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(yán)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(xué)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(dāng)前污水治理最直接有 效的方式。曝氣設(shè)備是污水處理最核心的設(shè)備，需予以足夠重視。

一、曝氣增氧原理

從功能角度對(duì)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(diǎn)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(yùn)行條件與設(shè)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(shè)備種類

（一）射流曝氣

該設(shè)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(fù)壓會(huì)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(shí)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(diǎn)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(shè)備結(jié)構(gòu)非常緊湊，曝氣效果十分突出。并且這種裝置應(yīng)用范圍廣，系統(tǒng)非常簡單，有效性很強(qiáng)[2]。正是因?yàn)槿缟蟽?yōu)勢，成為了目前最為常見的一種處理裝置。當(dāng)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(hù)難度較大。

（二）表面曝氣

這種裝置也稱為機(jī)械攪拌曝氣裝置。如同字面意思一樣，這種裝置運(yùn)用設(shè)備自帶的軸流式葉輪運(yùn)轉(zhuǎn)，能夠?qū)U水很好的導(dǎo)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(jī)械設(shè)備的不同可以將這種裝置分為：高速、低速、臥軸、豎軸。當(dāng)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(shè)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(yīng)有效果。

（三）鼓風(fēng)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(fēng)機(jī)，通過擴(kuò)散器與風(fēng)管向水中注氧。該裝置包括三個(gè)部分，分別為鼓風(fēng)機(jī)、曝氣裝置、聯(lián)通管道。使用中空氣會(huì)在管道中傳入到生化池底部，使用鼓風(fēng)機(jī)完成氧氣傳送?？諝馔ㄟ^曝氣裝置會(huì)產(chǎn)生許多小氣泡，這些氣泡大小不同、尺寸不同，在流動(dòng)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(diǎn)體現(xiàn)在：操作比較簡便，設(shè)備并不復(fù)雜，自動(dòng)化程度較高。當(dāng)然這種裝置的問題也是必須注意的，中大孔擴(kuò)散設(shè)備氧利用率較低；固定微孔曝氣設(shè)備易堵塞；可變微孔曝氣設(shè)備膜片易撕裂。仍需不斷改良。

三、曝氣設(shè)備研究進(jìn)展

（一）國外研究

國外對(duì)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(yàn)。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(gè)世紀(jì)國外就已經(jīng)在應(yīng)用小孔徑曝氣裝置，隨后開始使用大氣泡與中氣泡設(shè)備，包括各種類型比如轉(zhuǎn)型、塑料盆型、固定螺旋。至上個(gè)世紀(jì)七十年代能源危機(jī)時(shí)期開始，因全球陷入能源危機(jī)問題，小孔微氣泡曝氣器被研制。當(dāng)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(duì)曝氣設(shè)備來說溶氧效率是最直接的性能檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。國外學(xué)者M(jìn)ichael對(duì)小型曝氣機(jī)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(shè)備，其研究成果成為了漿輪曝氣機(jī)動(dòng)力發(fā)展的技術(shù)來源與動(dòng)力。近些年國外憑借著長時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)積累，獲得了更加全面的技術(shù)研究。目前發(fā)達(dá)國家使用最頻繁的裝置為微風(fēng)微細(xì)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(yīng)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(xué)以微米氣泡曝氣器——旋流分散器為基礎(chǔ)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(hù)費(fèi)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(duì)于耗能問題，重慶大學(xué)展開了深入設(shè)計(jì)，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(shè)備，極大的提升了污水治理能力。

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