環(huán)境工程水處理中曝氣設(shè)備的應(yīng)用

文_李蘭田 長治市環(huán)境信息中心

1 環(huán)境工程水處理與曝氣設(shè)備的關(guān)系

環(huán)境工程屬于環(huán)境科學(xué)中一門研究工程技術(shù)原理的學(xué)科，用于保護(hù)自然環(huán)境，減少不可再生資源的使用，利用風(fēng)能、太陽能、潮汐能等清潔能源，防治煤炭燃燒污染物排放，防治工業(yè)生產(chǎn)排放的廢水等造成的環(huán)境污染，改善大氣污染，創(chuàng)造清潔、綠色、美麗的生態(tài)環(huán)境。水處理是環(huán)境工程的重要內(nèi)容之一。

水與我們的生存息息相關(guān)，但由于工業(yè)的發(fā)展，水污染越來越嚴(yán)重。工業(yè)廢水大量排入江河造成水體污染，無法利用環(huán)境自身完成廢水凈化，所以需要人工干涉進(jìn)行廢水處理。水處理的方式有很多種，本文主要闡述利用曝氣設(shè)備進(jìn)行水凈化處理的活性污泥法，也是一種微生物處理法，主要是利用微生物分解有機(jī)物的方式凈化水。

曝氣設(shè)備被用于生活廢水和工業(yè)廢水的處理中，其優(yōu)勢非常明顯，被廣泛應(yīng)用于環(huán)境工程的水處理中。曝氣設(shè)備主要是依托曝氣裝置，加強(qiáng)水池內(nèi)氣流提高氧氣轉(zhuǎn)移速率來達(dá)到污水凈化的作用，節(jié)省曝氣資金，提高污水處理效果。

2 曝氣設(shè)備的原理

曝氣是通過一定的方法收集空氣，并將空氣與含有污水和活性污泥的混合液結(jié)合，這樣氧氣便會隨空氣一起進(jìn)入混合液并溶解，供水中的微生物使用。在溶解氧充足的情況下，微生物會對污水中有機(jī)物進(jìn)行氧化分解。曝氣的主要作用是提供氧氣和防止池中懸浮物下降。向混合液中增加空氣獲得溶解氧的設(shè)備就是曝氣設(shè)備。

曝氣設(shè)備其實(shí)是一種空氣擴(kuò)散裝置，可以通過不同的曝氣方法，讓空氣在污水和活性污泥的混合液中擴(kuò)散，得到溶解氧。曝氣設(shè)備是一種新的水處理裝置，是對傳統(tǒng)水處理的革新。曝氣設(shè)備內(nèi)含有曝氣類裝置，包括控制器、變頻調(diào)速電機(jī)、傳送軸等。曝氣設(shè)備可以被調(diào)控，推動配件移動，噴出大量氣體至混合液上，加強(qiáng)氧氣與混合液的充分混合，供微生物進(jìn)行呼吸。在噴氣過程中，同時(shí)達(dá)到攪拌、混合的作用，使曝氣池中的溶解氧與有機(jī)物充分混合，實(shí)現(xiàn)分解有機(jī)物的目的，從而完成環(huán)境工程的水處理。

3 曝氣設(shè)備的類型與應(yīng)用

環(huán)境工程的水處理涉及深水區(qū)、淺水區(qū)、工業(yè)廢水、生活廢水，小至河流，大至江海，所有的水處理都可以采用曝氣設(shè)備。但是不同環(huán)境下的水處理方式不盡相同，所用的曝氣設(shè)備的類型也有所區(qū)別，主要有以下幾種類型。

3.1 表面曝氣設(shè)備

表面曝氣設(shè)備主要是利用馬達(dá)帶動軸承，利用電能產(chǎn)生的推動力，將混合液吸進(jìn)曝氣裝置內(nèi)置導(dǎo)管并向四周噴灑，形成一層水膜，水膜會和空氣充分接觸。在此過程中，水膜中的溶解氧含量不斷增加，以供微生物利用，來分解污水中的有機(jī)物。

倒傘型表面曝氣機(jī)的葉輪結(jié)構(gòu)簡單且易于操作，但是相交平板型表面曝光機(jī)稍有復(fù)雜。倒傘型表面曝光機(jī)推動水流的能力強(qiáng)，向混合液中充入的氧氣含量高，是一種十分實(shí)用且高效的新型污水處理設(shè)備，其適用性廣，可用于活性污泥法，也可用于河流及氧化池塘的曝氣，尤其適宜卡魯塞爾氧化溝(多條平行氧化溝)曝氣。

轉(zhuǎn)刷曝氣機(jī)由電動機(jī)、減速傳動裝置、轉(zhuǎn)刷主體構(gòu)成，主要應(yīng)用于城市污水的處理和大型工廠的工業(yè)廢水的處理。

轉(zhuǎn)盤曝氣機(jī)的水平轉(zhuǎn)盤被置于污水之中，在電動機(jī)的帶動下不斷轉(zhuǎn)動切割水體，從而產(chǎn)生對一種污水的推動力。這種推動力像攪拌棒一樣，能夠不斷“攪拌”污水與活性污泥的混合液，使其不斷流動，達(dá)到與空氣接觸的目的，將氧氣溶于混合液中。此種曝氣機(jī)主要用于奧貝爾性氧化溝。

轉(zhuǎn)筒曝氣機(jī)主要用于深水區(qū)，通過向水中增氧的方式提高溶解氧含量，是一種新型深水曝氣裝置。由于其需要在深水區(qū)作業(yè)，所以設(shè)計(jì)比較靈巧，在設(shè)計(jì)過程中充分考慮了深水壞境的惡劣性、和復(fù)雜性，所以部件較為簡單，方便安裝和和后期維護(hù)。

表面曝氣設(shè)備相較于其它曝氣設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單、操作簡單、工作效率高，而且便于維修。表面曝氣設(shè)備能夠適應(yīng)多種作業(yè)環(huán)境，有突出的水處理效果，因此被廣泛應(yīng)用于污水和生活用水的處理中。

3.2 水下曝氣設(shè)備

水下曝氣設(shè)備體積小、反應(yīng)時(shí)間短、水處理效率較高，因此具有比較高的性價(jià)比，經(jīng)濟(jì)效益比較顯著。這種設(shè)備主要作業(yè)于占地面積小，但是深度廣的區(qū)域，這取決于其能夠深入水體深處的優(yōu)點(diǎn)。而且該設(shè)備供氧速度快，因此水處理的速度也非?？?。水下曝氣設(shè)備主要有潛水射流曝氣機(jī)、沉水式曝氣設(shè)備和深井曝氣設(shè)備。

潛水射流曝氣機(jī)主要由潛污泵、曝氣器和進(jìn)氣管三部分組成，通過潛水泵產(chǎn)生水流，水流經(jīng)過噴嘴加速，形成高速水流，與空氣結(jié)合產(chǎn)生水氣混合流。潛水射流曝氣機(jī)可以使氧氣的吸收率大大提高。而且占地面積小，因此被廣泛應(yīng)用與水處理的過程中。

沉水式曝氣設(shè)備可以通過馬達(dá)驅(qū)動葉輪產(chǎn)生離心力，導(dǎo)致葉輪周圍的壓強(qiáng)小于大氣壓，為了保持壓強(qiáng)平衡，水流會被壓進(jìn)混氣室。與此同時(shí)，葉輪也會吸入空氣，使空氣中的氧氣與污水混合，凈化后的水又會經(jīng)由離心力高速排出。

深井曝氣設(shè)備是利用深井作為曝氣池來進(jìn)行曝氣處理，工業(yè)廢水與活性污泥在井上部與空氣充分混合，然后流入井底，再反流回深井頂部，進(jìn)行泥水分離。

水下曝氣設(shè)備由于在水下進(jìn)行，因此會產(chǎn)生不少污物沉淀，會有不少的污染物排出，因此最好借助排污設(shè)備提高水處理的效果。水下曝氣設(shè)備對技術(shù)的要求也比較高，需要不斷提升技術(shù)，保證技術(shù)層面管理。

3.3 鼓風(fēng)曝氣設(shè)備

鼓風(fēng)曝氣是利用曝氣裝置向混合液中鼓風(fēng)，利用風(fēng)力和其形成的壓力將空氣壓縮進(jìn)曝氣設(shè)備的管道，管道的另一端是一個(gè)空氣擴(kuò)散裝置，被壓縮的空氣進(jìn)入曝氣設(shè)備管道后會變成氣泡。氣泡本身含有氧氣，再通過擴(kuò)散的方式進(jìn)入混合液，其所攜帶的氧氣便也隨之轉(zhuǎn)移到混合液中，使混合液中的微生物獲得溶解氧。

鼓風(fēng)曝氣設(shè)備利用了鼓風(fēng)曝氣的方法，主要由鼓風(fēng)機(jī)、曝氣裝置、管道構(gòu)成。鼓風(fēng)曝氣設(shè)備具有非常廣泛的應(yīng)用。鼓風(fēng)曝氣設(shè)備產(chǎn)生的氣泡大小不一，不同大小的氣泡有不同的應(yīng)用。微小型氣泡使用多孔散氣材質(zhì)，形成的氣泡小，與空氣接觸的面積大，溶解于混合液中的氧氣就多。按照接觸面積來算，氣泡越大，與空氣的接觸面積越小，混合液中的溶解氧越少。但這并不意味著微小型氣泡最好，中型、大型氣泡沒有存在的意義。相反，氣泡越小擴(kuò)散阻力越大，越容易出現(xiàn)堵塞問題。為了防止堵塞，鼓風(fēng)曝氣之前需要凈化空氣。另外可以使用其它的散氣材質(zhì)，適當(dāng)?shù)卦黾託馀莸拇笮?，減少阻力，防止堵塞問題。選用設(shè)備時(shí)，應(yīng)根據(jù)自己的需要，選用能產(chǎn)生合適大小氣泡的鼓風(fēng)曝氣設(shè)備，既能防止堵塞又能保證足夠的溶解氧。壓縮的浮筒式曝氣機(jī)便是一種非常實(shí)用的曝氣設(shè)備，其使用充氣式增氧系統(tǒng)，可以降低水中的有害物質(zhì)，尤其是對亞硝酸鹽，能夠大幅度提高水處理的效果，且使用動力非常小，節(jié)能高效。

4 結(jié)論

隨著人民生活水平的不斷提高，生活廢水也大量增加，致使生態(tài)環(huán)境受到破壞。工業(yè)的快速發(fā)展在豐富我們生活的同時(shí)也產(chǎn)生了大量的廢水污染，在污水治理形勢日漸嚴(yán)峻的今日，污水治理刻不容緩。利用曝氣設(shè)備進(jìn)行微生物污水處理是非常環(huán)保且行之有效的方法，因此必須合理使用曝氣設(shè)備。我國應(yīng)該加緊研發(fā)動力效率、氧氣轉(zhuǎn)移效率、充氧能力更高的曝氣產(chǎn)品；而工廠在購買曝氣設(shè)備時(shí)，一定要選擇正規(guī)廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品，仔細(xì)核對生產(chǎn)數(shù)據(jù)，查看其是否符合生產(chǎn)規(guī)定，根據(jù)自己實(shí)際的需要和實(shí)際情況選擇最合適的曝氣設(shè)備，為提高我國的經(jīng)濟(jì)水平和環(huán)境質(zhì)量貢獻(xiàn)力量。