运转时有部分电能消耗在机器的运转中，且容易产生污染。
1.3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。
2我国污水处理行业发展现状
污水处理对社会卫生安全有着重要影响。我国从“十五”期间就着力于扩大污水厂的覆盖范围，通过提高污水厂的处理效率以促进水生态系统的可持续发展。从2006年起，我国污水处理厂数量呈线性增加；从2012年开始，污水厂的增加速度逐渐减缓。随着污水处理厂数量和处理能力的提升，水污染的问题得到一定的改善，但污水处理也是一个高能耗的行业，据相关部门统计，2014年污水处理行业的用电量占全国总用电量的比例约为0.3%，约166亿kW·h，污水处理厂的节能降耗问题日益受到国内污水处理领域的高度重视。随着《“十三五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》《水污染防治行动计划》的贯彻和落实，我国对污水处理厂排放污水的要求更加严格，导致我国污水处理厂的能耗进一步增大。目前，我国城市污水处理厂能耗约为0.29/m3，与欧美等发达国家差距较大，且曝气设备能效低，长期制约了我国污水处理厂的发展。因此，要想解决我国污水处理厂发展问题首先就要提高曝气设备的能效。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。
3曝气设备在污水处理中的应用
在污水处理中，曝气设备需要根据各类曝气设备的特点、作用方式和使用范围等因素来选择。除了曝气设备本身的性能属性等，在实际应用中选择曝气设备时还需要综合考虑经济条件、维修情况等因素。曝气设备的评价指标大致可以分为性能和规格两种。曝气设备性能的技术指标主要有动力效率（EP）、氧转移效率以及充氧能力，性能指标直接反映曝气设备的优劣情况。对于性能高的曝气设备，使用时更加简便，并且可以节约成本。曝气设备的规格指的是格式特征，一般来说没有优劣之分，只需根据用户的实际需求来选择曝气设备的规格。污水处理选择曝气设备时，需要综合考虑曝气设备的各种因素。比如，实际应用中部分曝气设备的氧转移效率高，但是动力效率很低，经济因素和性能因素严重冲突，为了提高氧转移率，选择动力效率低的曝气设备难免会造成不必要的浪费。因此，需要科学、合理地认识选择曝气设备的各种因素，在多种因素冲突时，根据用户的实际需求综合考虑各种因素，找到缓和因素冲突最合适的平衡点，选择满足用户实际需求的曝气设备。
4曝气设备在污水处理的发展未来
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。
结束语
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。
参考文献
[1]张塞,张有忱,阎华,等.污水处理中曝气设备的研究进展[J].广东化工,2015,42(5):83-84+86.
[2]郭昉,吴毅晖,李波,等.我国城镇污水处理厂节能降耗研究现状及发展趋势[J].水处理技术,2017,43(6):1-4+10.
[3]谢飞.供气式低压射流曝气器结构优化与充氧性能研究[D].西安:陕西科技大学,2019.
[4]陈宏儒.城市污水处理厂能耗评价及节能途径研究[D].西安:西安建筑科技大学,2009.