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[摘 要]目前，世界上所有现代化水处理工程项目中均有曝气技术的应用。曝气技术是促进水中有机物被微生物有氧分解的一种污水处理技术，它是污水好氧生化处理中的一个重要环节。曝气设备在工作时，通过各种方式将空气和水体混合，使得水中的溶氧量增大。某些曝气设备还可以起到促进池中水体循环、防止污泥沉淀等作用。
[关键词]曝气；环境工程；水处理；应用
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）01-0200-01
1 引言
在当下环境污染问题不断恶化的新形势下，水污染问题也变得越来越严峻，并且已经受到了越来越多人的关注。目前，环境工程中的水处理技术已经被广泛应用于水污染的处理之中，而且已经取得了一定的成果。水处理主要是通过培养水下微生物来达到处理污水中污染物的目的，而曝气设备的出现可以使污水处理效果得到显著的提升。因此，曝气设备的使用已经成为环境工程污水处理中广泛关注的一个焦点。为此，本文对环境工程水处理中曝气设备的应用进行了探讨，旨在期望改善我国的水污染处理效果。
2 曝气设备概述
2.1 曝气设备工作原理分析
对于曝气设备的工作原理而言，其主要是以在空压机、曝气机、空气动力泵为动力源，在其作用下使空气同水进行充分接触，进而实现将空气中的氧溶解在水中的目标，从而为微生物提供相应的有氧环境，加快污染物降解速度，从而更好的实现净化水质的目标。同时可以将水中无用的气体或者容易挥发的物质放逐至空气中，为此在各类污水处理中得到广泛应用。
2.2 曝气设备优势分析
曝气设备在环境工程水处理中应用较为广泛，通过调查和实践发现其具有如下优势：其一，内部构造较为简单，实际操作过程比较方便；其二，充氧效果较好，能够给水体提供充足且均匀的氧气；其三，出现噪音污染或者水体二次污染的几率相对较小。为了更好的发挥曝气设备的作用和价值在实际应用过程中工作人员需要对污水处理环境各方面因素进行充分考虑，例如：水处理面积，污染程度以及污染物种类等，为各类参数设置提供可靠的依据和支持，从而提高水处理效果。
3 曝气设备的分类
3.1 鼓风曝气设备
鼓风曝气设备（见图1）由空气扩散装置，加压装置以及輸送管道等构成，其中空气加压装置有包括鼓风机及空气净化系统，在应用过程中工作人员需要根据实际需氧量及搅拌条件对鼓风机的送风量进行明确，同时需要确保鼓风机的送风压力要超过管道系统摩擦损耗以及空气扩散装置位置的静压力，从而保证气体能够成功送至水体中；输送管道主要包括输气管，曝气池中的干管及支管等；空气扩散装置在鼓风曝气设备中占据较为重要的位置，其能够根据实际需要将气体分成不同尺寸的气泡，可以使气体可以和水体进行充分接触，进而提高污水处理效果。鼓风曝气系统中的曝气器包括微气泡，中气泡以及射流曝气器等，其中微气泡曝气器将安装型式作为主要依据又分为提升式微孔曝气器和固定式微孔曝气器两种。微气泡曝气管形式多种多样，普通曝气管以及管式膜片微孔曝气管是常用的两种形式，前者产生气泡的直径在0.1-0.2米之间，氧利用率在20%-25%之间；后者尺寸为520毫米，服务面积为每平方米1-3个，氧利用率为27%-38%。中气泡曝气器又分为穿孔管曝气器和网状膜曝气器，前者规格在25-50毫米之间，氧利用率为4%-6%，动力效率为1.0kgO2/kWh；后者服务面积为每平方米0.5个，氧利用率为12%-15%，动力效率为2.7-3.7kgO2/kWh。
3.2 表面曝气设备
表面曝气设备主要是借助马达来促使轴流式叶轮转动，并由导管经导水板把污水喷射于四周，在喷射污水的过程中，会产生一片细薄的水幕，在接触到空气之后就会产生水滴，水滴在落下与液面撞击的过程中，会形成巨大的乱流和大量的气泡，这样便可以达到增加水中含氧量的目的。较之鼓风曝气设备，表面曝气设备更具优势，使用表面曝气设备无需铺设曝气头及布气管道，也无需建造鼓风机房，而且表面曝气设备的设施均较为集中且简便，使用表面曝气设备可以大大地减少资金投入，具有较好的经济性。
3.3 潜水射流曝气设备
在使用潜水射流曝气设备的过程中，水流会从与泵出口相连的喷嘴座流过，并迅速地传输至混气室中，进气导管在把空气引入混气室后，会使其充分融合水流，最后再将水流与空气从扩散管排出。潜水射流曝气设备中一个非常重要的部分就是深水自吸式潜水射流曝气机，其元器件主要有：进气管、扩散管、消音器以及WQ型潜水排污泵，当喷嘴座中流经由潜水电泵形成的水流时，水流速度会出现改变，产生高速水流，而且会有负压产生于喷嘴座四周，以促使空气流入进气管，水流会与空气融合产生液气混合流，最后以较快的速度喷射而出，同时会有大量的气泡掺杂于其中，最后在深度较高及面积较大的水域中涡旋搅拌，达到曝气的效果。
4 环境工程水处理中曝气设备的使用分析
4.1 鼓风曝气设备的应用
鼓风曝气设备的应用特性，可以依据其产生气泡的性质差异来进行评价。对于用于形成微小气泡的曝气设备，其扩散装置由多孔透气材料构成，如陶粒、氧化铝、尼龙等。该种设备可以产生直径小于0.2mm的微小气泡，在该种气泡的作用下，气液接触面积最大，氧气利用率极高，但也存在着扩散阻力较大、容易堵塞等缺点。为了防止堵塞扩散装置，需要在鼓风前将空气通入净化器中处理净化；用于形成中型气泡的管道由塑料或钢制成，由管道下部两侧开孔以形成气泡。该种装置结构简单且气体流动阻力较小，在大流速条件下（x≥10m/s）不容易形成堵塞，可靠性很高。但同时，其氧气利用率和动力效率就相对较低；为了形成大型气泡，常常采用管口直径大于15mm的竖管作为扩散管道，该种管道阻力损失极小，且几乎不会形成堵塞，但氧气利用率极低，一般小于6%。 4.2 表面曝气设备的应用
表面曝气设备相对于其余曝气设备，总体具有结构简单、安装使用和维护方便等特点，因此在城市污水和工业废水的处理过程中有着较为广泛地应用。具体来讲，转刷曝气器的推进力较强，可灵活地调节充氧能力，具备很好的充氧效率，但容易破坏活性污泥絮体；转盘曝气器同样具备转刷曝气器的主要优点，且对絮体的剪切作用小；新型转筒曝气器集曝气、搅拌、混合、循环推流等多种功能于一体，不仅改善了深水曝气的效率，且可以适应不同的工作环境，安装和维护工作也较为方便。
4.3 水下曝气设备的应用
水下曝气设备能够放置在水体较深的位置，进而使气体和水体更好的混合在一起，其具有供氧速度快、能够阻止曝气池中污泥沉淀以及噪声污染较小的特点，将水下供气方式作为主要依据将其分为射流式曝气机、潜水式曝气机两种，其中射流式曝气机又分为自吸式和供气式两种，其在建筑及工业废水处理中应用较多，通常情况下将供气式射流曝气机设置在曝气池及氧化沟底部位置，在外部對加压水管及压水空气管进行合理连接，在压缩空气同加压水混合均匀后会向水平方向喷射形成一定面积的射流及混合搅拌区域，进而为水体提供充足的氧气，在环境工程水处理中比较常用的供气式射流曝气机是密集多喷嘴空气扩散装置，其由进水管，喷嘴以及曝气筒等构成，一般情况下将喷嘴安装在曝气筒的中部位置或者下部位置，空气通过喷嘴向上喷出，进而实现曝气筒中混合液上下循环流动的目标，通常情况下喷嘴的直径在5-10毫米之间，出口流速在80-100米每秒之间。潜水式曝气机具有应用范围较大及氧气利用率较高的特点，其由叶轮、减速箱以及潜水电机构成，在应用过程中需要将叶轮和潜水电机进行合理连接，在叶轮转动作用下进水区会产生较大的流速，同时在负压作用下能够将气体吸入导管中，待气体和水体混合均匀后再由导流孔口增压排出，从而对污水进行有效处理。
5 结束语
随着经济不断的发展，人将会越来越重视环境保护的重要性。目前最重要的工作就是对被污染的环境进行处理。文章着重介绍了水处理的技术，应该加大对水资源的处理，提高水资源的利用率。我们应该加大对水处理技术的研究，应该加大资金的投入，积极进行自己的自主研发。
参考文献
[1] 焦慧.CNTs-MnO_2/PANI三元复合材料的制备、表征及其在曝气工艺中的应用[D].河南大学，2015.
[2] 王丹丹，徐海峰.膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用分析[J].黑龙江科技信息，2016，36：36.
[关键词]曝气；环境工程；水处理；应用
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）01-0200-01
1 引言
在当下环境污染问题不断恶化的新形势下，水污染问题也变得越来越严峻，并且已经受到了越来越多人的关注。目前，环境工程中的水处理技术已经被广泛应用于水污染的处理之中，而且已经取得了一定的成果。水处理主要是通过培养水下微生物来达到处理污水中污染物的目的，而曝气设备的出现可以使污水处理效果得到显著的提升。因此，曝气设备的使用已经成为环境工程污水处理中广泛关注的一个焦点。为此，本文对环境工程水处理中曝气设备的应用进行了探讨，旨在期望改善我国的水污染处理效果。
2 曝气设备概述
2.1 曝气设备工作原理分析
对于曝气设备的工作原理而言，其主要是以在空压机、曝气机、空气动力泵为动力源，在其作用下使空气同水进行充分接触，进而实现将空气中的氧溶解在水中的目标，从而为微生物提供相应的有氧环境，加快污染物降解速度，从而更好的实现净化水质的目标。同时可以将水中无用的气体或者容易挥发的物质放逐至空气中，为此在各类污水处理中得到广泛应用。
2.2 曝气设备优势分析
曝气设备在环境工程水处理中应用较为广泛，通过调查和实践发现其具有如下优势：其一，内部构造较为简单，实际操作过程比较方便；其二，充氧效果较好，能够给水体提供充足且均匀的氧气；其三，出现噪音污染或者水体二次污染的几率相对较小。为了更好的发挥曝气设备的作用和价值在实际应用过程中工作人员需要对污水处理环境各方面因素进行充分考虑，例如：水处理面积，污染程度以及污染物种类等，为各类参数设置提供可靠的依据和支持，从而提高水处理效果。
3 曝气设备的分类
3.1 鼓风曝气设备
鼓风曝气设备（见图1）由空气扩散装置，加压装置以及輸送管道等构成，其中空气加压装置有包括鼓风机及空气净化系统，在应用过程中工作人员需要根据实际需氧量及搅拌条件对鼓风机的送风量进行明确，同时需要确保鼓风机的送风压力要超过管道系统摩擦损耗以及空气扩散装置位置的静压力，从而保证气体能够成功送至水体中；输送管道主要包括输气管，曝气池中的干管及支管等；空气扩散装置在鼓风曝气设备中占据较为重要的位置，其能够根据实际需要将气体分成不同尺寸的气泡，可以使气体可以和水体进行充分接触，进而提高污水处理效果。鼓风曝气系统中的曝气器包括微气泡，中气泡以及射流曝气器等，其中微气泡曝气器将安装型式作为主要依据又分为提升式微孔曝气器和固定式微孔曝气器两种。微气泡曝气管形式多种多样，普通曝气管以及管式膜片微孔曝气管是常用的两种形式，前者产生气泡的直径在0.1-0.2米之间，氧利用率在20%-25%之间；后者尺寸为520毫米，服务面积为每平方米1-3个，氧利用率为27%-38%。中气泡曝气器又分为穿孔管曝气器和网状膜曝气器，前者规格在25-50毫米之间，氧利用率为4%-6%，动力效率为1.0kgO2/kWh；后者服务面积为每平方米0.5个，氧利用率为12%-15%，动力效率为2.7-3.7kgO2/kWh。
3.2 表面曝气设备
表面曝气设备主要是借助马达来促使轴流式叶轮转动，并由导管经导水板把污水喷射于四周，在喷射污水的过程中，会产生一片细薄的水幕，在接触到空气之后就会产生水滴，水滴在落下与液面撞击的过程中，会形成巨大的乱流和大量的气泡，这样便可以达到增加水中含氧量的目的。较之鼓风曝气设备，表面曝气设备更具优势，使用表面曝气设备无需铺设曝气头及布气管道，也无需建造鼓风机房，而且表面曝气设备的设施均较为集中且简便，使用表面曝气设备可以大大地减少资金投入，具有较好的经济性。
3.3 潜水射流曝气设备
在使用潜水射流曝气设备的过程中，水流会从与泵出口相连的喷嘴座流过，并迅速地传输至混气室中，进气导管在把空气引入混气室后，会使其充分融合水流，最后再将水流与空气从扩散管排出。潜水射流曝气设备中一个非常重要的部分就是深水自吸式潜水射流曝气机，其元器件主要有：进气管、扩散管、消音器以及WQ型潜水排污泵，当喷嘴座中流经由潜水电泵形成的水流时，水流速度会出现改变，产生高速水流，而且会有负压产生于喷嘴座四周，以促使空气流入进气管，水流会与空气融合产生液气混合流，最后以较快的速度喷射而出，同时会有大量的气泡掺杂于其中，最后在深度较高及面积较大的水域中涡旋搅拌，达到曝气的效果。
4 环境工程水处理中曝气设备的使用分析
4.1 鼓风曝气设备的应用
鼓风曝气设备的应用特性，可以依据其产生气泡的性质差异来进行评价。对于用于形成微小气泡的曝气设备，其扩散装置由多孔透气材料构成，如陶粒、氧化铝、尼龙等。该种设备可以产生直径小于0.2mm的微小气泡，在该种气泡的作用下，气液接触面积最大，氧气利用率极高，但也存在着扩散阻力较大、容易堵塞等缺点。为了防止堵塞扩散装置，需要在鼓风前将空气通入净化器中处理净化；用于形成中型气泡的管道由塑料或钢制成，由管道下部两侧开孔以形成气泡。该种装置结构简单且气体流动阻力较小，在大流速条件下（x≥10m/s）不容易形成堵塞，可靠性很高。但同时，其氧气利用率和动力效率就相对较低；为了形成大型气泡，常常采用管口直径大于15mm的竖管作为扩散管道，该种管道阻力损失极小，且几乎不会形成堵塞，但氧气利用率极低，一般小于6%。 4.2 表面曝气设备的应用
表面曝气设备相对于其余曝气设备，总体具有结构简单、安装使用和维护方便等特点，因此在城市污水和工业废水的处理过程中有着较为广泛地应用。具体来讲，转刷曝气器的推进力较强，可灵活地调节充氧能力，具备很好的充氧效率，但容易破坏活性污泥絮体；转盘曝气器同样具备转刷曝气器的主要优点，且对絮体的剪切作用小；新型转筒曝气器集曝气、搅拌、混合、循环推流等多种功能于一体，不仅改善了深水曝气的效率，且可以适应不同的工作环境，安装和维护工作也较为方便。
4.3 水下曝气设备的应用
水下曝气设备能够放置在水体较深的位置，进而使气体和水体更好的混合在一起，其具有供氧速度快、能够阻止曝气池中污泥沉淀以及噪声污染较小的特点，将水下供气方式作为主要依据将其分为射流式曝气机、潜水式曝气机两种，其中射流式曝气机又分为自吸式和供气式两种，其在建筑及工业废水处理中应用较多，通常情况下将供气式射流曝气机设置在曝气池及氧化沟底部位置，在外部對加压水管及压水空气管进行合理连接，在压缩空气同加压水混合均匀后会向水平方向喷射形成一定面积的射流及混合搅拌区域，进而为水体提供充足的氧气，在环境工程水处理中比较常用的供气式射流曝气机是密集多喷嘴空气扩散装置，其由进水管，喷嘴以及曝气筒等构成，一般情况下将喷嘴安装在曝气筒的中部位置或者下部位置，空气通过喷嘴向上喷出，进而实现曝气筒中混合液上下循环流动的目标，通常情况下喷嘴的直径在5-10毫米之间，出口流速在80-100米每秒之间。潜水式曝气机具有应用范围较大及氧气利用率较高的特点，其由叶轮、减速箱以及潜水电机构成，在应用过程中需要将叶轮和潜水电机进行合理连接，在叶轮转动作用下进水区会产生较大的流速，同时在负压作用下能够将气体吸入导管中，待气体和水体混合均匀后再由导流孔口增压排出，从而对污水进行有效处理。
5 结束语
随着经济不断的发展，人将会越来越重视环境保护的重要性。目前最重要的工作就是对被污染的环境进行处理。文章着重介绍了水处理的技术，应该加大对水资源的处理，提高水资源的利用率。我们应该加大对水处理技术的研究，应该加大资金的投入，积极进行自己的自主研发。
参考文献
[1] 焦慧.CNTs-MnO_2/PANI三元复合材料的制备、表征及其在曝气工艺中的应用[D].河南大学，2015.
[2] 王丹丹，徐海峰.膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用分析[J].黑龙江科技信息，2016，36：36.