1、1环境工程水处理中对曝气设备的应用分析【摘要】用曝气设备对环境工程水中的污水进行处理是很重要的一个环节，随着科技的发展，这项技术得到越来越多的关注，20 世界 70 年代曝气设备在欧美已经有了很大的发展，这是对环境工程水有效处理的不可或缺的手段。 【关键词】环境工程水；曝气设备；应用分析 中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号： 一、前言 随着中国城市化和工业化脚步的加快，对环境工程水进行有效处理是当务之急，文章通过介绍曝气设备的原理、曝气设备的分类、应用及新曝气设备来阐述曝气设备在环境工程水处理中的应用。 二、曝气充氧原理 采用 Na2SO3 作为还原剂进行消氧，利用 CoCl
2、12 作为催化剂加快消氧速率，根据化学方程式计算药量:2Na2SO3+O2= 2Na2SO4 的用量要求过量 200 % , CoCl2 的用量要求保持水中的 Co2+质量浓度为 0.5mg/ L。然后进行曝气复氧，测定水中随时问变化的氧的质量浓度，从而计算出氧的总传质系数。 液膜内氧传递微分方程式: dC / d t = Kla(CsC) 其积分形式为:ln(Cs-C)=ln (CsCo)KLat 其中 Cs水中饱和溶解氧浓度,mg/L; C与曝气时问相应的水中溶2解氧浓度,mg/L;Co曝气时间为零时的溶解氧浓度,mg/L; t曝气时间，min;KLa测试条件下氧总传质系数 min-1 将
3、式(1)稍作处理得下式:ln（CsCo）/( CsC)= Klat，令左式 ln（CsCo）/( CsC)= D，于是得 D= KLat 为一条通过原点的直线。 三、曝气设备的分类与应用 污水处理中的曝气设备是随着污水处理技术的深人研究和广泛应用而逐渐发展起来的。一种曝气设备，至少包含一浮体、多组的曝气装置以及控制器。其中，曝气装置组设于浮体之上，而曝气装置可以汲水，并将汲取的水朝至少一选定的方向进行喷出、雾化或曝气。控制器控制这些曝气装置，可产生一第一推力，以推动曝气设备朝第一方向移动。控制器也控制这些曝气装置，可产生一第二推力，以推动曝气设备朝第二方向移动。对于曝气设备的性能有以下几点要求
4、:(1)结构简单;(2)搅拌均匀;(3)能耗小;(4)性能稳定;(5)不产生噪声及其他公害;(6)价格低;(7)耐腐蚀性强。曝气设备主要分为以下几类: 1.鼓风曝气设备 鼓风曝气设备是采用的工具是具有一定风量和压力的曝气风机，其将空气强制加人到污水中是通过扩散曝气器并连接输送管道完成的，该责备能够使池内液体与空气充分接触。鼓风曝气设备系统是由曝气装置、鼓风机、以及连贯的管道组成的，其中通过一系列管道将空气输送到安装在生化池底部的曝气装置就是鼓风机，空气经过曝气装置时会形成不同尺寸的气泡，气泡经过上升与流动最后在液面处破裂，这一过程是氧3向混合液转移的作用。鼓风曝气设备还分为橡胶膜片微孔曝气器;
5、刚玉或粗瓷微孔曝气器;水力冲击式空气扩散器;水下空气扩散器。 2.表面曝气设备 表面曝气设备是利用马达来直接带动轴流式叶轮运作，同时由导管经导水板将废水向四周喷出，喷出的过程中会形成一片薄薄的水幕，在空气中会与空气接触并形成水滴，水滴在在落下时撞击液面时产生的乱流以及大量的气泡会使水中的含氧量增加。表面曝气设备与鼓风曝气相比有一定的优越性，其不需要修建鼓风机房以及大量的布气管道和曝气头，同时表面曝气设备的设施简单、集中，因此其可以节约成本投人。由于污水中如果产生了大量的气泡就会阻碍曝气池液面的吸氧功能，降低溶氧效率，进而使处理效率大大降低，因此其不适用于在曝气过程中会产生大量泡沫的污水处理中。
6、 根据相关实验表明，表面曝气设备适用于中小规模的污水处理厂，在污水处理量比较大的情况下，就需要采用多台表面曝气机械设备进行，这样就会失去表面曝气设备成本投人低的优点，使基建费用和运行费用增加，同时还会加重维护管理的工作，这中情况下最好采取鼓风曝气设备。 3.潜水射流曝气设备 潜水射流曝气设备是由进气导管、混气室、喷嘴座、扩散管以及专用水泵组成的，在运行过程中，水流会通过连接于泵出口的喷嘴座快速的输送到混气室中，进气导管引导空气进人混气室并与水流结合，最后由扩散管排出。 4深水自吸式潜水射流曝气机是潜水射流曝气设备的重要组成部分，其是由 WQ 型潜水污泵、扩散管、进气管以及消音器等所组成，其由潜
7、水电泵产生的水流在经过喷嘴座时，速度会发生变化，形成高速水流，同时在喷嘴座周围形成负压，以使进气管吸人空气，空气会与水流结合形成液气混合流，最后高速喷射而出，其中会夹带大量的气泡，在较大面积和深度的水域里涡旋搅拌，完成曝气。 深水自吸式潜水射流曝气机能够使充氧与水体搅动同时进行，这样可以获得较高的氧转移率，同时也不会产生叶轮堵塞的现象。其会形成有效的对流循环，同时水位的变化与电机负载自荐的影响很小，由此可见潜水射流曝气设备比较适合在水位变化较大的池中应用，在没有压缩空气的情况下，其最大潜水曝气深度能够达到 10 米，具有操作便捷、投人成本低等优点。 四、新型曝气设备在环境工程水处理上的应用 1
8、.聚氧活化曝气增氧机问世 一种不需要鼓风机、供气管道网络和曝气头等笨重设备的聚氧活化曝气增氧机日前在沈阳通过技术鉴定。聚氧活化曝气增氧机首次应用法拉第原理,采用磁性生物工程技术,把空气中富聚、活化的氧气与经磁化的污水充分结合,提高污水溶解氧的饱和度,从而达到降低污染的目的。 2.固定螺旋曝气器 固定螺旋曝气器是国外七十年代用在污水生化处理方面的一项新型曝气装置。它具有曝气效率高、不易堵塞、维护管理方便等特点,在美国和日本的一些大型工业废水处理厂中使用,已取得了较好的效果。固定螺5旋曝气器的构造:由圆筒外壳和螺旋组件两部分组成。 3.氧化沟曝气设备-非金属曝气转刷 氧化沟作为一种污水处理工艺,以
9、其结构简单、流程短、处理效果好、便于管理等特点,在国内污水处理厂得到了广泛的应用。而曝气设备又是氧化沟工艺的核心设备,决定着该工艺的运行稳定性和处理效果,转刷曝气机就是其中之一。目前,国内普遍使用的是金属材料的转刷,但是经过多年实验，非金属曝气转刷有其独特的优点。 4.一种新型曝气设备及其气液传质 开发了一种叶片开孔曝气的新型搅拌设备, 并以清水实验条件为基础, 研究了该设备中气泡运动规律,选择传质理论中的溶质渗透模型, 从单个气泡的产生到上升至液面这一过程入手, 建立传质速率方程, 进而分析了容器中气泡整体的分布状况, 得出总的理论瞬时氧传质速率方程, 用来分析和研究该类设备的气液传质效率,
10、 为设计高效的曝气设备提供理论基础。 5.巡曳式池水曝气设备及其方法 一种巡曳式池水曝气设备及其方法,该设备至少包括一提供池水循环使用的曝气装置、至少一引导装置、与引导装置连接的导引体及一控制器。其中,导引体可为绳索或游泳池中作分隔线的浮环。曝气装置抽取并加压池水由各侧的喷嘴喷出,曝气装置在移位线的前、后两侧设置具有不同出水量的喷嘴,藉由喷嘴所喷出水的后座力的差异来驱动,曝气装置沿着移位线前、后移动。在后座力较强的一侧的喷嘴上设置开关,并以控制器操控开关的开启与关闭,使移位线上前、后两侧的后座力大小时有互换,从6而使曝气装置可来回移位。 五、结束语 目前，中国的曝气设备大都从国外引进，国内有相
11、关的技术但还不够成熟。从国外引进虽然能解决眼前问题，但终非长久之计。然后引进需要大量的金额，并且管理维护和产品更新换代上都受到了严重的制约。所以，在开发研制优秀的国产曝气设备是当务之急。国家政府也应该给予相关政策，鼓励该项目的发展。 参考文献： 1向琴，史永红.曝气在环境工程水处理中的应用J.湖北民族学院学报,2008,(26):85-91. 2孙从军，张明旭.河道曝气技术在河流污染治理中的应用J.2001,(4):12-16. 3钟仁超，陆天友.氧化沟曝气设备性能比较田.贵州大学学报(自然科学版)，2009(1). 4李伟杰，丁志强.曝气设备清水充氧性能测试时间的控制J.工业用水废水.2005.36(4).
