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環(huán)境工程水處理中對曝氣設備的應用分析探討
工業(yè)生產和人們生活中排放出了大量的污水，如果對這些污水處理不當，不僅會污染環(huán)境，嚴重時還可能威脅到人們的身體健康。因此，一直以來，環(huán)境工程水處理都是一個有待解決的問題。在社會發(fā)展新時期，我國提倡生態(tài)發(fā)展，在經濟發(fā)展過程中實現經濟效益、社會效益與生態(tài)效益的統(tǒng)一。
1、曝氣設備
1.1 工作原理
曝氣設備的工作原理是向待處理的水中灌注氧氣，確保池內微生物供氧充分。普通曝氣設備主要是由1個浮體、多組曝氣裝置和控制器組成的。在工作過程中，將曝氣裝置組放置在浮體上，汲水后，將汲取的水流從另一個方向噴出、霧化或曝氣。控制器是控制這一類曝氣裝置的終端，它能夠產生第一推力，促使曝氣設備朝對應的方向靠攏。對曝氣設備而言，其性能特征主要表現為結構簡單、性能穩(wěn)定、攪拌均勻、施工成本低、能耗小，具有一定的抗腐蝕性，并且不會產生噪聲或引發(fā)其他公害。
1.2 曝氣設備的主要類型
曝氣設備主要有表面曝氣設備、鼓風曝氣設備和潛水射流曝氣設備3種。表面曝氣設備主要是借助馬達發(fā)力帶動軸流式葉輪運轉，并由導管經導水板將廢水向四周噴出。當廢水噴出時，通常會形成水霧，加大廢水與空氣的接觸面積，最終凝結成水滴滴落回水中，產生大量的氣泡，進而增加水中的含氧量。鼓風曝氣設備主要是借助風量和壓力，將空氣強制灌入污水中。該設備能夠在短時問內使待處理的水與空氣充分接觸。與鼓風曝氣設備相比，表面曝氣設備操作便捷、設施簡單、成本投入小，從經濟效益的角度上來看其更具優(yōu)勢。潛水射流曝氣設備主要是利用鏈接在泵出口的噴嘴座，快速將水流送至混氣室內，使引流空氣與水流充分結合，之后從擴散管排出。該設備能夠實現較大面積和深度的曝氣。由此可見，潛水射流曝氣設備的工作水平和工作效率是所有曝氣設備中最具優(yōu)勢的。
2、在環(huán)境工程水處理過程中曝氣設備一些相關系數的確定方法
2.1 采用Matlab作為曝氣處理系數的確定方法
環(huán)境工程水處理曝氣設備常采用利用Matlab作為曝氣處理系數的確定方法。在采用Matlab作為曝氣處理系數的確定方法確定環(huán)境工程水處理中曝氣應用的相關系數時，只需要輸入一個相關的內置命令，經過計算機的計算之后便可求出環(huán)境工程水處理過程中曝氣應用的相關系數，應用起來非常簡便靈活。利用Matlab確定曝氣相關系數的優(yōu)點是：計算速度比較快，而且準確度也高。但利用Matlab作為曝氣處理系數的確定方法同時也存在一些弊端，有時也會出現比較小的誤差。在今后具體的確定環(huán)境工程水處理中曝氣應用的相關系數的過程中，應盡量減少此過程中相關系數的誤差，并努力提高相關系數的準確度，以達到更好的效果。
2.2 運用Exce1作為曝氣處理系數的確定方法
利用Excel作為曝氣處理系數的確定方法是環(huán)境工程中水處理的曝氣設備相關系數的另一種方法，也是環(huán)境工程水處理曝氣設備常采用的方法，利用Excel作為曝氣處理系數的確定方法有其優(yōu)點，即在環(huán)境工程水處理過程中對曝氣設備處理系數時，能夠得到比較直觀的效果，原因是做出相關數據的圖，圖更能夠幫助我們很輕松地看出環(huán)境工程水處理中曝氣應用的相關系數。但利用Excel作為曝氣處理系數的確定方法，同時也存在一些弊端，比如利用此方法進行計算，得出相關系數精確度不夠。這是因為在確定環(huán)境工程水處理中曝氣應用的相關系數的確定是采用作圖的方式來進行的，這就導致數據出現較大的誤差。但是從目前來看，我國大部分對確定環(huán)境工程水處理曝氣相關系數的案例，主要是利用Excel作為曝氣處理系數的確定方法。因為利用Excel作為曝氣處理系數的確定方法比較簡單，且易于操作，效果更加直觀，更加重要的原因是相關工作人員容易掌握這種方法。利用Excel作為曝氣處理系數的確定方法是比較基礎的方法，在以后仍然會繼續(xù)廣泛使用。在將來確定環(huán)境工程水處理曝氣設備相關系數的側定，運用Excel作為曝氣處理系數的確定方法也會逐漸優(yōu)化，提高其穩(wěn)定性，以便于更好地測定環(huán)境工程水處理曝氣設備的相關系數。將利用Excel作為曝氣處理系數的確定方法與利用Matlab作為曝氣處理系數的確定方法更好地融合，使其互補，使其在環(huán)境工程水處理曝氣設備的相關系數的確定更加直觀與精確。
3、測定環(huán)境工程水處理中曝氣設備的性能效果
在環(huán)境工程水處理中曝氣應用相關系數進行確定時，可利用Excel作為曝氣處理系數的確定方法，與利用Matlab作為曝氣處理系數的確定方法來進行相關系數的確定，而我們對環(huán)境工程水處理中曝氣應用性能的側定，則應采用一定的公式來處理。在測定環(huán)境工程水處理中曝氣應用的性能中，利用相關的公式是非常具有科學性的。在我們利用公式“標準狀態(tài)下充氧能力是等于側試中水的體積與20℃水中飽和溶解氧濃度乘積的值”時，便可準確計算出實際曝氣設備應該提供的氧氣量。采用公式法能為我們在環(huán)境工程水處理曝氣設備的應用帶來巨大的方便性。
4、設備應用性能的影響因素
充分溶解氧是確保活性污泥正常運行的關鍵。一般情況下，氧氣的供應主要是將空氣中的氧強制溶解后注入混合液內，再通過相關的曝氣過程完成水處理工作。也就是說，曝氣除了發(fā)揮供氧功能外，還具備一定的攪拌、混合作用，能充分混合污水和活性污泥。由此可知，曝氣設備的氧轉移性能會受很多因素的影響。
4.1 水溫
水溫對氧轉移有較大的影響。隨著水溫的升高，污水的薪滯性就會隨之減弱，擴散系數就會上升，液膜厚度就會隨之下降。另外，水溫對溶解氧飽和度也會產生一定的影響，溫度越高，溶解氧的飽和度越低。同時，溫度越高，氧總轉移率也會隨之增長。由此看來，水溫對氧轉移會產生兩種相反的影響，且兩者無法徹底抵消。從理論角度上來看，在水溫比較高的情況下，降低水溫能有效提高氧轉移率。
4.2 通氣量
通氣量過低，會引起一定的堵塞或污泥沉淀；通氣量過高，容易浪費物料資源，并會因擴張孔變大而生成大量的氣泡，從而降低氧的傳質效率。另外，空氣上升流速提高，氣泡在水中停留的時問就越短，傳質速率自然就會減緩。
4.3 鹽度
污水中含有的各類雜質同樣會對氧的轉移率產生一定的影響。鹽度會使水中的氣泡變小，進而增加空氣與廢水的接觸面積，提高氧轉移速率。研究結果表明，當鹽度低于2500mg/L時，鹽度對氧轉移速率并無明顯影響；當鹽度超過2500mg/L時，鹽度越高，氧轉移速率越低。也就是說，污水鹽度越高對曝氣設備性能的影響就會越大。
5、結 語
曝氣設備的應用在環(huán)境工程水處理中起著非常重要的作用。這種重要作用在未來的很長一段時間將不會有什么大的改變。掌握環(huán)境工程水處理中曝氣設備的應用原理，了解測定環(huán)境工程水處理中曝氣設備相關系數的確定方法，掌握測定環(huán)境工程水處理中曝氣應用的性能效果的手段顯得尤為重要。筆者通過對環(huán)境工程水處理中曝氣設備應用的分析，充分地認識到現今環(huán)境工程水處理中曝氣設備應用所存在的問題，了解了我們在使用曝氣設備過程中可以改進的地方，在做出相應改進后，最后能夠在環(huán)境工程水處理中更好地利用曝氣設備，為環(huán)境工程水治理做出更大的貢獻。