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曝氣設備 圖片來自抖音

曝氣設備向污水中增氧的設備。

在水處理工藝中，曝氣設備是給水生物預處理、污水生物處理的關鍵性設備。其功能是採取一定的技術措施，通過曝氣裝置將空氣中的氧氣轉移到曝氣池的液體中，以供給好氧生物新陳代謝所需要的氧量，同時對池內水體進行充分均勻地混合，達到生物處理的目的。

在污水處理過程中，廢水中的有機物、氮、磷等污染物需要通過生物降解進行去除，而生物降解過程需要氧氣的參與。曝氣設備作為一種常用的污水處理設備，通過向廢水中通入氧氣，提供充足的氧氣供給，促進生物降解反應，加速污染物的去除。本文將詳細介紹污水處理曝氣設備的原理及應用，以幫助讀者深入了解該技術在環境保護領域的重要作用和應用前景。

曝氣設備的用途

曝氣的主要作用有二:

一是充氧，向活性污泥微生物提供足夠的溶解氧，以滿足其在代謝過程中所需的氧量；

二是攪拌、混合，使曝氣池內的各相物質處於懸浮狀態。

曝氣設備的分類

曝氣設備的分類

水處理中常用的曝氣設備可分為以下幾類:表面曝氣設備、鼓風曝氣設備、水下曝氣設備、純氧曝氣設備和深井曝氣設備等。

（1）表面曝氣設備在水體表面旋轉時產生水躍，把大量水滴和片狀水幕拋向空中，水與空氣的充分接觸，使氧氣很快溶入水體。充氧的同時，在曝氣器的推流作用下，將池底含氧少的水體提升向上環流，不斷地充氧。

表面曝氣設備應用較為普遍，與鼓風曝氣相比，不需要修建鼓風機房及設置大量布氣管道和曝氣頭，設置簡單、集中。但表面曝氣設備一般不適用於曝氣過程中產生大量氣泡的污水。其原因是產生的泡沫會阻礙曝氣池液面吸氧，使溶氧效率急劇下降。

表面曝氣設備適用於中、小規模的污水處理廠。當污水處理量較大時，採用多台表面曝氣設備會導致基建費用和運行費用的增加，同時維護管理工作比較繁重，此時應考慮鼓風曝氣工藝。

表面曝氣設備按照轉軸的方向不同可以分為立軸式和水平軸式兩類。

（2）鼓風曝氣是鼓風機送出的壓縮空氣通過管道系統送到安裝在曝氣池中的空氣擴散裝置(曝氣器)上，空氣從那裡以微小氣泡的形式逸出，並在混合液中擴散，使氣泡中的氧轉移到混合液中去。同時氣泡在混合液中強烈擴散、攪動，使混合液處於劇烈混合、攪拌狀態。

鼓風曝氣系統由鼓風機、空氣擴散裝置(即曝氣器)和空氣輸送管道所組成。鼓風機將空氣通過管道輸送到安裝在曝氣池底部的曝氣器，在曝氣器出口處形成不同尺寸的氣泡，氣泡經過上升和隨水循環流動，最後在液面處破裂。在這一過程中空氣中的氧轉移到混合液中。

鼓風曝氣系統的空氣擴散裝置主要分為:微氣泡、中氣泡、大氣泡、水力前切、水力衝擊及空氣升液等類型。大氣泡型曝氣裝置因氧利用率過低，現在已極少採用。

（3）水下曝氣器置於被曝氣水體中層或底層，將空氣送入水中與水體混合，完成空氣中氧由氣相向液相的轉移過程。多用於工業廢水和城市生活污水的生化處理曝氣池中，對污水和污泥進行混合充氧，活躍和繁殖好氧菌，在水源原位修復中應用較多，與表面曝氣方式相比，水下曝氣器突出的優點是能夠提高氧的轉移速度。並且由於底邊流速快，在比較大的範圍內可防止污泥沉澱。另外，水下曝氣無泡沫飛派，噪聲小，避免了二次污染:在水下運行保溫性好，尤其適於寒冷地區使用。水下曝氣器種類較多，其設備技術發展較快，按進氣方式可以分為壓縮空氣送人與自吸空氣式兩類。

常用的水下曝氣設備有:射流曝氣機、泵式曝氣機、自吸式螺旋曝氣機、水下葉輪曝氣器、兩用曝氣器和揚水曝氣器等。

（4）純氧曝氣設備由制氧、輸氧和充氧裝置等組成。

隨着制氧技術的發展，用氧氣(純氧成高氧)代替空氣進行生物曝氣是近30年來的重要發展。純氧曝氣與空氣曝氣的機理基本相同，但空氣中復的含量僅為21%，而純氧中的氧含量為90% ~95%，純氧氧分壓比空氣高4.4-4.7倍，用純氧進行曝氣能夠提高氧向混合液中傳遞效率。

採用純氧曝氣系統的主要優點有:氧利用率可達80% - 90%，而鼓風曝氣系統僅為10%左右;曝氣池內混合液的MLSS值可達4000~ 7000mg/L能夠提高曝氣池的容積負荷;曝氣池混合液的SVI值較低，一般都低於100，污泥膨脹現象發生的較少;產生的剩餘污泥量少。

純氧曝氣系統需要專設一套供氧設備， 為了有效地利用氧氣，純氧曝氣法的池型、溶氧裝置等與空氣法有許多不同。按曝氣池的不同可分為:加蓋表面曝氣葉輪式氧氣曝氣池、聯合曝氣式氧曝池和敞開式超微氣泡氧曝池等。

（5）隨着鑽井技術的發展，出現了深井曝氣。深井一般深達50~150m,遠遠超過所有曝氣池。依據亨利定律，氣體在水中的溶解度與水深成正比，因此井底DO濃度可達30mg/L以上。所以深井中的高靜壓水為微生物提供更充足的溶解氧，同時井內混合液反覆循環所造成的強烈攪拌作用，更強化了向微生物的傳質作用。深井曝氣高效、節能、省地，對城市污水和工業廢水均可應用。由於深井面積小，便於加蓋，特別適用於寒冷地區和環境要求高的地區。深井的類型有U形管型、中隔板型和同心圓型。其中，U形管型深井設有沉降區和升流區，靠兩區中水的密度差形成不斷循環U形管型深井的降流區與升流區一般採用相同的斷面面積， 兩管間距不小於0.2m。