生化处理曝气设备选型

第42卷第11期2014年6月广州化工

Guangzhou Chemical Industry Vol. 42No. 11Jun. 2014

生化处理曝气设备选型

崔小林

(中国工程物理研究院环保工程研究中心，四川

摘

绵阳621900)

要：在污水处理工程中采用活性污泥处理工艺极为普遍，其中曝气设备必不可少的关键设备，目前我国大中小型的污

水处理采用的曝气设备一般有：鼓风机+曝气盘（底曝）系统、转刷/转碟系统、表曝机、潜水推流曝气机等，通常选用曝气设备的原则是：根据进水、出水水质，水量，运行费用，使用寿命，维护费用，一次性投资，负面影响及节能环保等方面综合考虑选用。

关键词：污水处理；生化处理；曝气设备；选型中图分类号：X703. 3

文献标志码：A

文章编号：1001－9677（2014）011－0158－03

Aeration Equipment Selection in Biological Treatment

CUI Xiao －lin

（China Academy of Engineering Physics Institute of Environmental Protection Engineering ，Sichuan Mianyang 621900，China ）

Abstract ：In sewage treatment works ，activated sludge treatment process was very common and aeration equipments were essential and critical equipments. Aeration equipment of all sizes presently used by sewage treatment were aeration blower plate （bottom exposure ）system ，brush /rotatingdisk systems ，aerators ，submersible propeller flow aerators. Usually ，aeration equipment selecting principles were in －water and out －water quality ，water quantity ，operating costs ，service life ，maintenance costs ，one －time investment ，and the negative impact of energy －saving and environmental protection should be taken into account in choosing the aeration equipments.

Key words ：sewage treatment ；biological treatment ；aeration equipment ；selection

曝气是污水生化处理中重要的工艺之一，尤其是污水深度处理要求的脱氮除磷，曝气是必不可少的工艺流程。曝气在生化处理中主要有两个作用，首先是为好氧微生物分解污水中有机物提供氧气并维持好氧微生物的活性，其次曝气也起到搅拌混合的作

［1］

用，使得微生物与污水充分混合，提高污水的处理效率。

曝气设备是曝气核心部分，直接决定了曝气的方式和处理效果。20世纪50年代前多采用小孔径的曝气器，比如扩散板，此类充氧性能较好，电耗较少，但由于其阻力大，而且堵塞后阻力急剧增加影响充氧性能；20世纪50－70年代多采用中、大气泡曝气设备，如固定螺旋、塑料盆形等，它们的充氧性能弱于小孔径扩散板，但其有阻力小、不堵塞、安装维修方便等优点；而70年代末至今，由于节能需要，小孔径微气泡曝气设备逐渐盛行，并在其空气净化、防堵等上进行了技术改造，

［2］

解决阻塞问题的同时降低了能耗。

的曝气机设备具体分类为：鼓风机+曝气盘、生物转盘或生物转碟、表面曝气机、潜水推流曝气机、射流曝气机等。

1. 2曝气设备的性能参数

曝气设备的性能通常用动力效率（Ep ）、氧的利用率（EA ）和充氧能力（Ｒ0）：

动力效率（Ep ）指每消耗1度电转移到混合液中的氧量（kgO 2/kW·h ）；

是指通过曝气系统转移氧的利用率（EA ）又称氧转移效率，

到混合液中的氧量占总供氧量的百分比（%）；

充氧能力（Ｒ0）是指通过表面在单位时间内转移到混合液

［1，3］

。中的氧量（kgO 2/h）

2

2. 1

氧传递原理及其影响因素

氧传递原理

Fick 定律：物质的扩散速率与该物质的浓度梯度成正比

dC D dP

Na =－D ·=－·（1）

dz ＲTdZ

——物质扩散速率式中：Na ———物质浓度dC —dZ ———沿扩散方向的扩散距离

1

1. 1

曝气设备的分类与性能参数

曝气设备的分类

污水生化处理常用的曝气设备有：鼓风机供氧，称为鼓风

曝气；机械曝气，如采用表面曝气机的表面曝气；也有鼓风机和搅拌装置相结合的联合曝气，静态曝气器（亦称固定螺旋）也属之；采用水泵经射流器供氧的射流曝气，噪声较小。目前

作者简介：崔小林（1989－），男，硕士研究生，研究方向：废水处理理论与技术。

——气相或液相中的扩散系数，m 2/hD ———压力dP —

氧气是难溶于水的气体，温度20℃、压强1个大气压下，氧在清水中的溶解度为9. 17mg /L，在蒸馏水中为9. 02mg /L。氧的溶解度几乎与总压力没有关系，而与气相中氧的分压成正比。故可以表示为：

Cs =Ks ·p （2）

——溶解度常数式中：Ks —p ———氧分压

根据氧传递双膜理论，对于氧气由于氧在液体中的溶解度很小，液体中氧的平衡浓度实际上与饱和溶解氧相差不大；另外由于氧气在气相中的扩散系数比液相中大得多，因此氧的传质速率主要由液膜这边控制。故氧传质速率方程可以表示为：

（3）Na =KL ·A ·（Cs －C ）

——与曝气设备相关的常数式中：KL —A ———气液接触面积

2. 2影响氧传递的因素

由公式（3）可知氧传递速率与KL ·A 和Cs －C 成正比，所

以影响KL ·A 和Cs －C 的因素自然影响氧的传递。

所以影响氧传递的因素有：

温度：温度升高可以提高KL ·A 值，但同时会降低Cs －C 的值，综合考虑当C 值小于3mg /L时，较高温度对氧传递速率总的影响不大；

水流形态：增大池中的紊流运动可提高KL ·A 值；

水深：采用气泡曝气时，KL ·A 值随着水深的增加而降低，同时水深增大了饱和溶解氧使Cs －C 值提高；

鼓风曝气的气泡大小，小气泡可以提高KL ·A 值；

另外污水特性，污泥浓度，污水需氧量等都会影响氧传递效率。在现实曝气过程中，以上因素共同作用，对影响氧传递

［1，4］

。的因素要综合考虑，以提高氧的传递效率

处理工艺的要求，选择不同的曝气设备。氧化沟工艺需要曝气

的同时推流污水，所以一般采用曝气刷或曝气盘分段布置，也可以采用鼓风曝气与推流设备联合使用。

曝气设备的选型其次要考虑的是其充氧能力，以满足生化反应的需氧量。根据进水水质和出水标准求得生化反应的理论需氧量，然后选择对应曝气能力的设备同时留有一定余力。

曝气设备的选型第三就要考虑曝气设备的动力效率。动力效率作为曝气设备的效能指标，能有效指导选择更节能的设

［5－6］

。备，以降低运行成本

氧的利用率也曝气设备的一个选型指标，作为一个参考指标。虽然曝气设备氧的利用率高可以提高它的充氧能力，但并不一定会提高其动力效率。比如微气泡比大气泡的氧利用率高，同时微气泡的产生消耗更多的能源，其动力效率不一定比

［5－6］

。大气泡高

最后要考虑曝气设备本身的材料、可调性以及维修方便与否。综合来说选用曝气设备的原则是：根据进水、出水水质，水量，运行费用，使用寿命，维护费用，一次性投资，负面影响及节能环保等方面综合考虑选用。

4

4. 1

曝气设备选型

提高氧传递速率的主要方式

3曝气设备选型步骤

曝气设备的选型首先考虑的是处理工艺的要求，根据不同

表1

项目内容硝化反硝化双功能模式生物脱氮减少飞沫推流速度诱导流保修期是否可现场维修

马达速度齿轮减速箱噪音程度动力效率/（kgO 2/kW·h ）

潜水推流曝气机

有有有有有1. 0ft /s0. 305m /s

有

3年，无附加条件

有低无低1. 8

高速水面曝气机

有无无无无0. 25ft /s0. 076m /s

无1年，有限保修

无高无高0. 8

（1）提高KL ·A 值。对于特定的污水和处理条件，某一设备的KL 是固定常数，因此可以选择KL 较高的曝气设备；对于A 值可以通过选择微气泡曝气、曝气搅拌结合设备或者无泡曝气提高。

（2）提高Cs －C 值。Cs －C 值表示传质动力，此数值可以通过采用高含氧空气曝气或纯氧曝气提高。

但实际选择时必须考虑建设和运行成本，实际应用时并无太多选择，比如纯氧曝气和无泡曝气只能用于传统处理成本较高的污水，对于城镇污水仍只能采用空气曝气以及各类气泡鼓风曝气或机械曝气。

4. 2氧化沟曝气设备选型

曝气设备比较

鼓风+曝气盘

有无无无有

N /A（水平向无）

无1年，有限保修

无N /AN /A高1. 2

转碟曝气机

有无无无无1. 0ft /s0. 305m /s

无1年，有限保修

无低有高0. 6

各生产厂商的试验报告无反硝化功能的需要额外搅拌机

备注

有无无无有

鼓风式曝气机

0. 35ft /s0. 107m /s很少1年，有限保修

有高无低1. 0

（1）鼓风机+曝气盘（底曝）系统：鼓风机压缩空气通过管路系统进入池底曝气盘进入曝气池，需要消耗能量来克服水头阻力，产生的气泡直径为2. 2mm 左右，垂直上升，还没有发生氧气水平扩散前气泡就达到的水面，由于缺乏有效的搅拌使得曝气效率降低，需要增加鼓风机土建用房及空气管路系统，曝气盘以进口膜片为主，目前以三元乙丙EPDM 和硅橡胶为主，但是仍然易老化，位于池底易堵塞、需要经常清洗。检修维护不方便，鼓风机噪音较大，维护费用较高，对于大型污水厂而言，能耗适中。对于工业废水应采用硅橡胶膜片。

（2）转刷/转碟系统：维护、运行费用高，将水通过离心抛洒扩散到空气中进行气液交换，在此过程中会在周边产生水雾，导致异味和病菌扩散到空气中，混合能力较差，无法使曝气池固体物均匀悬浮。

（3）表曝机：该系统为将水提升抛至空气中产生气液交换，同样也会产生大量

的水雾，破环周围环境空气，系统需要消耗动力来克服重力作用，额外增加能耗，且水平动能缺乏导致作用范围有限，悬浮物在曝气池角落或设备之间沉积明显，维护及运行费用都较高。

（4）潜水推流式曝气机：结合了表面曝气和机械曝气的优点，采用水面吸气注入水下方式，在水下螺旋桨将气流切割为细小气泡方式充氧；在完成充氧同时，对水体进行推流和搅拌；以达到污水进行硝化和反硝化作用，动力效率较高，基本可达到1. 8kg /kW·h 以上。运行费用低，维修简便。但是一次性投资较大。

近年来对采用微孔曝气的研究较多，并且显示了较好的效

［7］

果。王梅梅报道微孔曝气可以提高有效水深并提高了冬季污

［8］

水处理的效率和减轻了结冰的影响；陈国雄对某污水厂改造

［9］

显示在增大污水处理量的同时出水水质稳定达标；冀琳彦等分析显示微孔曝气器充氧能力强，可根据进水水量水质的变化，通过调节鼓风机装置可使供给氧化沟的空气量与之适应，池体有效水深可达6m 以上，减少了占地面积，并可提高整个处理系统的耐低温能力。所以在解决材料和阻塞问题后，对于新建和改扩建氧化沟工艺适宜采用微孔曝气加推流器的曝气模式，降低能耗，提高有效池容，减少占地，从而节省建设和运行成本。

良好的化学稳定性，机械强度高，抗冲击能力强，能够承受风机频繁启用产生的水击作用。它的布气层表面经过专门的静电处理，较为光滑，曝气器表面不易被堵塞，使用寿命较长，管式曝气器独有的在支承管和布气层之间的气流分布层，既保证了沿曝气器长度方向重新分配空气均匀流量，又降低了空气阻

［10－11］

。力损失及阻力损失的增长速度

5结论

在污水处理工程中采用活性污泥处理工艺极为普遍，而通

常以除磷脱氮A －B －0工艺为主，其中曝气设备必不可少的关键设备，目前我国大中小型的污水处理采用的曝气设备一般有：鼓风机+曝气盘（底曝）系统、转刷/转碟系统、表曝机、潜水推流曝气机等，通常选用曝气设备的原则是：根据进水、出水水质，水量，运行费用，使用寿命，维护费用，一次性投资，负面影响及节能环保等方面综合考虑选用。

曝气选型应因地制宜，在满足生化反应好氧需求的前提下，尽量选择动力效率高的曝气设备，减少运行能耗。一般情况下，曝气设备适宜选择微孔曝气，微孔曝气有效提高了KL ·A ，具有较高的氧转移率和氧转移效率，在有效管理的情况下，可以较好的降低能耗。对于微孔曝气器，宜选择化学稳定性好，耐酸碱，机械强度高，抗冲击能力强，能够承受风机频繁启用产生的水击作用的材料，同时宜采用不需要除尘处理的阻力较小的管式结构，降低运行成本。

参考文献

［1］羊寿生．曝气的理论与实践［M ］．北京：中国建筑工业出版社，

1982：4－20．［2］刘新亭，1996（2）：窦传玉．曝气设备性能与选型［J ］．山东环境，

22－23．［3］严应政．曝气设备的技术指标与节能［J ］．节能，2001（9）：3－5．

．净水技术，［4］贾海江，艾翠玲．关于曝气设备性能参数的讨论［J ］

2007，26（2）：61－63．［5］严应政．曝气设备的氧转移效率［J ］．西北建筑工程学院学报：自然

2001，18（2）：54－58．科学版，

．环境工［6］刘星，张兴文，王栋，等．搅拌散气曝气技术原理及设备［J ］

2009，27（4）：83－84．程，

［7］王海梅．底部曝气设备应用于氧化沟的技术研究［J ］．甘肃科技纵

2008，37（1）：30－31．横，

［8］陈国雄．某城市污水处理厂曝气系统技术改造的应用效能［J ］．广

2011，39（17）：90－93．州化工，

［9］冀琳彦，王华生，刘祖文．氧化沟中微孔曝气器的技术特性分析

［J ］．内蒙古环境科学，2009，21（5）：73－76．［10］李慧君，岳晓勤，王蔚蔚，等．废水好氧生物处理中曝气技术的现状

2003，35和研究动向［J ］．西安建筑科技大学学报：自然科学版，

（3）：268－271．［11］吴敏，．环境保护，姚念民．关于微孔曝气器比较与选择的探讨［J ］

2002（5）：16－18．

4. 3微孔曝气器的选择

氧利用率以及材料和技术的改进带来的动力效率的提高，使得微孔曝气器得到广泛的应用。常用微孔曝气器按材料可分为：陶瓷（刚玉）、橡胶膜片和聚乙烯；按结构形式可分为：板式，盘式和管式。在我国主要使用盘式和管式曝气器橡胶膜盘式曝气器采用硫化橡胶膜片，其机械强度差，以及清洗剂的影响，使得橡胶膜盘式曝气器的使用寿命较短；刚玉盘式曝气器采用刚玉布气层，布气层较脆、较厚，表面粗糙，空气通道较长，其表面容易滋生微生物，而且容易被杂质颗粒所堵塞，对空气洁净度的要求很高；采用聚乙烯材料的管式曝气器，具有

第42卷第11期2014年6月广州化工

Guangzhou Chemical Industry Vol. 42No. 11Jun. 2014

生化处理曝气设备选型

崔小林

(中国工程物理研究院环保工程研究中心，四川

摘

绵阳621900)

要：在污水处理工程中采用活性污泥处理工艺极为普遍，其中曝气设备必不可少的关键设备，目前我国大中小型的污

水处理采用的曝气设备一般有：鼓风机+曝气盘（底曝）系统、转刷/转碟系统、表曝机、潜水推流曝气机等，通常选用曝气设备的原则是：根据进水、出水水质，水量，运行费用，使用寿命，维护费用，一次性投资，负面影响及节能环保等方面综合考虑选用。

关键词：污水处理；生化处理；曝气设备；选型中图分类号：X703. 3

文献标志码：A

文章编号：1001－9677（2014）011－0158－03

Aeration Equipment Selection in Biological Treatment

CUI Xiao －lin

（China Academy of Engineering Physics Institute of Environmental Protection Engineering ，Sichuan Mianyang 621900，China ）

Abstract ：In sewage treatment works ，activated sludge treatment process was very common and aeration equipments were essential and critical equipments. Aeration equipment of all sizes presently used by sewage treatment were aeration blower plate （bottom exposure ）system ，brush /rotatingdisk systems ，aerators ，submersible propeller flow aerators. Usually ，aeration equipment selecting principles were in －water and out －water quality ，water quantity ，operating costs ，service life ，maintenance costs ，one －time investment ，and the negative impact of energy －saving and environmental protection should be taken into account in choosing the aeration equipments.

Key words ：sewage treatment ；biological treatment ；aeration equipment ；selection

曝气是污水生化处理中重要的工艺之一，尤其是污水深度处理要求的脱氮除磷，曝气是必不可少的工艺流程。曝气在生化处理中主要有两个作用，首先是为好氧微生物分解污水中有机物提供氧气并维持好氧微生物的活性，其次曝气也起到搅拌混合的作

［1］

用，使得微生物与污水充分混合，提高污水的处理效率。

曝气设备是曝气核心部分，直接决定了曝气的方式和处理效果。20世纪50年代前多采用小孔径的曝气器，比如扩散板，此类充氧性能较好，电耗较少，但由于其阻力大，而且堵塞后阻力急剧增加影响充氧性能；20世纪50－70年代多采用中、大气泡曝气设备，如固定螺旋、塑料盆形等，它们的充氧性能弱于小孔径扩散板，但其有阻力小、不堵塞、安装维修方便等优点；而70年代末至今，由于节能需要，小孔径微气泡曝气设备逐渐盛行，并在其空气净化、防堵等上进行了技术改造，

［2］

解决阻塞问题的同时降低了能耗。

的曝气机设备具体分类为：鼓风机+曝气盘、生物转盘或生物转碟、表面曝气机、潜水推流曝气机、射流曝气机等。

1. 2曝气设备的性能参数

曝气设备的性能通常用动力效率（Ep ）、氧的利用率（EA ）和充氧能力（Ｒ0）：

动力效率（Ep ）指每消耗1度电转移到混合液中的氧量（kgO 2/kW·h ）；

是指通过曝气系统转移氧的利用率（EA ）又称氧转移效率，

到混合液中的氧量占总供氧量的百分比（%）；

充氧能力（Ｒ0）是指通过表面在单位时间内转移到混合液

［1，3］

。中的氧量（kgO 2/h）

2

2. 1

氧传递原理及其影响因素

氧传递原理

Fick 定律：物质的扩散速率与该物质的浓度梯度成正比

dC D dP

Na =－D ·=－·（1）

dz ＲTdZ

——物质扩散速率式中：Na ———物质浓度dC —dZ ———沿扩散方向的扩散距离

1

1. 1

曝气设备的分类与性能参数

曝气设备的分类

污水生化处理常用的曝气设备有：鼓风机供氧，称为鼓风

曝气；机械曝气，如采用表面曝气机的表面曝气；也有鼓风机和搅拌装置相结合的联合曝气，静态曝气器（亦称固定螺旋）也属之；采用水泵经射流器供氧的射流曝气，噪声较小。目前

作者简介：崔小林（1989－），男，硕士研究生，研究方向：废水处理理论与技术。

——气相或液相中的扩散系数，m 2/hD ———压力dP —

氧气是难溶于水的气体，温度20℃、压强1个大气压下，氧在清水中的溶解度为9. 17mg /L，在蒸馏水中为9. 02mg /L。氧的溶解度几乎与总压力没有关系，而与气相中氧的分压成正比。故可以表示为：

Cs =Ks ·p （2）

——溶解度常数式中：Ks —p ———氧分压

根据氧传递双膜理论，对于氧气由于氧在液体中的溶解度很小，液体中氧的平衡浓度实际上与饱和溶解氧相差不大；另外由于氧气在气相中的扩散系数比液相中大得多，因此氧的传质速率主要由液膜这边控制。故氧传质速率方程可以表示为：

（3）Na =KL ·A ·（Cs －C ）

——与曝气设备相关的常数式中：KL —A ———气液接触面积

2. 2影响氧传递的因素

由公式（3）可知氧传递速率与KL ·A 和Cs －C 成正比，所

以影响KL ·A 和Cs －C 的因素自然影响氧的传递。

所以影响氧传递的因素有：

温度：温度升高可以提高KL ·A 值，但同时会降低Cs －C 的值，综合考虑当C 值小于3mg /L时，较高温度对氧传递速率总的影响不大；

水流形态：增大池中的紊流运动可提高KL ·A 值；

水深：采用气泡曝气时，KL ·A 值随着水深的增加而降低，同时水深增大了饱和溶解氧使Cs －C 值提高；

鼓风曝气的气泡大小，小气泡可以提高KL ·A 值；

另外污水特性，污泥浓度，污水需氧量等都会影响氧传递效率。在现实曝气过程中，以上因素共同作用，对影响氧传递

［1，4］

。的因素要综合考虑，以提高氧的传递效率

处理工艺的要求，选择不同的曝气设备。氧化沟工艺需要曝气

的同时推流污水，所以一般采用曝气刷或曝气盘分段布置，也可以采用鼓风曝气与推流设备联合使用。

曝气设备的选型其次要考虑的是其充氧能力，以满足生化反应的需氧量。根据进水水质和出水标准求得生化反应的理论需氧量，然后选择对应曝气能力的设备同时留有一定余力。

曝气设备的选型第三就要考虑曝气设备的动力效率。动力效率作为曝气设备的效能指标，能有效指导选择更节能的设

［5－6］

。备，以降低运行成本

氧的利用率也曝气设备的一个选型指标，作为一个参考指标。虽然曝气设备氧的利用率高可以提高它的充氧能力，但并不一定会提高其动力效率。比如微气泡比大气泡的氧利用率高，同时微气泡的产生消耗更多的能源，其动力效率不一定比

［5－6］

。大气泡高

最后要考虑曝气设备本身的材料、可调性以及维修方便与否。综合来说选用曝气设备的原则是：根据进水、出水水质，水量，运行费用，使用寿命，维护费用，一次性投资，负面影响及节能环保等方面综合考虑选用。

4

4. 1

曝气设备选型

提高氧传递速率的主要方式

3曝气设备选型步骤

曝气设备的选型首先考虑的是处理工艺的要求，根据不同

表1

项目内容硝化反硝化双功能模式生物脱氮减少飞沫推流速度诱导流保修期是否可现场维修

马达速度齿轮减速箱噪音程度动力效率/（kgO 2/kW·h ）

潜水推流曝气机

有有有有有1. 0ft /s0. 305m /s

有

3年，无附加条件

有低无低1. 8

高速水面曝气机

有无无无无0. 25ft /s0. 076m /s

无1年，有限保修

无高无高0. 8

（1）提高KL ·A 值。对于特定的污水和处理条件，某一设备的KL 是固定常数，因此可以选择KL 较高的曝气设备；对于A 值可以通过选择微气泡曝气、曝气搅拌结合设备或者无泡曝气提高。

（2）提高Cs －C 值。Cs －C 值表示传质动力，此数值可以通过采用高含氧空气曝气或纯氧曝气提高。

但实际选择时必须考虑建设和运行成本，实际应用时并无太多选择，比如纯氧曝气和无泡曝气只能用于传统处理成本较高的污水，对于城镇污水仍只能采用空气曝气以及各类气泡鼓风曝气或机械曝气。

4. 2氧化沟曝气设备选型

曝气设备比较

鼓风+曝气盘

有无无无有

N /A（水平向无）

无1年，有限保修

无N /AN /A高1. 2

转碟曝气机

有无无无无1. 0ft /s0. 305m /s

无1年，有限保修

无低有高0. 6

各生产厂商的试验报告无反硝化功能的需要额外搅拌机

备注

有无无无有

鼓风式曝气机

0. 35ft /s0. 107m /s很少1年，有限保修

有高无低1. 0

（1）鼓风机+曝气盘（底曝）系统：鼓风机压缩空气通过管路系统进入池底曝气盘进入曝气池，需要消耗能量来克服水头阻力，产生的气泡直径为2. 2mm 左右，垂直上升，还没有发生氧气水平扩散前气泡就达到的水面，由于缺乏有效的搅拌使得曝气效率降低，需要增加鼓风机土建用房及空气管路系统，曝气盘以进口膜片为主，目前以三元乙丙EPDM 和硅橡胶为主，但是仍然易老化，位于池底易堵塞、需要经常清洗。检修维护不方便，鼓风机噪音较大，维护费用较高，对于大型污水厂而言，能耗适中。对于工业废水应采用硅橡胶膜片。

（2）转刷/转碟系统：维护、运行费用高，将水通过离心抛洒扩散到空气中进行气液交换，在此过程中会在周边产生水雾，导致异味和病菌扩散到空气中，混合能力较差，无法使曝气池固体物均匀悬浮。

（3）表曝机：该系统为将水提升抛至空气中产生气液交换，同样也会产生大量

的水雾，破环周围环境空气，系统需要消耗动力来克服重力作用，额外增加能耗，且水平动能缺乏导致作用范围有限，悬浮物在曝气池角落或设备之间沉积明显，维护及运行费用都较高。

（4）潜水推流式曝气机：结合了表面曝气和机械曝气的优点，采用水面吸气注入水下方式，在水下螺旋桨将气流切割为细小气泡方式充氧；在完成充氧同时，对水体进行推流和搅拌；以达到污水进行硝化和反硝化作用，动力效率较高，基本可达到1. 8kg /kW·h 以上。运行费用低，维修简便。但是一次性投资较大。

近年来对采用微孔曝气的研究较多，并且显示了较好的效

［7］

果。王梅梅报道微孔曝气可以提高有效水深并提高了冬季污

［8］

水处理的效率和减轻了结冰的影响；陈国雄对某污水厂改造

［9］

显示在增大污水处理量的同时出水水质稳定达标；冀琳彦等分析显示微孔曝气器充氧能力强，可根据进水水量水质的变化，通过调节鼓风机装置可使供给氧化沟的空气量与之适应，池体有效水深可达6m 以上，减少了占地面积，并可提高整个处理系统的耐低温能力。所以在解决材料和阻塞问题后，对于新建和改扩建氧化沟工艺适宜采用微孔曝气加推流器的曝气模式，降低能耗，提高有效池容，减少占地，从而节省建设和运行成本。

良好的化学稳定性，机械强度高，抗冲击能力强，能够承受风机频繁启用产生的水击作用。它的布气层表面经过专门的静电处理，较为光滑，曝气器表面不易被堵塞，使用寿命较长，管式曝气器独有的在支承管和布气层之间的气流分布层，既保证了沿曝气器长度方向重新分配空气均匀流量，又降低了空气阻

［10－11］

。力损失及阻力损失的增长速度

5结论

在污水处理工程中采用活性污泥处理工艺极为普遍，而通

常以除磷脱氮A －B －0工艺为主，其中曝气设备必不可少的关键设备，目前我国大中小型的污水处理采用的曝气设备一般有：鼓风机+曝气盘（底曝）系统、转刷/转碟系统、表曝机、潜水推流曝气机等，通常选用曝气设备的原则是：根据进水、出水水质，水量，运行费用，使用寿命，维护费用，一次性投资，负面影响及节能环保等方面综合考虑选用。

曝气选型应因地制宜，在满足生化反应好氧需求的前提下，尽量选择动力效率高的曝气设备，减少运行能耗。一般情况下，曝气设备适宜选择微孔曝气，微孔曝气有效提高了KL ·A ，具有较高的氧转移率和氧转移效率，在有效管理的情况下，可以较好的降低能耗。对于微孔曝气器，宜选择化学稳定性好，耐酸碱，机械强度高，抗冲击能力强，能够承受风机频繁启用产生的水击作用的材料，同时宜采用不需要除尘处理的阻力较小的管式结构，降低运行成本。

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4. 3微孔曝气器的选择

氧利用率以及材料和技术的改进带来的动力效率的提高，使得微孔曝气器得到广泛的应用。常用微孔曝气器按材料可分为：陶瓷（刚玉）、橡胶膜片和聚乙烯；按结构形式可分为：板式，盘式和管式。在我国主要使用盘式和管式曝气器橡胶膜盘式曝气器采用硫化橡胶膜片，其机械强度差，以及清洗剂的影响，使得橡胶膜盘式曝气器的使用寿命较短；刚玉盘式曝气器采用刚玉布气层，布气层较脆、较厚，表面粗糙，空气通道较长，其表面容易滋生微生物，而且容易被杂质颗粒所堵塞，对空气洁净度的要求很高；采用聚乙烯材料的管式曝气器，具有