曝氣是汙水生物處理係統的一個重要工藝環節，也是汙水生物處理係統中運轉費用最高的工藝環節，曝氣充氧電耗一般占總動力消耗的60％～70％。目前的好氧曝氣方法普遍存在效率低、成本和能耗高的問題。近年來，在國內外汙水處理領域得到廣泛應用的新型曝氣設備種類很多，小編搜集並整合了目前關於曝氣設備的資料，對其類型及功能進行分類整理，希望對進一步了解曝氣設備和在實踐中發揮作用。

曝氣是汙水生物處理係統的一個重要工藝環節，其主要作用是向反應池內充氧，保證微生物好氧代謝所需的溶解氧，並保持反應器內的混合和物質傳遞，為微生物培養提供必要的條件。

要提高氧氣在水中的傳質效率可以通過兩個途徑：

① 減小氣泡粒徑，增大氣相與液相的接觸麵積；

② 提高氧氣分壓或采用純氧曝氣。

 

一、曝氣原理

曝氣是使空氣與水強烈接觸的一種手段，其目的在於將空氣中的氧溶解於水中，或者將永中不需要的氣體和揮發性物質放逐到空氣中。曝氣設備正是基於這種目的而在汙水處理中被廣泛采用的。

二、曝氣類型與曝氣設備功能

所有的曝氣設備，都應該滿足下列三種功能：

第一， 產生並維持有效的氣水接觸，並且在生物氧化作用不斷消耗氧氣的情況下保持水中一定的溶解氧濃度；

第二， 第二在曝氣區內產生足夠的混合作用和水的循環流動；

第三， 第三維持液體的足夠速度，以使水中的生物固體處於懸浮狀態。

曝氣類型大體分為兩類，一類是鼓風曝氣，一類是機械曝氣。

 

圖1 曝氣設備分類總圖（小提示：對照此圖看全文，思路會很清晰哦！）

■ 1.鼓風曝氣設備

鼓風曝氣是采用曝氣器(擴散板或擴散管)在水中引入氣泡的曝氣方式。

鼓風曝氣係統由鼓風機、曝氣器和一係列連通的管線組成。鼓風機將空氣通過一係列管道輸送到安裝在池底部的曝氣器，通過曝氣器，使空氣形成不同尺寸的氣泡。氣泡在曝氣器出口形成，尺寸則取決於曝氣器的形式，氣泡經過上升和隨水循環流動，最後在液麵處破裂，這一過程產生氧向汙水中轉移的作用。

鼓風係統的曝氣器主要分為微氣泡、中氣泡、大氣泡、水力剪切、射流曝氣器及水下曝氣器等類型。

下麵重點介紹：微氣泡曝氣器

微氣泡曝氣器也稱微孔曝氣器，按照安裝的型式，可分為提升式微孔曝氣器及固定式微孔曝氣器。

 

提升式微孔曝氣器 主要由微孔曝氣管、活動搖臂、提升機等三部分組成。其工作原理是：空氣從微氣泡曝氣管後蓋的通氣孔進入曝氣管，曝氣管的管壁上密布者許多細小的孔隙，管內空氣在壓力差的作用下，從管壁的孔隙中擴散出來，在汙水形成許許多多微小的氣泡，並造成水的紊流，從而達到了將空氣中的氧溶入水中的目的。

微孔曝氣管的形式有很多，目前較為常用的有兩種：

一種是普通曝氣管。采用多孔性材料如陶粒、粗瓷等摻以適當的如酚醛樹脂一類的粘劑，在高溫下燒結成為擴散板、擴散管和擴散罩的形式。這種管壁在燒結過程中產生許多極微小的孔隙，它的主要特點是能產生微小的氣泡，氣泡直徑約0．1～0．2m試，氣、液接觸麵積大，氧利用率高，一般可達到20～25％；其缺點是氣壓損失較大，易堵塞，送入的空氣需經過濾處理，易損壞，一旦損壞，氧利用率就開始快速下降。

另一種是管式膜片微孔曝氣管。這種曝氣管的安裝方式與前一種基本一樣，但其自身的結構卻有很大的區別，它是由一個用ABS或UPVC製成的管子作為布氣管，管壁上開有通風孔，布氣管外周覆蓋著合成橡膠製成的膜片，膜片被金屬卡予固定在管子上。在合成橡膠膜片上用激光等方法打出均勻分布的孔眼。曝氣時，空氣通過管壁上的通氣孔進入膜片與管壁之間，在壓縮空氣的作用下，使膜片微微鼓起，孔眼張開，達到布氣擴散的目的。停止供氣，氣壓消失後，膜片本身在彈性作用下使孔眼自動閉合，由於水壓的作用，膜片壓實在管壁上。因此，汙水不會倒流而堵塞孔眼。

 

各種微氣泡曝氣器的技術性能指標

 

 

 

 

膜片微孔曝氣管

 

平板型微孔曝氣器 鍾罩型微孔曝氣器

動態曝氣器（屬於固定安裝式的微氣泡曝氣器）

動態曝氣器是一種新型的曝氣器，屬固定安裝式的微氣泡曝氣器，它由圓罩、旋混筒、旋混圈、套接頭抱箍和配氣管組成。動態曝氣器采用了“大孔排氣泡布氣”技術，將引入曝氣器內的空氣分別進行正旋和反旋導流，由兩個不同方向旋流作用下，在套筒旋混筒內形成一個瞬間連續局部反應的氣液強化旋混區。由旋混旋流作用所產生的大量氣泡，再經圓罩阻擋擴散作用之後，均勻密布的向上產生氣泡。總的來說，動態曝氣器是由大孔雙向旋混，套筒強化旋混和圓罩阻擋擴散等各種結構作用，使氣相在液相中碰撞、剪切和分割，從而形成混合性擴散。由於動態曝氣器采用了大孔排氣，即使停風停壓後，汙水倒流進曝氣器和配氣管中，也不會造成排氣孔堵塞，從而從根本上解決了曝氣器堵塞的問題，可長期保持氧利用率不發生變化。但由於產生氣泡的直徑較大，氧利用率相對微孔曝氣器要低，一般在1 5～1 9％之間。與動態曝氣器的結構和性能類似的還有旋混曝氣器。

搖臂微孔曝氣器與動態曝氣器的對比

除了上麵所講的氣泡直徑、氧利用率、是否易堵塞等不同之處外，兩者在安裝方式上也不同：搖臂微孔曝氣器為可活動式安裝，當曝氣器需要更換或檢修時，可用提升機將曝氣器從水中拉出來，在池麵進行施工檢修，不影響同池其他曝氣器的工作，不需要停池淨水，檢修成本低，工作量少。動態曝氣器為固定式安裝，一經安裝完成後，便不可以移動，如果某間曝氣池需要檢修，就必須停止該池的運行，並且將池內的汙水和淤泥等雜物清除後，方可施工。

檢修成本較高

中氣泡曝氣器

 

各種中氣泡曝氣器的技術性能指標

水力剪切式曝氣器

 

水力剪切式曝氣器的技術性能指標

射流曝氣器

 

單級單噴嘴射流曝氣器

水下曝氣器

 

SBQ I 水下曝氣器

 

 

 

SBQⅡ潛水式曝氣機

■ 2．機械曝氣設備

倒傘型葉輪曝氣器

 

國內某廠倒傘型葉輪曝氣器技術參數

泵形葉輪曝氣器

 

泵形葉輪曝氣器

1.上平板 2. 進氣孔 3. 上壓罩 4.下壓罩 5. 導流錐頂 6. 引氣孔 7. 進水口 8. 葉片

轉刷曝氣器

 

GTA 係列水平轉刷曝氣機

 

JSBZS 型轉刷曝氣機

轉碟(盤)曝氣器

 

轉盤曝氣常用技術性能如下：

• 直徑：1400mm；

• 適用轉速：50～55 r/min；經濟轉速：50 r/min；

• 適用浸沒深度：400～530mm；經濟浸沒深度：500mm；

• 單盤標準清水充氧能力：0.82～1.63kgO2/h；

• 動力效率：1.86～2.10kgO2/kWh；

• 適用工作水深：<=5.2m；

• 水平軸跨度：單軸<=9m、雙軸9～14m之間；

• 曝氣盤安裝密度：<5片/m；

• 設計功率密度：10～12.5W/m3。

三．各種曝氣設備適用的構築物

微孔曝氣器－推流式曝氣池

 

泵形葉輪曝氣器－完全混合曝氣池

 

倒傘形葉輪曝氣器－Carrousel氧化溝

 

轉刷曝氣器－T型或D型氧化溝

 

轉碟曝氣器－Orbal®氧化溝

 

汙水處理是環境工程的重要環節，而曝氣是水處理中關鍵設備。提高曝氣設備充氧能力，減少能耗是當前研究新型曝氣設備、改善環境的當務之急和重大課題。汙水處理中的曝氣設備是隨著汙水處理技術的深入研究和廣泛應用而逐漸發展起來的。近年來，在國內外汙水處理領域得到廣泛應用的新型曝氣設備種類很多，且經過不斷的更新和發展，其結構和性能更是有著日新月異的變化

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