我国现阶段还是制造业大国，各大工业企业的不断发展，对水体环境的污染非常严重，在环境治理工程也非常注意对水污染的防治工作，在不断的摸索中曝气技术就得到了广泛的研究和应用。借助曝气技术,将空气转移到受污染的水之中,对污水进行搅拌的同时使空气中的氧能够迅速转到污水之中, 既能避免曝气池内的悬浮物出现下沉，也给微生物的生长代谢提供氧源，在通常情况下，它可以加强池内微生物、溶解氧以及有机物的充分接触与结合, 以达到对污水中的有机物进行氧化分解的目的。
一、环境工程水处理中曝气的应用分析
曝气技术在环境工程中的地位是非常关键的，曝气设备也在随着科学技术的不断进步也在不断的完善中，目前全世界的水处理项目中都离不开曝气技术的运用。曝气技术在环境工程的水处理的应用中,主要依托曝气设备而实现的。曝气设备按运行方式和操作条件的不同可分为机械曝气和鼓风曝气。在实际应用中，对曝气设备的稳定性、可维护性、氧转移效率、能源消耗、噪音公害、经济性提出要广泛的要求。在环境工程的水处理中, 主要应用的曝气设备有以下几类。
1 . 1 潜水射流曝气设备的应用
在工业污水处理中, 射流曝气活性污泥工艺的应用相当广泛。在污水处理中, 主要运用潜水射流曝气设备,使水流通过曝气设备中的喷嘴座( 设置于泵出口位置)被迅速地输送至混气室内,同时通过进气导管将空气导入该混气室内,使混气室内的空气与水接触并混合, 之后再通过扩散管将混气室内的空气排出。运用射流曝气活性污泥工艺进行污水处理,其处理中曝气的时间较短, 而且对空气的氧的利用率较高, 并具有较强的充氧动力效率。
在潜水射流曝气设备中, 深水自吸式潜水射流曝气机是其核心组成部分,该部分主要是由消音器、进气管与扩散管、潜水排污泵等几大主体部分组成, 水流在潜水电泵的作用下,经过曝气设备的喷嘴座, 加快水流的速度, 在喷嘴座的四周形成高速水流以及负压, 从而使空气在水流与负压作用下进入进气管之中, 并与水流接触结合, 最终形成混合流, 并通过排气管高速喷出带有气泡的液气混合流, 之后在水深较深、面积较广的水域漩涡中进行搅拌, 最终完成整个曝气过程。该曝气设备中设置有消音器,以消除曝气过程中的噪音, 防止噪音公害产生。同时, 在污水处理中, 处理水的深度较深, 一般在水处理深度在5～5.5 m的范围内时,若污水处理量相同, 运用该曝气工艺, 还能有效减少污水池的污水面积,利于污水处理中的成本降低。
1 . 2 表面曝气设备的应用
在环境工程的污水处理中, 表面曝气设备也是应用非常广泛的一种曝气设备,在污水处理中,运用该曝气设备,通过电机的驱动,带动轴流式叶轮能够快速地运转,并利用导管导水板喷出废水,在喷出废水的过程中,会产生较薄的水幕,从而使其与空气结合,产生大量的水滴,并在水滴下降至液面的过程中,出现大量的气泡与乱流,增加水中的含氧量。在环境工程的水处理中运用该曝气设备,所需能耗较小,而且曝气设备结构简单,同时在曝气过程中,无需设置大量的曝气头以及布气管道, 能有效降低污水处理的成本投入。
1 . 3 鼓风曝气设备的应用
运用鼓风曝气设备进行环境工程中的水处理时,主要通过曝气风机的运用,产生一定压力与风量,并通过输送管道,强加空气于池内污水之中,并以扩散曝气器为有效渠道, 使空气在池内的水流之中快速流动扩散,使水、气、泥充分混合。通过该曝气设备能够使空气与污水池内的液体进行充分的接触与混合。该曝气方式主要由连贯的曝气管道、鼓风机以及曝气装置等构成,结构相对较为复杂,并通过安装的相关的管道, 输送空气于生化池池底的鼓风机之中,通过鼓风机运转产生的风量,使空气在经过鼓风机时就会形成尺寸不一的气泡,并在其流动以及上升的过程中, 遇到液面时则发生破裂, 使氧在这一过程中转移至混合液之中, 完成曝气。
二、环境工程水处理中曝气设备的选用分析
在环境工程的水处理中, 不同的曝气设备的充氧能力存在着差异,选用参数较高,性能较好的曝气设备,对于全面提高水处理的出水水质、降低能耗,节省成本投入具有重要意义。在环境工程的水处理中,选择曝气设备时,要综合考虑曝气设备的EL、EA、EP等性能参数,即曝气设备的充氧能力、氧转移的效率以及曝气设备的动力效率,同时还需结合实际的水处理工艺要求,以及能够承担的成本投入, 优选实用性较强的曝气设备。
通常而言,环境工程水处理中,选择曝气设备时,主要考虑其规格与效能这两大主体技术直指标, 以直观反映曝气设备的规格特点与设备的优劣。用户在选择曝气设备时, 一定要立足于水处理实际需求情况, 选择适合的规格设备。同时, 优选能效好的曝气设备, 以便于使用, 同时节约水处理成本。例如, 判断曝气设备的能效情况时, 可将溶解氧转移率为主要参考指标, 对设备的能效情况进行全面地衡量。在水处理中, 唯有保证选用规格适合且能效高的曝气设备, 才可能提高氧转移率,节省资金投入, 全面体改污水处理的质量与效率。
此外,在曝气设备的选用中,若仅仅考虑曝气设备的氧转移率, 而不考虑其动力效率, 则无法对选用的曝气设备进行全面的经济分析。例如,如果我国城市全年的污水排放量与处理量分别为372.52亿立方米与86.1亿立方米,若按照360天进行计算,那么全国的污水流量平均每小时就有8.46×105m3,若对城市这些污水全部运用活性污泥法加以处理, 那么所需的充氧量则为0.25 kg/m3,则所有城市所需的充氧能力则为2.72×105/h,那么运用曝气设备的动力效率低者＜2.2 kg/kW·h,高者在5 kg/kW·h左右。若采用的曝气设备的动力效率为2 kg/kW·h,那么全年的用电量则高达9.82亿kW·h,年用电费以及曝气设备的投资费分别为5.98亿元与3.46亿元,若选用设备的动力效率为5 kg/kW·h,全年的用电量3.29亿kW·h,年用电费以及曝气设备的投资费分别为2.32亿元与1.34亿元,两者的差值巨大。因此,在选用曝气设备的过程中, 要综合考虑曝气设备的各项性能指标,优选合适的曝气设备,在提升效率的同时,提高水处理的经济性。
结束语
污水处理是环境工程中的重要环节,而曝气是水处理中的重要组成部分, 能够为生化池内的微生物提供充足的充氧量,为微生物杂质降解创造有利的条件。在环境工程水处理曝气的应用中, 关键在于选择合适且性能较好的曝气设备, 综合考虑其规格以及效能等指标, 全面提升水处理效率与质量, 实现真正节能高效低成本的水处理。