左 燕

瑞好聚合物（蘇州）有限公司上海分公司 上海 長寧 200050

正文：

前言：在工業(yè)發(fā)展的過程中，污染問題變得越發(fā)嚴重，尤其是水污染。水污染的治理主要包括三種方式生物法、物理法、化學法。不同處理方式取得的效果是不同的，其中生化方法操作簡單、成本較低，故成為了當前污水治理最直接有 效的方式。曝氣設備是污水處理最核心的設備，需予以足夠重視。

一、曝氣增氧原理

從功能角度對曝氣裝置分析：曝氣裝置能夠?qū)崿F(xiàn)水氣接觸，水中溶氧為生物氧化所需氧氣提供支持。其次曝氣產(chǎn)生水氣混合與大循環(huán)。最后曝氣使水中固體變成懸浮狀態(tài)。

廢水的處理需要做好曝氣裝置曝氣效率的分析，主要從兩點出發(fā)分別是氧利用率與氧轉(zhuǎn)移速率。氧利用率就是參照系統(tǒng)運行條件與設備自身情況優(yōu)化曝氣裝置布置，合理使用曝氣裝置提高氧利用率。氧轉(zhuǎn)移速率的提高可以通過增加濃度梯度或提高氧氣轉(zhuǎn)移系數(shù)。

二、常見曝氣設備種類

（一）射流曝氣

該設備利用潛水泵產(chǎn)生水量，流經(jīng)噴嘴變成高速水流。噴嘴周圍的負壓會讓氣體與水流充分結(jié)合，隨后混合的流體快速噴射[1]。此時的水流中夾雜著大量氣泡，并且在深水域大面積出現(xiàn)漩渦攪拌，完成曝氣。該裝置的優(yōu)勢與特點非常明顯，首先該裝置安裝便利，其次這種裝置不需要過多的使用空間。除此之外這種設備結(jié)構(gòu)非常緊湊，曝氣效果十分突出。并且這種裝置應用范圍廣，系統(tǒng)非常簡單，有效性很強[2]。正是因為如上優(yōu)勢，成為了目前最為常見的一種處理裝置。當然該裝置的缺陷也比較突出，即容易發(fā)生堵嘴問題，需要不斷加壓。所以該裝置后期管理與維護難度較大。

（二）表面曝氣

這種裝置也稱為機械攪拌曝氣裝置。如同字面意思一樣，這種裝置運用設備自帶的軸流式葉輪運轉(zhuǎn)，能夠?qū)U水很好的導出，噴出中形成水幕，與空氣接觸后變成水滴[3]。水滴與水面接觸后出現(xiàn)亂流與氣泡，增加水內(nèi)氧氣量。此外根據(jù)機械設備的不同可以將這種裝置分為：高速、低速、臥軸、豎軸。當前污水治理廠最常用的曝氣裝置就是葉輪、倒傘、噴泉等曝氣裝置。這些設備都有很好的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢與管理簡單優(yōu)勢。但這類裝置大多只能被用在小型工程，大工程中并不能發(fā)揮應有效果。

（三）鼓風曝氣

這種裝置還有一種稱呼叫做壓縮空氣曝氣。這種裝置利用鼓風機，通過擴散器與風管向水中注氧。該裝置包括三個部分，分別為鼓風機、曝氣裝置、聯(lián)通管道。使用中空氣會在管道中傳入到生化池底部，使用鼓風機完成氧氣傳送?？諝馔ㄟ^曝氣裝置會產(chǎn)生許多小氣泡，這些氣泡大小不同、尺寸不同，在流動與上升過程中氣泡中氧氣被利用并逐漸破裂。該裝置的優(yōu)點體現(xiàn)在：操作比較簡便，設備并不復雜，自動化程度較高。當然這種裝置的問題也是必須注意的，中大孔擴散設備氧利用率較低；固定微孔曝氣設備易堵塞；可變微孔曝氣設備膜片易撕裂。仍需不斷改良。

三、曝氣設備研究進展

（一）國外研究

國外對曝氣裝備的發(fā)展與生產(chǎn)研究比較早，故積累了豐富的經(jīng)驗。國外曝氣裝備生產(chǎn)系統(tǒng)性、規(guī)模性非常突出，大多使用小孔徑曝氣裝置。早在上個世紀國外就已經(jīng)在應用小孔徑曝氣裝置，隨后開始使用大氣泡與中氣泡設備，包括各種類型比如轉(zhuǎn)型、塑料盆型、固定螺旋。至上個世紀七十年代能源危機時期開始，因全球陷入能源危機問題，小孔微氣泡曝氣器被研制。當前國外已經(jīng)有了非常豐富的產(chǎn)品與成熟的生產(chǎn)線，各種各樣的規(guī)格與裝置很好的滿足了使用要求，保障了污水治理效果。

對曝氣設備來說溶氧效率是最直接的性能檢驗標準。國外學者Michael對小型曝氣機的能耗與溶氧量做了研究，選用了不同長度與漿輪深度的設備，其研究成果成為了漿輪曝氣機動力發(fā)展的技術(shù)來源與動力。近些年國外憑借著長時間的經(jīng)驗積累，獲得了更加全面的技術(shù)研究。目前發(fā)達國家使用最頻繁的裝置為微風微細曝氣器。這種裝置為美國AEROMIX公司生產(chǎn)，能夠有效減少污水中的各種粒徑懸浮物，去除污水中的各種泡沫和浮渣。

（二）國內(nèi)研究

作為目前國內(nèi)應用最廣泛的方法，好氧曝氣方法的問題比較突出。首先好氧曝氣成本非常高，其次這種曝氣方法能耗很高，最后這種方法效率低下。為了提高充氧效果，通常需要增加氣相與液相接觸面。參照這一要求，清華大學以微米氣泡曝氣器——旋流分散器為基礎展開了研究。相較于以前的裝置，這種裝置能夠很好的控制氣體流量，產(chǎn)生小粒徑氣泡。這種裝置的傳質(zhì)系數(shù)非常高，充氧能力非常出眾。除此之外這種裝置阻力小、曝氣耗能低、維護費用低、溶氧效率高、不堵塞。種種優(yōu)勢使得該裝置成功得到國家專利證書。此外對于耗能問題，重慶大學展開了深入設計，研發(fā)了自吸式自激震蕩脈沖射流曝氣器。北京化工展開了迷宮螺旋泵性能的優(yōu)化研究，開發(fā)了離式螺旋曝氣設備，極大的提升了污水治理能力。

結(jié)語：本文以曝氣設備原理為著手點，展開了曝氣設備類型分析，隨后做了國內(nèi)外最新的曝氣設備研究進展。相信在環(huán)保力度越來越大的今天，污水治理將會得到人們進一步的關(guān)注。為了達成污水治理目標就必須做好曝氣裝備研究，當前國內(nèi)外的主要研究目標為提高曝氣設備性能，尤其是曝氣設備充氧能力。減少能耗是保護環(huán)境、治理環(huán)境需要重點關(guān)注的項目。