曝氣，指將空氣中的氧強制向液體中轉移的過程，其目的是獲得足夠的溶解氧。此外，曝氣還有防止池內懸浮體下沉，加強池內有機物與微生物及溶解氧接觸的目的。從而保證池內微生物在有充足溶解氧的條件下，對汙水中有機物進行氧化分解。
採用生化方式處理汙水時，曝氣通常是運行費用最高的環節，曝氣設備也一直在升級換代，今天我們就來聊一聊各種設備的優缺點。
曝，bào為工程技術沿用的習慣讀音，原應發音pù，成語：一曝十寒，出自《孟子·告子上》：「雖有天下易生之物也，一日暴之（「暴」同「曝」），十日寒之，未有能生者也。」意思是：雖然是最容易生長的植物，曬一天，凍十天，也不可能生長。」比喻勤奮的時候少，懈怠的時候多，沒有恆心。英文：aeration。曝氣器，也應該更關注其長久性能表現，而非一時的工況。
有：微孔（盤式和管式）、射流、旋流（單噴嘴和雙噴嘴）、散流、表曝。
微孔曝氣器的氧利用率最高，新品在6米清水中可以達到30%以上。但易堵塞破損，壽命較短。微孔曝氣器在使用一定年限後會因為結垢堵塞造成風壓和能耗上升，破損後氧利用率會驟降，需要及時進行更換。
射流曝氣器是較早應用於工業廢水的一種曝氣工藝，具備服務面積大，不易堵塞等優勢。射流在6米清水中的氧利用率大約15%-21%。射流曝氣需要配備循環水泵，能耗較大。在含鈣廢水中，噴嘴容易結垢堵塞。
旋流曝氣器是最近幾年興起的一種新型曝氣工藝，氧利用率6米清水中測試大約18%-23%。因為可以不停產安裝，壽命達十年以上，不易堵塞，風壓穩定不變，能耗適中，近年在工業廢水領域已開始大面積應用。
散流曝氣，倒傘形狀，氧利用率大約8%-12%。原理是氣流撞向鋸齒進行切割，因為氣流衝擊力弱，切割力度弱，氣泡較大，氧利用率較低，目前使用的越來越少。
表曝，適用於水淺的氧化溝池型，水深時充氧效果不佳，隨著土地緊張，水深增加，新建項目使用表曝的越來越少。
2、列表比較三種常見曝氣形式
通過以上比較，三種曝氣工藝各自的優缺點和適用場景，一目了然。旋流的不停產安裝是一大優勢，既避免了停產損失，也避免了清淤更換導致的安全事故。壽命十年以上，免檢修，還能夠大大降低汙水站的人工成本。
能耗方面。雖然旋流與微孔氧利用率差異較大，但因旋流的α值（從清水到汙水時，曝氣器氧利用率的下降程度）較小，能耗通常比微孔新品（第一年）高15%左右。而隨著微孔的氧利用率不斷衰減，旋流穩定不變，兩者長期能耗基本持平。微孔在結垢堵塞破損後，如未及時更換氧利用率會驟降，所以部分改造案例中出現了旋流比微孔節能的現象。
旋流的風阻低，風壓穩定無變化，利於風機的平穩運行，尤其是風機為磁浮或空浮時。如某園區汙水廠，水深7米，使用微孔4年後，風壓上升到90kpa，能耗上升嚴重，出風量卻下降嚴重，新購風機時不得已選型為100Kpa，而使用旋流，風壓可穩定維持在80kpa以內。
旋流與射流相比，所需的風機風量相差不大，通常射流泵能耗即是旋流比射流所節省的能耗。即使與自吸式射流相比，旋流能耗亦未出現增加現象。
隨著土地緊張，在不擴建的情況下，要提升汙水的處理量，往往需要將水深和汙泥濃度提的更高，對曝氣器性能穩定的要求趨高，旋流的使用會愈加成為趨勢。下面重點講述一下旋流曝氣。
旋流曝氣技術，自日本引進，目前旋流產品有原裝進口的，也有購買日本專利後在國內進行生產研發的，更多則是仿製，質量參差不齊。
不同品牌的旋流曝氣器，氧利用率差別較大。以氧利用率分別是18%和22%進行比較，看似只差4%，實際需風量相差接近20%，意味著能耗相差近20%（正確的計算公式應是18/22=80%）。在風機風量處於臨界值時，這個差異還會直接導致溶氧是否達標。購買旋流曝氣器時可讓廠家提供國家給排水設備檢測中心的檢測報告，以證明產品的氧利用率。通常雙噴嘴旋流曝氣器的氧利用率，比單噴嘴高出15%左右。單雙噴嘴旋流曝氣器氧利用率差異較大，原因主要是氣泡被切割次數和氣泡在水中停留的時間差異較大。不同品牌的單噴嘴旋流曝氣器，氧利用率也存在差異的原因主要是噴嘴是否作變徑處理以及切割頭是否真正按照流體力學進行排布。
2、旋流曝氣器的材質
旋流曝氣器常見材質是：ABS、PA66、高分子複合材料。在性能上，PA66優於ABS，純PA66要優於「PA66+玻纖」。部分廠家製作時為便於注塑成型會在PA66中添加玻璃纖維，這樣硬度雖然提升但會增大表面摩擦係數，導致容易結垢。高分子材料具有一定的研發門檻，原料價格較貴，但具備其它材料無可比擬的耐磨、耐衝擊、自潤滑、抗結垢、耐酸洗、不易吸水等性能特點，近年以上海泰譽為首的一些廠商已經開始將高分子材料應用於旋流曝氣器中。
3、高濃廢水和含鈣廢水曝氣器選型注意事項
高濃廢水和含鈣廢水，使用單噴嘴旋流曝氣器，久了也會出現結垢堵塞現象，主要是因為筒體中的交叉片結構以及材質容易結垢。此類廢水，適合使用高分子材料製作的雙噴嘴旋流曝氣器，一是高分子材料具備自潤滑抗結垢的性能，二是雙噴嘴旋流曝氣器內部無交叉片阻礙，口徑大不易堵塞。三是，雙噴嘴旋流的錐體形成文丘裡效應，對汙泥卷吸力更強，更能阻止汙泥沉積。
4、旋流曝氣器安裝注意事項
不恰當的安裝方式，會嚴重影響旋流使用壽命。側面進氣的曝氣器，本體與豎管之間須使用兩根直杆進行固定，確保進風管不會單獨受力。最好選用進風管是一次成型且加粗加厚的曝氣器，防止在長期高頻振動下螺絲鬆散或進風管斷裂。曝氣器與管路通常在池外提前焊接好，在人工搬運或使用吊車起吊過程中，注意絕對不能讓曝氣器一端觸地受力。較深的水池，豎管管材須管粗壁厚，以防止擾度過大。豎管和橫管連接處，可以加斜撐固定以防止斷裂。
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