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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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(shù)的確定方法
2.1 采用Matlab作為曝氣處理系數(shù)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(shù)的確定方法。在采用Matlab作為曝氣處理系數(shù)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(shù)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(shù)，應用起來非常簡便靈活。利用Matlab確定曝氣相關系數(shù)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(shù)的確定方法同時也存在一些弊端，有時也會出現(xiàn)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(shù)的過程中，應盡量減少此過程中相關系數(shù)的誤差，并努力提高相關系數(shù)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(shù)的確定方法
利用Excel作為曝氣處理系數(shù)的確定方法是環(huán)境工程中水處理的曝氣設備相關系數(shù)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(shù)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(shù)時，能夠得到比較直觀的效果，原因是做出相關數(shù)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(shù)。但利用Excel作為曝氣處理系數(shù)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(shù)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(shù)的確定是采用作圖的方式來進行的，這就導致數(shù)據出現(xiàn)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(shù)的案例，主要是利用Excel作為曝氣處理系數(shù)的確定方法。因為利用Excel作為曝氣處理系數(shù)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(shù)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(shù)的側定，運用Excel作為曝氣處理系數(shù)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(shù)。將利用Excel作為曝氣處理系數(shù)的確定方法與利用Matlab作為曝氣處理系數(shù)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(shù)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(shù)進行確定時，可利用Excel作為曝氣處理系數(shù)的確定方法，與利用Matlab作為曝氣處理系數(shù)的確定方法來進行相關系數(shù)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(shù)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(shù)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(xiàn)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。