水污染防治和水處理的方法主要有三種：化學(xué)法、物理法、生物法。其中污水生化處理方法具有效率高、成本低、投資省等優(yōu)點(diǎn)，是處理污水中應(yīng)用最廣和最有效的一種方法，而曝氣設(shè)備作為污水生化處理工藝中的核心設(shè)備也日益受到國(guó)內(nèi)外水處理界的高度重視。
曝氣簡(jiǎn)述
曝氣是指利用充氣或者機(jī)械攪動(dòng)等方法將空氣中的氧氣強(qiáng)制性地向液體中轉(zhuǎn)移以進(jìn)行溶氧，同時(shí)對(duì)水體進(jìn)行均勻混合的過(guò)程。
污水處理中的曝氣，是污水好氧生化處理系統(tǒng)中運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用的工藝環(huán)節(jié)，在好氧工藝中，其主要功能是防止池內(nèi)的懸浮體下沉，加強(qiáng)池內(nèi)有機(jī)物與微生物及溶解氧的接觸。根據(jù)試驗(yàn)表明，曝氣池中溶解氧維持在3～4mg/L 為宜，如果供氧不足的話，活性污泥性能差，將會(huì)導(dǎo)致廢水處理效果顯著下降。充足的供這點(diǎn)就必須依靠曝氣設(shè)備來(lái)完成，然而曝氣設(shè)備的電耗一般占污水處理總動(dòng)力消耗的60%～70%，因此優(yōu)選能耗少、造價(jià)低的曝氣設(shè)備具有重要意義。
曝氣方式分類
1.機(jī)械曝氣
借助機(jī)械設(shè)備使曝氣池中的廢水和污泥進(jìn)行充分混合，并使混合液液面不斷更新，并與空氣接觸來(lái)增加水中的溶解氧的方法。這種曝氣方法設(shè)備簡(jiǎn)單，維護(hù)管理方便，但能耗大，易產(chǎn)生泡沫和死角，并且維修困難，因此只是常見(jiàn)于較小的曝氣池，而未得到廣泛使用。
2.鼓風(fēng)曝氣
壓縮空氣曝氣，鼓風(fēng)機(jī)供應(yīng)一定的風(fēng)量，將空氣通過(guò)管道輸送到安裝在池底部的曝氣器，通過(guò)曝氣器使空氣形成不同尺寸的氣泡。氣泡于曝氣器出口形成，氣泡經(jīng)過(guò)上升和流動(dòng)，然后在液面處破裂，這一過(guò)程起到將氧氣向污水中轉(zhuǎn)移的作用。 鼓風(fēng)曝氣一般需要修建鼓風(fēng)機(jī)房及布設(shè)鼓風(fēng)管道，并且曝氣頭易堵塞。大型氧化池需要運(yùn)行的功率大，但由于其相對(duì)于表面曝氣來(lái)說(shuō)能耗小、維修簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，因而被較大范圍的使用。
3.射流曝氣
射流曝氣器通過(guò)將混合液高速射流，把鼓風(fēng)機(jī)引入的空氣切割粉碎為微氣泡的形式，再使混合液和微氣泡充分混合接觸，加強(qiáng)了氧氣的傳遞效率。
射流曝氣的主要優(yōu)勢(shì)有運(yùn)行方便高效，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，性能可靠，容易安裝和維護(hù)，適用范圍廣。但是射流曝氣同時(shí)還有充氧量不易調(diào)節(jié)、池體深度有要求等各種缺點(diǎn)存在。
除上述幾種曝氣方式之外，現(xiàn)在污水處理中常用的曝氣方式還有純氧曝氣、沉水式曝氣、強(qiáng)力造流曝氣等。
曝氣設(shè)備的分類與簡(jiǎn)介
污水處理中的曝氣設(shè)備是隨著污水處理技術(shù)的深人研究和廣泛應(yīng)用而逐漸發(fā)展起來(lái)的。曝氣設(shè)備主要分為以下幾類：
1.鼓風(fēng)曝氣設(shè)備
鼓風(fēng)曝氣設(shè)備系統(tǒng)是由曝氣裝置、鼓風(fēng)機(jī)、以及連貫的管道組成的，其中鼓風(fēng)機(jī)通過(guò)風(fēng)管將空氣輸送到生化池底部的曝氣裝置，空氣經(jīng)過(guò)曝氣裝置時(shí)會(huì)形成不同尺寸的氣泡，氣泡經(jīng)過(guò)上升與流動(dòng)然后在液面處破裂，氧氣在這一過(guò)程中向混合液轉(zhuǎn)移，曝氣完成。
2.表面曝氣設(shè)備
表面曝氣設(shè)備是利用馬達(dá)高速轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)直接帶動(dòng)軸流式葉輪運(yùn)作，再由導(dǎo)管經(jīng)導(dǎo)水板將要處理的廢水向四周噴出的過(guò)程中會(huì)形成纖薄的水幕，水幕會(huì)與空氣結(jié)合并形成大量水滴，水滴在落下撞擊液面時(shí)產(chǎn)生的亂流和氣流以及大量的氣泡會(huì)使水中的含氧量增加。表面曝氣設(shè)備與鼓風(fēng)曝氣相比有一定的優(yōu)越性，其耗能小且不需要修建鼓風(fēng)機(jī)房以及大量的布?xì)夤艿篮推貧忸^，同時(shí)表面曝氣設(shè)備的設(shè)施簡(jiǎn)單、集中，因此可以節(jié)約成本。由于污水中如果產(chǎn)生了大量的氣泡就會(huì)阻礙曝氣池液面的吸氧功能，降低溶氧效率，因此其不適用于在曝氣過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量泡沫的污水處理中。
根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)表明，在污水處理量比較大的情況下，需要采用多臺(tái)表面曝氣機(jī)械設(shè)備進(jìn)行曝氣，這樣就會(huì)失去表面曝氣設(shè)備成本投入低的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還會(huì)加重維護(hù)管理的工作，這種情況下采取鼓風(fēng)曝氣設(shè)備。
3.潛水射流曝氣設(shè)備
潛水射流曝氣設(shè)備是由進(jìn)氣導(dǎo)管、混氣室、噴嘴座、擴(kuò)散管以及專用水泵組成的，在運(yùn)行過(guò)程中，水流通過(guò)噴嘴座被快速輸送到混氣室中，同時(shí)利用導(dǎo)氣管引導(dǎo)空氣進(jìn)入混氣室并與水流長(zhǎng)時(shí)間接觸并充分混合，然后由擴(kuò)散管排出。
深水自吸式潛水射流曝氣機(jī)是潛水射流曝氣設(shè)備的重要組成部分，其由潛水電泵產(chǎn)生的水流在經(jīng)過(guò)噴嘴座時(shí)，速度會(huì)發(fā)生變化，形成高速水流，同時(shí)在噴嘴座周圍形成負(fù)壓，以使進(jìn)氣管吸入空氣，空氣會(huì)與水流結(jié)合形成液氣混合流，然后高速噴射而出，其中會(huì)夾帶大量的氣泡，在較大面積和深度的水域里渦旋攪拌，完成曝氣。
深水自吸式潛水射流曝氣機(jī)能夠使充氧與水體攪動(dòng)同時(shí)進(jìn)行，這樣可以獲得較高的氧氣轉(zhuǎn)移率，同時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生葉輪堵塞的現(xiàn)象。其會(huì)形成有效的對(duì)流循環(huán)，同時(shí)水位的變化與電機(jī)負(fù)載自薦的影響很小，由此可見(jiàn)潛水射流曝氣設(shè)備比較適合在水位變化較大的池中應(yīng)用，具有操作便捷、投入成本低等優(yōu)點(diǎn)。
4.沉水式鼓風(fēng)機(jī)
沉水式鼓風(fēng)機(jī)為傳統(tǒng)陸上型羅茨鼓風(fēng)機(jī)的改良版，是近幾年新出的一種曝氣設(shè)備，專為水處理行業(yè)曝氣而研發(fā)設(shè)計(jì)。沉水式鼓風(fēng)機(jī)采用一體機(jī)形式，風(fēng)機(jī)本體及電機(jī)一體采用O型圈密封，絕無(wú)進(jìn)水之虞。沉水式鼓風(fēng)機(jī)沉于水底，無(wú)需修建風(fēng)機(jī)房，節(jié)約風(fēng)機(jī)管路，且噪音低、安裝維護(hù)簡(jiǎn)單。
其吸收了傳統(tǒng)陸上型羅茨鼓風(fēng)機(jī)和潛水射流曝氣機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，在不降低曝氣質(zhì)量的同時(shí)也更大化的增加了曝氣設(shè)備的優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)已得到廣泛使用，在河道治理、醫(yī)院小區(qū)一體化污水處理等要求較高的污水處理項(xiàng)目上得到了廣泛的實(shí)施。
結(jié)束語(yǔ)
污水治理是一件漫長(zhǎng)的工作，近些年，我國(guó)投入大量的資金引進(jìn)國(guó)外曝氣設(shè)備，而又因?yàn)閲?guó)外曝氣設(shè)備同我國(guó)曝氣設(shè)備在性能上存在相當(dāng)大的差異，因此在管理維護(hù)上存在一定問(wèn)題，這對(duì)我國(guó)污水處理相當(dāng)不利。殊不知，國(guó)內(nèi)曝氣設(shè)備的發(fā)展已悄然上升，開(kāi)拓了一個(gè)新的里程碑。希望以此促進(jìn)我國(guó)環(huán)境工程水處理領(lǐng)域的更好發(fā)展。
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