摘要：在当下环境污染问题不断恶化的形势下，水污染问题也变得越来越严峻，并且已经受到了越来越多人的关注。目前，环境工程中的水处理技术已经被广泛应用于水污染的处理之中，而且已经取得了一定的成果。水处理主要是通过培养水下微生物来达到处理污污染物的目的，而曝气设备的出现使污水处理效果得到显著的提升。因此，曝气设备的使用已成为环境工程污水处理中广泛关注的一个焦点。为此，本文对环境工程水处理中曝气设备的应用进行了探讨，旨在期望改善我国的水污染处理效果。
关键词：曝气；环境工程；水处理；应用
1 环境工程水处理中曝气设备的基本原理
传统的水处理方式就是通过在污水层内部对好氧微生物群进行培养，并利用好氧微生物群来分解污水中的污染物，使水质净化。但是其活动与生存都离不开氧气，而曝气设备可以使这一问题得到有效的解决。曝气设备主要是通过将大量的空气充入污水环境中，再不断地搅拌水体，使水体下方能够充分融入空气，保证水体中拥有充足且均匀分布的氧气，为污水中微生物群的活动与生存提供足够的气力支撑，从而使污水的处理效果实现显著的提升。曝气设备之所以被广泛使用于污水处理之中，主要是因为其具备如下一些技术优势：第一，其使用不会对环境造成污染，如水体的二次污染、噪音污染等；第二，可以使水体中均匀地分布着氧气，具有较好的充氧效果；第三，其内部结构简单，便于操作。在应用曝气设备之前，必须结合污水的具体处理环境，对设备的有关参数加以调整与设置，应着重对环境因素加以考虑，如水污染程度、水处理的面积和体积、氧气供应量以及污染物浓度等参数指标，在设置设备的参数时，必须确保其能够达到有效性与经济性的效果。
2 鼓风曝气设备及其应用分析
2.1鼓风曝气设备的构成
鼓风机的送风量需要根据池中生化反应的需氧量来确定，且要满足混合液固体颗粒保持悬浮状态的搅拌条件。尤其要注意的是，为了使气体被顺利送入水体，鼓风机的送风压力还应大于管道系统的摩擦损耗和空气扩散装置处的静水压；输送管道包括输气管和曝气池中的干管、支管；而空气扩散装置是鼓风曝气设备中最重要的部分，为了增加送入空气与液体接触的表面积，需要由空气扩散装置将气体分成不同大小的气泡。因此，根据气泡产生方式的不同，又能将空气扩散装置的管道进行分类，以适用于不同尺寸的气泡产生需求。
2.2鼓风曝气设备的应用特性
对于用于形成微小气泡的曝气设备，其扩散装置由多孔透气材料构成，如陶粒、氧化铝、尼龙等。该种设备可以产生直径小于0.2mm的微小气泡，在该种气泡的作用下，气液接触面积最大，氧气利用率极高，但也存在着扩散阻力较大、容易堵塞等缺点。为了防止堵塞扩散装置，需要在鼓风前将空气通入净化器中处理；用于形成中型气泡的管道由塑料或钢制成，由管道下部两侧开孔以形成气泡。该种装置结构简单且气体流动阻力较小，在大流速条件下（x≥10m/s）不容易形成堵塞，可靠性很高。但同时，其氧气利用率和动力效率就相对较低；为了形成大型气泡，常常采用管口直径大于15mm的竖管作为扩散管道，该种管道阻力损失极小，且几乎不会形成堵塞，但氧气利用率极低，一般小于6%。
3 表面曝气设备及其应用分析
3.1表面曝气设备的构成
表面曝气设备在中小型污水处理厂中应用较为广泛，其按照主转轴的方向可分为立轴式和水平轴式。对于常用的水平轴式表面曝气设备，按照曝气器的不同又可以分为转刷曝气器、转盘曝气器和转筒曝气器。转刷曝气器可以在矩形和圆形曝气池中工作，其由电动机、减速传动结构和转刷等部件构成。在向氧化沟中充氧的过程中，表面曝气设备通过转刷叶片的不断旋转，使得水滴呈飞溅式切向飞出，与空气混合。同时，转刷还起到推动混合液在氧化沟中循环流动的作用，使得氧的溶解可在整个氧化沟中均匀进行；转盘曝气器，又称作曝气转盘，主要应用于奥贝尔型氧化沟。该种设备由电动机、减速传统装置、转轴和转盘等部件构成，其将转盘安装在水平转轴上，同样可以对水体产生切向推动力，促进污水和活性污泥混合液循环流动混合。在转盘曝气器中，转盘需要具备轻质、高强度和耐腐蚀性等特性，因此常采用玻璃钢压制成型，其表面有梯形凸块和圆形凹坑，具有可独立拆装的特点；在向曝气池的深水区域增氧时，传统的转刷或转盘曝气器都难以起到很好的效果，而为此设计的新型转筒曝气器则可以很好地胜任工作。
3.2 表面曝气设备的应用特性
表面曝气设备相对于其余曝气设备，总体具有结构简单、安装使用和维护方便等特点，因此在城市污水和工业废水的处理过程中有着较为广泛地应用。具体来讲，转刷曝气器的推进力强，可灵活地调节充氧能力，有很好的充氧效率，但容易破坏活性污泥絮体；转盘曝气器同样具备转刷曝气器的主要优点，且对絮体的剪切作用小；新型转筒曝气器集曝气、搅拌、混合、循环推流等多种功能于一体，不仅改善了深水曝气的效率，且可适应不同的工作环境，安装和维护工作也较为方便。
4 水下曝气设备及其应用分析
水下曝气设备能够放置在水体较深的位置，进而使气体和水体更好的混合在一起，其具有供氧速度快、能够阻止曝气池中污泥沉淀以及噪声污染较小的特点，将水下供气方式作为主要依据可分为射流式曝气机、潜水式曝气机两种，其中射流式曝气机又分为自吸式和供气式两种，其在建筑及工业废水处理中应用较多，自吸式射流曝气机其由潜水泵及射流器组成，自吸式射流式曝气机图片见图1，其工作原理为:潜水泵会产生一定的高压水流，在高压水流经过射流器喷嘴后便会形成射流，射流能够在混合室中形成一定的负压，进而将气体吸入导管中，从射流器喷出同水体混合，此种设备的动能较大，使水体环流的目标得以实现，从而保证氧气有较高的均匀性。通常情况下将供气式射流曝气机设置在曝气池及氧化沟底部，在外部对加压水管及压水空气管进行合理连接，在压缩空气同加压水混合均匀后会向水平方向喷射形成一定面积的射流及混合搅拌区域，为水体提供充足的氧气，在环境工程水处理中较常用的供气式射流曝气机是密集多喷嘴空气扩散装置，其由进水管，喷嘴以及曝气筒等构成，一般情况下将喷嘴安装在曝气筒的中部位置或者下部位置，空气通过喷嘴向上喷出，进而实现曝气筒中混合液上下循环流动的目标，通常情况下喷嘴直径在5－10毫米之间，出口流速在80－100米每秒间。潜水式曝气机具有应用范围较大及氧气利用率高的特点，其由叶轮、减速箱及潜水电机构成，潜水式曝气图片见图2，在应用过程中需要将叶轮和潜水电机进行连接，在叶轮转动作用下进水区会产生较大流速，同时在负压作用下将气体吸入导管中，待气体和水体混合均匀后由导流孔口增压排出，从而对污水进行有效处理。
图1射流式曝气机图 图2潜水式曝气图
结语
曝气设备是当下环境工程水处理必不可少一项设备，唯有全面掌握曝气设备的相关参数设定与性能，不断提高曝气技术，才能有效提升环境工程水处理的效率及效果，从而全面提升我国水资源的利用效率。在日后的经济建设过程中，环境工程水处理中曝气设备的应用仍是一个值得我们不断探索与研究的重要课题。
参考文献
[1]李柯一.探析环境工程水处理中对曝气设备的应用[J].资源节约与环保,2014,(03):107.
[2]石博文.解析曝气在环境工程水处理中的应用[J].科技资讯,2013,(34):118+120.
论文作者:李天平
论文发表刊物:《基层建设》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/12
标签：曝气论文; 设备论文; 射流论文; 水体论文; 水处理论文; 转盘论文; 环境工程论文; 《基层建设》2017年第26期论文;