環(huán)境工程水處理中對(duì)曝氣設(shè)備的應(yīng)用研究

曹明宇 張于 李清

【摘要】：現(xiàn)階段，要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)保護(hù)之間的平衡仍有一定的難度，水污染的問題日益嚴(yán)重，在這一背景下，水處理技術(shù)的發(fā)展與完善迅速，而曝氣設(shè)備則是有效的處理方法之一。在治理污水時(shí)，應(yīng)用曝氣設(shè)備一方面可有效防止池內(nèi)懸浮體的下沉，另一方面也可以借助曝氣設(shè)備把空氣強(qiáng)加到污水中，攪動(dòng)污水，這樣空氣中的氧氣便可快速轉(zhuǎn)移向污水，有機(jī)物與微生物就能充分接觸，最終污水中的有機(jī)物得到氧化分解?；诖?，本文就環(huán)境工程水處理中對(duì)曝氣設(shè)備的應(yīng)用進(jìn)行探究。

【關(guān)鍵詞】：環(huán)境工程水處理；曝氣設(shè)備；應(yīng)用

【引言】

曝氣設(shè)備是近幾年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種污水處理設(shè)備，由于這種設(shè)備處理污水的效率高，能耗低，其越來(lái)越受到廣大污水處理者的青睞，當(dāng)前曝氣設(shè)備成為解決我國(guó)水環(huán)境污染和水資源短缺的重要設(shè)備，因此，本文對(duì)于環(huán)境工程水處理中對(duì)曝氣設(shè)備的應(yīng)用的探究具備特別重要的意義。

1、相關(guān)機(jī)理

曝氣充氧是曝氣設(shè)備的關(guān)鍵，將污水凈化效果提高是其應(yīng)用的根本目的，這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)手段是通過(guò)供給氧氣保證微生物的有氧呼吸。在環(huán)境工程處理中曝氣設(shè)備得到了較為廣泛的應(yīng)用，這是因?yàn)槠貧庠O(shè)備具有較為簡(jiǎn)單的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在應(yīng)用與操作上比較方便。其次，氧氣對(duì)于微生物的生存與活動(dòng)意義重大，而曝氣設(shè)備在將氧氣向污水中補(bǔ)充時(shí)，所提供的養(yǎng)分不但均勻且十分充分。此外，使用曝氣設(shè)備不會(huì)二次污染水體，也不會(huì)制造出光污染、聲污染等額外污染。在使用曝氣設(shè)備進(jìn)行環(huán)境工程水處理時(shí)，需對(duì)污水的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了解與掌握，從而進(jìn)行氧氣量供給的計(jì)算和確定，使水體微生物氧氣需求得以滿足，實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)污染物的降解，并做到對(duì)能源的節(jié)約。

2、 環(huán)境工程水處理中對(duì)曝氣設(shè)備的應(yīng)用

在處理污水的時(shí)候應(yīng)用曝氣主要是使用曝氣設(shè)備，一般來(lái)說(shuō)，曝氣設(shè)備都有較強(qiáng)的耐腐蝕性，而且在使用的時(shí)候，噪音少，能耗低，還有較高的工作效率，因此在處理污水的時(shí)候，應(yīng)用的比較多。但是曝氣設(shè)備在應(yīng)用的時(shí)候，要視情況而定，不同的環(huán)境，使用不同的設(shè)備。在使用曝氣設(shè)備之前，要清楚設(shè)備的類型以及用途。

2.1 潛水射流曝氣設(shè)備的應(yīng)用分析

射流曝氣活性污泥是污水處理中很常見的一種方法，而且其作用需要曝氣設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。水流與泵中的噴嘴座相連接，然后進(jìn)入混氣室中，而空氣也會(huì)進(jìn)入到混氣室中，只不過(guò)進(jìn)入的方式是通過(guò)進(jìn)氣導(dǎo)管。在水以及空氣都進(jìn)入到混氣室的時(shí)候，兩種就會(huì)混合在一起，然后利用擴(kuò)散管將混氣室中的空氣排解出去。在使用潛水射流曝氣設(shè)備的時(shí)候，要注意曝氣的時(shí)間，一般曝氣的時(shí)間短，這樣空氣中的氧氣才能有較高的利用率。深水自吸式潛水射流曝氣機(jī)只是其中的一種，其組成部分有潛水排污泵以及進(jìn)氣管等等。當(dāng)水從噴嘴座流入的時(shí)候，速度會(huì)改變，其速度在增加。而且噴嘴座周圍的氣壓也在變化，氣壓逐漸降低，使得空氣可以進(jìn)入到管道內(nèi)，最后流進(jìn)混氣室，混氣室內(nèi)的水與空氣融合在一起，然后通過(guò)高壓的方式噴射出來(lái)。曝氣設(shè)備中有消音裝置，通過(guò)消音裝置使得空氣中的噪音減少，這樣可以降低污染。在處理污水的時(shí)候，最深的深度可達(dá)5.5m，如果污水處理的數(shù)量相同，在采用曝氣處理污水的時(shí)候，污水面積會(huì)減少，這樣成本也會(huì)降低。

2.2 表面曝氣設(shè)備的應(yīng)用

環(huán)境工程水處理中，表面曝氣設(shè)備也是一種常用設(shè)備，其利用馬達(dá)來(lái)帶動(dòng)軸流式葉輪運(yùn)作，導(dǎo)管經(jīng)導(dǎo)水板向四周噴射廢水，這一過(guò)程中會(huì)形成一層薄薄的水幕，這些廢水與空氣接觸變成水滴，然后往下滴落，滴落時(shí)撞擊到液面會(huì)產(chǎn)生亂流和大量的氣泡，從而增加污水中的含氧量，促進(jìn)污水中的有機(jī)物、微生物等與氧氣發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到水處理目標(biāo)。表面曝氣設(shè)備結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，且非常集中，能有效降低成本。

某污水處理廠的污水處理能力是12×104m2/d，其采用氧化溝工藝進(jìn)行污水處理，單溝配備了3臺(tái)倒傘表面曝氣機(jī)，單溝的處理能力是4×104m2/d，一共配備有9臺(tái)表面曝氣機(jī)。該廠處理的污水為城市生活污水和工業(yè)廢水組合而成的混合水。在污水處理中，曝氣機(jī)葉輪浸沒程度不夠，電機(jī)無(wú)法驅(qū)動(dòng)葉輪運(yùn)轉(zhuǎn)，只有將葉輪上提使其半暴露在水面上才能保證電機(jī)的正常運(yùn)行，而這又導(dǎo)致了單機(jī)充氧能力的降低，從而導(dǎo)致污水處理無(wú)法達(dá)標(biāo)。同時(shí)，還存在電能資源消耗過(guò)大問題。該廠工程師對(duì)曝氣機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造，使用復(fù)合葉輪倒傘表面曝氣機(jī)，并增設(shè)推流器，使曝氣設(shè)備的各個(gè)部件功能得到充分發(fā)揮，同時(shí)減少能耗。經(jīng)過(guò)技術(shù)改造，有效提高了污水處理效果，降低了能耗，增加了經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 鼓風(fēng)曝氣設(shè)備的應(yīng)用

曝氣風(fēng)機(jī)中的風(fēng)量大，而且具有較強(qiáng)的壓力，鼓風(fēng)設(shè)備就是通過(guò)曝氣機(jī)向污水內(nèi)注入空氣。而曝氣設(shè)備與輸送管道也是相連的，這樣可以讓污水中的空氣能夠快速擴(kuò)散，并與水、泥等物質(zhì)混合在一起。鼓風(fēng)曝機(jī)設(shè)備由多個(gè)部分組成，空氣在進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)后，會(huì)出現(xiàn)很多的氣泡，氣泡在上升的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)破裂，這樣氧氣就向污水中轉(zhuǎn)移。例如：曝氣生物濾池工藝將鼓風(fēng)曝氣設(shè)備與單微孔曝氣設(shè)備結(jié)合起來(lái)使用，實(shí)現(xiàn)生物氧化與懸浮固體物截留于一體，有效節(jié)省后續(xù)沉淀池。與普通活性污泥法相比，該工藝具有有機(jī)負(fù)荷高、占地面積小、投資少、氧傳送效率高、出水水質(zhì)好、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。在處理環(huán)境工程中的水時(shí)，要注意曝氣設(shè)備的使用，因?yàn)樵O(shè)備的不同，使用的方式不同，而且不同設(shè)備有著各自的特點(diǎn)，設(shè)備的充氧能力也是不同的。性能比較好的設(shè)備，可以提高污水處理的效果，也能保證在處理污水的時(shí)候，消耗低。因此要注意設(shè)備的選擇。同時(shí)要注意設(shè)備的實(shí)際情況，以及設(shè)備的性能、參數(shù)，保證使用的設(shè)備都是高性能的。其實(shí)在處理午睡的時(shí)候，可以使用多種曝氣設(shè)備，不同設(shè)備結(jié)合在一起，其除污效果也會(huì)很好。

2.4 發(fā)展前景

現(xiàn)階段在處理污水的時(shí)候，使用的污水處理設(shè)備很多，而且在不斷的發(fā)展中，設(shè)備的結(jié)構(gòu)更加精細(xì)，其性能也在提高。在選擇曝氣設(shè)備的時(shí)候，要從多個(gè)方面考慮設(shè)備，例如設(shè)備的節(jié)能、在使用中出現(xiàn)故障的次數(shù)、以及污水的水質(zhì)等等。在使用的時(shí)候，還要考慮曝氣設(shè)備有關(guān)的系數(shù)。曝氣設(shè)備也需要優(yōu)化，進(jìn)而促進(jìn)污水處理技術(shù)的發(fā)展。污水處理技術(shù)明顯在進(jìn)步，而且曝氣設(shè)備也在發(fā)展中，因?yàn)槠貧庠O(shè)備應(yīng)用的范圍廣，而且處理技術(shù)優(yōu)化。在改造曝氣設(shè)備的時(shí)候，同樣都要使用先進(jìn)的技術(shù)，從而保證處理的效果。而且在處理污水的時(shí)候，也要考慮到能耗，做到節(jié)能減排。

3、 參數(shù)處理

3.1 Matlab處理

借助Matlab可獲得較為精準(zhǔn)的曝氣設(shè)備應(yīng)用系數(shù)，對(duì)于環(huán)境工程水處理十分有利，且該方法有較高的效率，有助于施工時(shí)間的節(jié)省。但受限制于技術(shù)水平的不足，使用這一方法進(jìn)行檢測(cè)并不是百分百的準(zhǔn)確。因任何計(jì)算數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)都不能避免誤差的發(fā)生，因此，即使這一方法不是百分百的準(zhǔn)確，其誤差通常可忽略不計(jì)。在使用Matlab進(jìn)行參數(shù)的計(jì)算與確定時(shí)，充分的準(zhǔn)備與調(diào)查工作必不可少，此外還需對(duì)檢測(cè)操作流程規(guī)范化，將各種因素的影響盡量降低，盡可能提高計(jì)算與檢測(cè)的準(zhǔn)確程度，減少誤差，保證曝氣設(shè)備參數(shù)的正確，提高處理效果。在曝氣設(shè)備參數(shù)測(cè)定的過(guò)程中，設(shè)備的相關(guān)參數(shù)通過(guò)內(nèi)置命令的設(shè)定即可求得，有助于設(shè)備操作復(fù)雜程度的降低，創(chuàng)造良好的條件保證工程的順利進(jìn)行。

3.2 Excel處理

在參數(shù)確定方面，Excel比Matlab更直接明白，原因在于數(shù)據(jù)間的關(guān)系在Excel中是以圖表的方式反映，通過(guò)數(shù)據(jù)圖表對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算與確定更為簡(jiǎn)單方便。但使用Excel處理參數(shù)也并不能保證高準(zhǔn)確度，誤差同樣存在，因Excel確定參數(shù)的主要方法是作圖，會(huì)造成相對(duì)較大的誤差。對(duì)相關(guān)的實(shí)踐案例進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，在曝氣設(shè)備相關(guān)參數(shù)的確定方面Excel是大多數(shù)工程處理的選擇，分析其中原因，主要得益于Excel程序簡(jiǎn)單、操作方便的特點(diǎn)，相比于Matlab，Excel更容易操作，不少員工對(duì)Excel非常熟悉，卻沒有掌握Matlab的使用方法。在我國(guó)，在曝氣設(shè)備相關(guān)參數(shù)的處理與確定方面Excel是基礎(chǔ)方法，其提升則為Matlab，因此，應(yīng)注重結(jié)合兩種計(jì)算方法，使參數(shù)的確定更為合理，提高其準(zhǔn)確程度。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，曝氣設(shè)備可將空氣加于污水中，并對(duì)空氣進(jìn)行攪動(dòng)促使氧氣向污水迅速轉(zhuǎn)移，使微生物與有機(jī)物的接觸加強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)污水中有機(jī)物的氧化分解。因此，必須采取有效的措施，加強(qiáng)環(huán)境工程水處理中對(duì)曝氣設(shè)備的應(yīng)用，從而推動(dòng)環(huán)境工程的發(fā)展。

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