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曝气器技术在污水处理中的应用
来源：大宝娱乐lg游戏环保 宣布时间：2023-08-15
由于工业废水身分的多样性，往往需要通过几种要领组成的处理系统才华抵达所需的排放标准 。污水处理按接纳的要领手段分类，可分为物理法、化学法、物理化学法和生物法4种 。生物法是利用废水中的微生物的代谢作用剖析水中可降解的有机物的一种要领，因为具有处理量大，投资省，经济可靠的特点，它是目今较为普遍的一种水处理要领 。
1 曝气器在污水处理中的应用
生物处理法凭据加入作用的微生物的需氧情况，可分为好氧法和厌氧法两大类 。
一般情况，好氧法比较适用于较低浓度污水，如乙烯厂污水;而厌氧法较适用于处理污泥和较高浓度的污水 。
好氧生物处理法可分为活性污泥法和生物膜法两大类 �；钚晕勰喾ㄊ撬遄跃坏娜斯で炕�，是一种依靠活性污泥事情主体的去除污水中有机物的要领 。保存于活性污泥中的好氧微生物必须在有氧气保存的条件下才华起作用 。在污水处理生化系统的曝气池中，充氧效率与好氧微生物生长量成正相关性 。溶解氧的供应量要凭据好氧微生物的数量、生理特性、基质性质及浓度来综合考虑 。这样，活性污泥才华处在最佳的降解有机物的状态 。
凭据试验标明，曝气池中溶解氧维持在3～4mg/L为宜，若供氧缺乏，活性污泥性能差，导致废水处理效果下降 。为包管有富足的供氧，必须依靠一种设备来完成，例如曝气器 。
2 曝气原理
曝气是使空气与水强烈接触的一种手段，其目的在于将空气中的氧溶解于水中，或者将水中不需要的气体和挥发性物质流放到空气中 �；谎灾�，它是增进气体与液体之间物质交换的一种手段 。它另有其他一些重要作用，如混淆和搅拌 � ？掌械难跬ü仄ūǖ剿�，氧由气相向液相进行传质转移，这种传质扩散的理论，目前应用较多的是刘易斯和惠特曼提出的双膜理论 。
双膜理论认为，在“气水”界面上保存着气膜和液膜，气膜外和液膜外有空气和液体流动，属紊流状态;气膜和液膜间属层流状态，不保存对流，在一定条件下会泛起气压梯度和浓度梯度 。如果液膜中氧的浓度低于水中氧的饱和浓度，空气中的氧继续向内扩散透过液膜进入水体，因而液膜和气膜将成为氧通报的障碍，这就是双膜理论 。
显然，克服液膜障碍最有效的要领是快速变换“气液”界面 。曝气搅拌正是如此，具体的做法就是：减少气泡的巨细，增加气泡的数量，提高液体的紊流水平，加大曝气器的装置深度，延长气泡与液体的接触时间 。曝气设备正是基于这种做法而在污水处理中被广泛接纳的 。
3 曝气类型与曝气器的功效
曝气类型概略分为两类：一类是鼓风曝气，一类是机械曝气 。鼓风曝气是接纳曝气器扩散板或扩散管在水中引入气泡的曝气方法 。一般乙烯厂的污水处理多接纳这种方法 �；灯仄侵咐靡堵值绕餍狄肫莸钠仄椒� 。
所有的曝气设备，都应该满足下列3种功效：
爆发并维持有效的气水接触，并且在生物氧化作用不绝消耗氧气的情况下坚持水中一定的溶解氧浓度;
在曝气区内爆发足够的混相助用和水的环流动;
维持液体的足够速度，以使水中的生物固体处于悬浮状态 。
鼓风曝气设备
鼓风曝气系统由鼓风机、曝气器和一系列连通的管线组成 。鼓风机将空气通过一系列管道输送到装置在池底部的曝气器，通过曝气器，使空气形成差别尺寸的气泡 。气泡在曝气器出口形成，尺寸则取决于空气扩散装置的形式，气泡经过上升和随水环流动，最后在液面处破裂，这一历程爆发氧向污水中转移的作用 。鼓风系统的曝气器主要分为微气泡、中气泡、大气泡、水力剪切、水力攻击及空气升液等类型 。
鼓风曝气设备的主要技术性能指标有：动力效率(Ep)，即每消耗1kW电能转移到混淆液中的氧量;氧的利用效率(EA)，即通过鼓风曝气转移到混淆液的氧量，占总供氧量的百分比(%) 。
微气泡曝气器
微气泡曝气器也称微孔曝气器，接纳多孔性质料如陶粒、粗瓷等掺以适当的如酚醛树脂一类的粘剂，在高温下烧结成为扩散板、扩散管和扩散罩的形式 。凭据装置的型式，可分为提升式微孔曝气器及牢固式微孔曝气器 。
提升式微孔曝气器主要由微孔曝气管、运摆荡臂、提升机等3部分组成：微孔曝气管即由微孔管、前盖、后盖及连接螺栓组成;运摆荡臂是可提升的配管，微孔曝气管装置于支气管上，成栅条状，底座牢固在池壁上，运动立管伸入池中，支管落在池底部，并支架支撑在池底部;曝气器提升机，为运动式电动卷扬机，起吊小车可随意移动，将摇臂提起 。
其事情原理是：空气从微气泡曝气管后盖的通气孔进入曝气管，曝气管的管壁上密布者许多细小的孔隙，管内空气在压力差的作用下，从管壁的孔隙中扩散出来，在污水形成许许多多微小的气泡，并造成水的紊流，从而抵达了将空气中的氧溶入水中的目的 。
微孔曝气管的形式有许多，目前较为常用的有两种：
一种是由粗瓷或刚玉等烧结而成的普通曝气管，这种管壁在烧结历程中爆发许多极微小的孔隙，它的主要特点是能爆发微小的气泡，气泡直径约0.1～0.2mm，气、液接触面积大，氧利用率高，一般可抵达20～25%;其缺点是气压损失较大，易梗塞，送入的空气需经过滤处理，易损坏，一旦损坏，氧利用率就开始快速下降 。
另一种是管式膜片微孔曝气管 。这种曝气管的装置方法与前一种基本一样，但其自身的结构却有很大的区别，它是由一个用ABS或UPVC制成的管子作为布气管，管壁上开有通风孔，布气管外周笼罩着合成橡胶制成的膜片，膜片被金属卡子牢固在管子上 。在合成橡胶膜片上用激光等要领打出均匀漫衍的孔眼 。
曝气时，空气通过管壁上的通气孔进入膜片与管壁之间，在压缩空气的作用下，使膜片微微兴起，孔眼张开，抵达布气扩散的目的 。停止供气，气压消失后，膜片自己在弹性作用下使孔眼自动闭合，由于水压的作用，膜片压实在管壁上 。因此，污水不会倒流而梗塞孔眼 。但由于这种膜片的开孔直径直接影响到氧的利用率，因此，开孔直径应适当 � ？字本豆�，氧的利用率较低，开孔直径过小，氧利用率高，但阻力增大 。橡胶膜片应选用耐老化，高强度胶质，以免膜片泛起撕裂，造成曝气器损坏 。
动态曝气器
动态曝气器是一种新型的曝气器，属于牢固装置式的微气泡曝气器，它由圆罩、旋混筒、旋混圈、套接头抱箍和配气管组成 。
动态曝气器接纳了“大孔排气泡布气”技术，将引入曝气器内的空气划分进行正旋和反旋导流，正旋导流为顺时针偏向，反旋导流为逆时针偏向，由两个差别偏向旋流作用下，在套筒旋混筒内形成一个瞬间连续局部反应的气液强化旋混区 。由旋混旋流作用所爆发的大宗气泡，再经圆罩阻挡扩散作用之后，均匀密布的向上爆发气泡 。
总的来说，动态曝气器是由大孔双向旋混、套筒强化旋混和圆罩阻挡扩散等种种结构作用，使气相在液相中碰撞、剪切和支解，从而形成混淆性扩散 。由于动态曝气器接纳了大孔排气，纵然停风停压后，污水倒流进曝气器和配气管中，也不会造成排气孔梗塞，从而从基础上解决了曝气器梗塞的问题，可恒久坚持氧利用率不爆发变革 。但由于爆发气泡的直径较大，氧利用率相对微孔曝气器要低，一般在15～19%之间 。与动态曝气器的结构和性能类似的另有旋混曝气器 。
摇臂微孔曝气器与动态曝气器的比照
除了上面所讲的气泡直径、氧利用率、是否易梗塞等差别之处外，两者另有以下几个差别点：
1装置方法
摇臂微孔曝气器为可运动式装置，当曝气器需要更换或检修时，可用提升机将曝气器从水中出来，在池面进行施工检修，不影响同池其他曝气器的事情，不需要停池净水，检修本钱低，事情量少 。
动态曝气器为牢固式装置，一经装置完成后，便不可以移动，如果某间曝气池需要检修，就必须停止该池的运行，并且将池内的污水和淤泥等杂物清除后，方可施工，检修本钱较高 。
2耐用性
摇臂式微孔曝气器的失效形式主要有以下3种：钢制布气管生锈后爆发氧化铁以及污水和空气中的杂物会造成曝气管内堵，曝气管内气流漫衍不均匀，使曝气管颤抖，而爆发疲劳损坏;曝气管装置在管接头上，在曝气管颤抖和污水腐化的双重作用下，管接头易从根部折断，污水的腐化还会造成布气管壁减薄穿孔;水下摇臂运动枢纽恒久浸泡在水中，可能会因为生锈等原因而无法转动，从而使得曝气器不可正常提升到水面 。以上3种失效形式，经过近年来的新技术的应用，已经获得很大的改善，使得曝气器的使用寿命可达5年左右 。
动态曝气器的失效形式则有：由于疲劳或腐化等原因，曝气头各部件(如圆罩、旋混筒、旋混圈等)之间的连接件断裂或松脱，而造成曝气头解体或脱落;配气管断裂;配气管一般接纳UPVC等非金属管材，管子与管子，管子与管件多用胶水粘连，一旦粘接不牢，容易从粘连处脱落和漏气 。这3种失效形式一般可以通过合理选型，正确选材，严把质量关等要领来制止 。因此，这种曝气器的使用寿命较长，可达8～10年 。
3实际应用
摇臂式微孔曝气器因为有氧利用率高、检修便当等优点，较多应用在生产负荷较重、污水水质较卑劣的一级生化系统;牢固式动态曝气器则因为有氧利用率稍低但可以恒久坚持，检修困难但使用寿命长的特点，一般应用在生产负荷较低，污水水质较好的二级生化系统 。
曝气器的种类很是多，经过不绝的更新和生长，其结构和性能更是有着日新月异的变革 。本文介绍的只是其中少少的几种，所作的论述也执偾凭据外地区的有限几家污水处理场的情况而作，一些看法带有很大的片面性和局限性 。
而曝气器的选用依据各有偏重，主要考虑下列因素：
空气扩散装置应具有较高的氧利用率和动力效率，具有较好的节能效果;
不易梗塞，泛起故障易排除，便于维护治理;
结构简单，便于装置，工程造价及装置自己本钱都较低 。
别的，还应考虑污水的水质，地区条件以及曝气池型、水深等 。
1 曝气器在污水处理中的应用
生物处理法凭据加入作用的微生物的需氧情况，可分为好氧法和厌氧法两大类 。
一般情况，好氧法比较适用于较低浓度污水，如乙烯厂污水;而厌氧法较适用于处理污泥和较高浓度的污水 。
好氧生物处理法可分为活性污泥法和生物膜法两大类 �；钚晕勰喾ㄊ撬遄跃坏娜斯で炕�，是一种依靠活性污泥事情主体的去除污水中有机物的要领 。保存于活性污泥中的好氧微生物必须在有氧气保存的条件下才华起作用 。在污水处理生化系统的曝气池中，充氧效率与好氧微生物生长量成正相关性 。溶解氧的供应量要凭据好氧微生物的数量、生理特性、基质性质及浓度来综合考虑 。这样，活性污泥才华处在最佳的降解有机物的状态 。
凭据试验标明，曝气池中溶解氧维持在3～4mg/L为宜，若供氧缺乏，活性污泥性能差，导致废水处理效果下降 。为包管有富足的供氧，必须依靠一种设备来完成，例如曝气器 。
2 曝气原理
曝气是使空气与水强烈接触的一种手段，其目的在于将空气中的氧溶解于水中，或者将水中不需要的气体和挥发性物质流放到空气中 �；谎灾�，它是增进气体与液体之间物质交换的一种手段 。它另有其他一些重要作用，如混淆和搅拌 � ？掌械难跬ü仄ūǖ剿�，氧由气相向液相进行传质转移，这种传质扩散的理论，目前应用较多的是刘易斯和惠特曼提出的双膜理论 。
双膜理论认为，在“气水”界面上保存着气膜和液膜，气膜外和液膜外有空气和液体流动，属紊流状态;气膜和液膜间属层流状态，不保存对流，在一定条件下会泛起气压梯度和浓度梯度 。如果液膜中氧的浓度低于水中氧的饱和浓度，空气中的氧继续向内扩散透过液膜进入水体，因而液膜和气膜将成为氧通报的障碍，这就是双膜理论 。
显然，克服液膜障碍最有效的要领是快速变换“气液”界面 。曝气搅拌正是如此，具体的做法就是：减少气泡的巨细，增加气泡的数量，提高液体的紊流水平，加大曝气器的装置深度，延长气泡与液体的接触时间 。曝气设备正是基于这种做法而在污水处理中被广泛接纳的 。
3 曝气类型与曝气器的功效
曝气类型概略分为两类：一类是鼓风曝气，一类是机械曝气 。鼓风曝气是接纳曝气器扩散板或扩散管在水中引入气泡的曝气方法 。一般乙烯厂的污水处理多接纳这种方法 �；灯仄侵咐靡堵值绕餍狄肫莸钠仄椒� 。
所有的曝气设备，都应该满足下列3种功效：
爆发并维持有效的气水接触，并且在生物氧化作用不绝消耗氧气的情况下坚持水中一定的溶解氧浓度;
在曝气区内爆发足够的混相助用和水的环流动;
维持液体的足够速度，以使水中的生物固体处于悬浮状态 。
鼓风曝气设备
鼓风曝气系统由鼓风机、曝气器和一系列连通的管线组成 。鼓风机将空气通过一系列管道输送到装置在池底部的曝气器，通过曝气器，使空气形成差别尺寸的气泡 。气泡在曝气器出口形成，尺寸则取决于空气扩散装置的形式，气泡经过上升和随水环流动，最后在液面处破裂，这一历程爆发氧向污水中转移的作用 。鼓风系统的曝气器主要分为微气泡、中气泡、大气泡、水力剪切、水力攻击及空气升液等类型 。
鼓风曝气设备的主要技术性能指标有：动力效率(Ep)，即每消耗1kW电能转移到混淆液中的氧量;氧的利用效率(EA)，即通过鼓风曝气转移到混淆液的氧量，占总供氧量的百分比(%) 。
微气泡曝气器
微气泡曝气器也称微孔曝气器，接纳多孔性质料如陶粒、粗瓷等掺以适当的如酚醛树脂一类的粘剂，在高温下烧结成为扩散板、扩散管和扩散罩的形式 。凭据装置的型式，可分为提升式微孔曝气器及牢固式微孔曝气器 。
提升式微孔曝气器主要由微孔曝气管、运摆荡臂、提升机等3部分组成：微孔曝气管即由微孔管、前盖、后盖及连接螺栓组成;运摆荡臂是可提升的配管，微孔曝气管装置于支气管上，成栅条状，底座牢固在池壁上，运动立管伸入池中，支管落在池底部，并支架支撑在池底部;曝气器提升机，为运动式电动卷扬机，起吊小车可随意移动，将摇臂提起 。
其事情原理是：空气从微气泡曝气管后盖的通气孔进入曝气管，曝气管的管壁上密布者许多细小的孔隙，管内空气在压力差的作用下，从管壁的孔隙中扩散出来，在污水形成许许多多微小的气泡，并造成水的紊流，从而抵达了将空气中的氧溶入水中的目的 。
微孔曝气管的形式有许多，目前较为常用的有两种：
一种是由粗瓷或刚玉等烧结而成的普通曝气管，这种管壁在烧结历程中爆发许多极微小的孔隙，它的主要特点是能爆发微小的气泡，气泡直径约0.1～0.2mm，气、液接触面积大，氧利用率高，一般可抵达20～25%;其缺点是气压损失较大，易梗塞，送入的空气需经过滤处理，易损坏，一旦损坏，氧利用率就开始快速下降 。
另一种是管式膜片微孔曝气管 。这种曝气管的装置方法与前一种基本一样，但其自身的结构却有很大的区别，它是由一个用ABS或UPVC制成的管子作为布气管，管壁上开有通风孔，布气管外周笼罩着合成橡胶制成的膜片，膜片被金属卡子牢固在管子上 。在合成橡胶膜片上用激光等要领打出均匀漫衍的孔眼 。
曝气时，空气通过管壁上的通气孔进入膜片与管壁之间，在压缩空气的作用下，使膜片微微兴起，孔眼张开，抵达布气扩散的目的 。停止供气，气压消失后，膜片自己在弹性作用下使孔眼自动闭合，由于水压的作用，膜片压实在管壁上 。因此，污水不会倒流而梗塞孔眼 。但由于这种膜片的开孔直径直接影响到氧的利用率，因此，开孔直径应适当 � ？字本豆�，氧的利用率较低，开孔直径过小，氧利用率高，但阻力增大 。橡胶膜片应选用耐老化，高强度胶质，以免膜片泛起撕裂，造成曝气器损坏 。
动态曝气器
动态曝气器是一种新型的曝气器，属于牢固装置式的微气泡曝气器，它由圆罩、旋混筒、旋混圈、套接头抱箍和配气管组成 。
动态曝气器接纳了“大孔排气泡布气”技术，将引入曝气器内的空气划分进行正旋和反旋导流，正旋导流为顺时针偏向，反旋导流为逆时针偏向，由两个差别偏向旋流作用下，在套筒旋混筒内形成一个瞬间连续局部反应的气液强化旋混区 。由旋混旋流作用所爆发的大宗气泡，再经圆罩阻挡扩散作用之后，均匀密布的向上爆发气泡 。
总的来说，动态曝气器是由大孔双向旋混、套筒强化旋混和圆罩阻挡扩散等种种结构作用，使气相在液相中碰撞、剪切和支解，从而形成混淆性扩散 。由于动态曝气器接纳了大孔排气，纵然停风停压后，污水倒流进曝气器和配气管中，也不会造成排气孔梗塞，从而从基础上解决了曝气器梗塞的问题，可恒久坚持氧利用率不爆发变革 。但由于爆发气泡的直径较大，氧利用率相对微孔曝气器要低，一般在15～19%之间 。与动态曝气器的结构和性能类似的另有旋混曝气器 。
摇臂微孔曝气器与动态曝气器的比照
除了上面所讲的气泡直径、氧利用率、是否易梗塞等差别之处外，两者另有以下几个差别点：
1装置方法
摇臂微孔曝气器为可运动式装置，当曝气器需要更换或检修时，可用提升机将曝气器从水中出来，在池面进行施工检修，不影响同池其他曝气器的事情，不需要停池净水，检修本钱低，事情量少 。
动态曝气器为牢固式装置，一经装置完成后，便不可以移动，如果某间曝气池需要检修，就必须停止该池的运行，并且将池内的污水和淤泥等杂物清除后，方可施工，检修本钱较高 。
2耐用性
摇臂式微孔曝气器的失效形式主要有以下3种：钢制布气管生锈后爆发氧化铁以及污水和空气中的杂物会造成曝气管内堵，曝气管内气流漫衍不均匀，使曝气管颤抖，而爆发疲劳损坏;曝气管装置在管接头上，在曝气管颤抖和污水腐化的双重作用下，管接头易从根部折断，污水的腐化还会造成布气管壁减薄穿孔;水下摇臂运动枢纽恒久浸泡在水中，可能会因为生锈等原因而无法转动，从而使得曝气器不可正常提升到水面 。以上3种失效形式，经过近年来的新技术的应用，已经获得很大的改善，使得曝气器的使用寿命可达5年左右 。
动态曝气器的失效形式则有：由于疲劳或腐化等原因，曝气头各部件(如圆罩、旋混筒、旋混圈等)之间的连接件断裂或松脱，而造成曝气头解体或脱落;配气管断裂;配气管一般接纳UPVC等非金属管材，管子与管子，管子与管件多用胶水粘连，一旦粘接不牢，容易从粘连处脱落和漏气 。这3种失效形式一般可以通过合理选型，正确选材，严把质量关等要领来制止 。因此，这种曝气器的使用寿命较长，可达8～10年 。
3实际应用
摇臂式微孔曝气器因为有氧利用率高、检修便当等优点，较多应用在生产负荷较重、污水水质较卑劣的一级生化系统;牢固式动态曝气器则因为有氧利用率稍低但可以恒久坚持，检修困难但使用寿命长的特点，一般应用在生产负荷较低，污水水质较好的二级生化系统 。
曝气器的种类很是多，经过不绝的更新和生长，其结构和性能更是有着日新月异的变革 。本文介绍的只是其中少少的几种，所作的论述也执偾凭据外地区的有限几家污水处理场的情况而作，一些看法带有很大的片面性和局限性 。
而曝气器的选用依据各有偏重，主要考虑下列因素：
空气扩散装置应具有较高的氧利用率和动力效率，具有较好的节能效果;
不易梗塞，泛起故障易排除，便于维护治理;
结构简单，便于装置，工程造价及装置自己本钱都较低 。
别的，还应考虑污水的水质，地区条件以及曝气池型、水深等 。
