由於工業廢（fèi）水成分的多（duō）樣性，往往（wǎng）需要通過（guò）幾種方法組成的處理係統才能達到所需的排放標準。汙水處理按采用的方法（fǎ）手（shǒu）段分類，可分為物理法、化學法、物理化學法和生物法4種。生（shēng）物法是利用廢水中的（de）微生物的代謝作用分解水中可降解的有機物（wù）的一種（zhǒng）方法，因為具有處理量大，投資省，經濟可靠的特點（diǎn），它（tā）是當前較為普遍的一種水處理方法。
 
　　1 曝（pù）氣器在汙水（shuǐ）處理中（zhōng）的應用（yòng）
 
　　生物處理法根據參與作用的微生物的需氧情況（kuàng），可分為好氧法（fǎ）和厭（yàn）氧法兩大類。
 
　　一（yī）般情況，好氧法比較適用於較低濃度汙水，如乙烯（xī）廠汙水;而厭氧法較適用於處理汙泥和較高濃度的汙水。
 
　　好氧生物處理法可分為（wéi）活性汙泥法和生物膜法兩大類。活性汙泥法是水體自淨的人工強化方法，是（shì）一種（zhǒng）依靠活性汙（wū）泥工作主體的去除汙水中有機物的方法。存在於活性汙泥中的好氧微生物必須在有氧氣存在的（de）條件下才能起作用（yòng）。在汙水處理生化係統的曝氣池中，充氧（yǎng）效率與（yǔ）好氧微（wēi）生（shēng）物生長量成正相關（guān）性。溶解氧的供給量要根據好氧微生物的數（shù）量、生理（lǐ）特性、基（jī）質性質及濃度來綜合考慮。這樣，活性汙泥才能處在*佳的降解有機物的狀態。
 
　　根據（jù）試（shì）驗表明，曝氣池中溶解氧（yǎng）維持在3～4mg/L為宜，若供（gòng）氧不（bú）足，活性汙泥性能差，導致廢水處理效果下降。為保證有充足的供氧（yǎng），必須依靠一種（zhǒng）設備來完成，例（lì）如曝氣器。
 
　　2 曝氣原（yuán）理
 
　　曝氣是使空氣與水強烈接觸的一（yī）種手段（duàn），其目的在於將空氣中的氧溶解於水中，或者將水中不（bú）需要的氣體（tǐ）和揮發性物（wù）質放逐到空氣中。換言之，它是促進氣體（tǐ）與液體之間物質（zhì）交（jiāo）換的一（yī）種手段。它（tā）還有其他（tā）一些重要作用，如混合和攪拌。空氣中的氧通（tōng）過（guò）曝氣傳遞到水中，氧由氣相向液相進行（háng）傳質轉移，這種（zhǒng）傳質（zhì）擴（kuò）散的理論，目前應用較（jiào）多（duō）的是劉（liú）易斯和惠特曼提出的雙膜理論（lùn）。
 
　　雙膜理論認為，在“氣水”界（jiè）麵上存在著氣膜和（hé）液膜，氣膜外和液膜外（wài）有空氣和液體流動，屬紊流狀態;氣膜和液膜間屬層流狀態，不存在（zài）對流，在一定條件下會出現氣壓梯度和濃度梯度。如果液膜中氧的濃度低於水中（zhōng）氧的飽和濃度，空氣（qì）中的氧繼續向（xiàng）內擴散透過液膜進入水體（tǐ），因而液膜和氣膜將成為氧傳遞的（de）障礙，這就是雙膜理論。
 
　　顯（xiǎn）然，克（kè）服液膜（mó）障礙*有效的方法是快速變換“氣液”界麵（miàn）。曝氣攪拌正是如此（cǐ），具（jù）體的做法就是：減少氣泡的大小，增加氣泡的數量，提高液體的紊流程度，加大曝氣器的安裝深度（dù），延長氣泡（pào）與液體的接觸時間。曝氣設（shè）備正是基於這種做法（fǎ）而（ér）在（zài）汙水處理中被廣泛采用的。
 
　　3 曝氣類型與曝氣器的功能
 
　　曝氣類型大（dà）體分為兩類：一類是鼓風曝氣，一類是機械曝氣。鼓風曝氣是采用曝氣器擴散板或（huò）擴散管在水中引（yǐn）入氣泡的曝氣方式。一般乙烯廠的汙水處理多采用這種方式。機械曝氣是指利用葉輪等器械引（yǐn）入氣泡的（de）曝氣方式。
 
　　所有的曝氣設備，都應該（gāi）滿足下列3種功能：
 
　　產生並維持有效的氣水接觸，並且在生物氧化作（zuò）用不斷消耗氧氣的情況（kuàng）下保持水中一定的溶解氧濃度;
 
　　在曝氣區內產生足夠的混合作用和水的環流動;
 
　　維持液（yè）體的足夠速度，以使（shǐ）水中的生物固體處於懸浮狀態。
 
　　鼓風曝氣（qì）設備
 
　　鼓風曝氣係統（tǒng）由鼓風機、曝氣（qì）器和一（yī）係（xì）列連通的管線組成。鼓風機將空氣通過一係列管道輸（shū）送到安（ān）裝在池底部的曝氣器，通（tōng）過曝氣器，使空氣（qì）形成不同尺寸的氣（qì）泡。氣泡在曝（pù）氣器（qì）出口（kǒu）形成，尺寸則取決於空氣擴散（sàn）裝置的形式，氣泡經過上升和隨水環流動，*後在液（yè）麵處破裂，這一（yī）過程產生氧向汙水中轉（zhuǎn）移（yí）的作用。鼓風係統的曝氣器主（zhǔ）要分為微氣泡、中氣泡、大氣（qì）泡、水力剪切（qiē）、水力衝擊及空氣升液（yè）等類型。
 
　　鼓風曝氣設備的主要技術性能指標有：動（dòng）力效率（lǜ）(Ep)，即每消耗1kW電能轉移到混合液中的（de）氧量;氧的利用效率（lǜ）(EA)，即（jí）通（tōng）過鼓風（fēng）曝氣轉移到混合液的（de）氧量，占總供氧量的百分比(%)。
 
　　微氣泡曝氣器
 
　　微氣泡曝氣器也（yě）稱微孔曝氣器，采用多孔性材料如陶粒、粗瓷等摻以適當的如酚醛樹脂（zhī）一類的粘劑，在高溫下燒結成為擴散板、擴（kuò）散管和擴散罩的形式。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3部分組成：微孔曝氣管即由（yóu）微孔管、前蓋、後蓋（gài）及連接螺栓組成;活動（dòng）搖臂是可提升的配管，微孔曝氣管安裝於支氣管上，成柵條狀，底座固定在池壁上，活動立管伸入池中，支管落在池（chí）底部，並支架支撐在（zài）池（chí）底部;曝氣器（qì）提升機，為活動式電動卷揚機，起吊小車（chē）可隨意移動，將（jiāng）搖臂提起。
 
　　其（qí）工（gōng）作原理是：空氣從微氣泡曝氣管後（hòu）蓋的通氣（qì）孔進入曝氣管，曝氣（qì）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（chū）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（jiāng）空氣中的（de）氧溶入水（shuǐ）中的目的。
 
　　微孔曝氣管的形式有（yǒu）很多，目前較為常用的有兩種：
 
　　一種是由粗瓷或剛玉等燒結而成的普通曝氣管，這種管壁在（zài）燒結過程中產生許（xǔ）多極微（wēi）小的孔隙，它的主要特點是能產生微小的氣泡，氣（qì）泡直徑約0.1～0.2mm，氣、液接觸麵（miàn）積大，氧利用率高，一（yī）般可達到20～25%;其缺（quē）點是氣壓損失較大，易堵塞，送入的（de）空氣需經過濾處理，易損壞，一（yī）旦損壞（huài），氧利用率就開始快速下降。
 
　　另一種是管式膜（mó）片微孔曝氣管。這種曝氣管（guǎn）的安裝方式與前一種基本一樣，但（dàn）其自身的（de）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（gài）著（zhe）合成橡膠製成的膜（mó）片，膜片被金屬卡子固定（dìng）在管子上。在合成橡膠膜片上用（yòng）激光等方法打（dǎ）出均勻分（fèn）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（bì）之間，在壓縮空氣的作用（yòng）下，使膜片微微鼓起，孔眼張開（kāi），達到布氣擴散的目的。停（tíng）止供氣，氣（qì）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（yīn）此，汙水不會倒（dǎo）流而堵塞（sāi）孔眼。但由（yóu）於這種膜片（piàn）的開孔直徑直接影響到氧的利用率，因此，開孔直（zhí）徑（jìng）應適當。開（kāi）孔直徑過大，氧的利用率較低，開孔直徑過小（xiǎo），氧利用率高，但阻力增大。橡膠（jiāo）膜片應選用耐老化，高強度膠質，以免膜片出現撕裂，造成曝氣器損壞。
 
　　動態曝氣器
 
　　動態曝氣器是一種新型（xíng）的曝氣器，屬於固定安裝（zhuāng）式的微氣泡曝氣器，它由圓罩、旋混筒、旋混圈、套接頭抱箍（gū）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（fǎn）旋導流，正旋導（dǎo）流為順時針（zhēn）方向，反旋導流為逆時（shí）針方向，由兩個不同方向旋（xuán）流（liú）作用下，在套筒（tǒng）旋混筒內形成一（yī）個瞬間連續局部反應的氣液強化旋混區。由旋混旋流作用（yòng）所產生（shēng）的大量氣泡，再（zài）經圓罩阻（zǔ）擋（dǎng）擴散作用之後，均勻密布的向上產（chǎn）生氣泡（pào）。
 
　　總（zǒng）的來說，動態曝氣器（qì）是由大孔雙向旋混、套筒強化（huà）旋混（hún）和圓罩阻擋擴散（sàn）等各種結構作用，使氣相在液相中碰撞、剪切（qiē）和分割，從而（ér）形成混合性（xìng）擴散。由於動態曝氣器采用了（le）大孔排氣，即使停風停壓（yā）後，汙水倒流進曝（pù）氣器和配氣管中，也（yě）不會造成排（pái）氣（qì）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（dàn）由於產生氣（qì）泡的直徑較大，氧利用率相（xiàng）對微孔曝氣器要低，一般在15～19%之間。與動態曝氣器的結構和性能（néng）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（děng）不同之處外（wài），兩者還有以下幾個不同點：
 
　　1安裝方式
 
　　搖臂微孔曝（pù）氣器為（wéi）可活動式安裝，當曝氣器需要更換或檢修時，可用提（tí）升機將曝氣器從水中出來，在池麵進行施工檢修，不影響同池其他（tā）曝氣器的工（gōng）作（zuò），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（yǐ）移動，如果某（mǒu）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（fāng）可施（shī）工，檢修成本較高。
 
　　2耐用性
 
　　搖臂（bì）式微孔曝氣器的失效形（xíng）式主要有以下3種：鋼（gāng）製布氣管生鏽後產生氧化鐵（tiě）以及（jí）汙水和空氣中的雜物會造成曝氣管內堵（dǔ），曝（pù）氣管內氣流分布不（bú）均（jun1）勻，使曝氣管抖動，而產生疲勞損壞（huài）;曝氣管安裝在管接頭上，在曝氣管抖（dǒu）動和（hé）汙水腐（fǔ）蝕（shí）的雙重（chóng）作用下（xià），管接頭易從根部折斷，汙水的腐蝕還會造（zào）成布氣管壁減薄穿孔;水下搖臂活動關節長（zhǎng）期浸泡在水中，可能會因為生鏽等（děng）原因（yīn）而無法轉動，從（cóng）而（ér）使得曝氣器不（bú）能正常提升到水麵。以上3種（zhǒng）失效形（xíng）式，經過近年來的新技術的（de）應用，已經得到很大的改善，使得曝氣（qì）器（qì）的使（shǐ）用壽命可達5年左右。
 
　　動態曝氣器的失效形式則有：由於疲（pí）勞或（huò）腐蝕等原因，曝氣（qì）頭各部件(如圓罩、旋混筒、旋混圈等)之間的連接件斷裂（liè）或鬆脫，而造（zào）成曝氣頭解體或脫落;配氣管斷裂;配氣管一般采用UPVC等非金屬管材，管（guǎn）子與管子，管子與管件多用膠水粘連，一旦粘接不牢，容易從粘連處脫落和漏氣。這3種失效形式一般可以通過合（hé）理選型，正確選材，嚴把質量關等方法來避免。因此，這種曝氣器的使用（yòng）壽命（mìng）較長（zhǎng），可達8～10年。
 
　　3實際應用
 
　　搖臂式微孔曝氣（qì）器（qì）因為有氧利（lì）用率高、檢（jiǎn）修方（fāng）便等優點，較多應用在（zài）生產負荷較重、汙水水質較惡劣的一（yī）級生（shēng）化係統;固定式動態（tài）曝氣器則因為有（yǒu）氧利用率稍低但可以長期保持，檢修困難但使（shǐ）用壽命長的（de）特點，一般應用在生產負荷較低，汙水水質較好的二級生化係統。
 
　　曝（pù）氣器的種類非常多，經過不斷的更新和發展，其結構和性能更是有著（zhe）日新（xīn）月異的變化（huà）。本文介紹的隻是其（qí）中極少的（de）幾種，所作的論述也隻是根據本地區的有限幾家汙水處理場的（de）情況而作，一些看（kàn）法（fǎ）帶有很大的片麵（miàn）性和局限性。
 
　　而曝氣器的選用依據各有側重（chóng），主要考慮下列因素：
 
　　空氣擴散裝置應具有（yǒu）較高的氧利（lì）用率和動力效率，具有較好的節能效果;
 
　　不易堵（dǔ）塞，出現故障易排除，便於維護管理;
 
　　構造簡單，便於安裝，工程造（zào）價及裝置本身成本都較低。
 
　　此外，還應考慮汙水的水質，地區條件以及曝氣池型、水深等。