摘要：水是生命之源，人们在生活中离不开水，但在日常生产生活中，水资源受到的污染却最为严重。一些大工业持续不断的排放各类含不同污染物的废水，这些废水得不到有效治理，将逐渐污染生产和生活用水，对人们生活造成很大的危害。我国水资源污染这一问题逐渐呈现日益恶化的现象，而且人们也越来越关注水污染这个严重的污染现象。在我国对于水污染这个现象的治理处于发展阶段，现在我国正针对治理水污染和水浪费研究合理的解决方案。在水处理技术中利用曝气设备对处理水污染效果显著，目前在一些企业中已被广泛使用。本次针对曝气设备对水的处理进行一些简要分析和探究。

关键词：环境工程;水处理;曝气设备;应用研究

引言

我国的环境污染问题已是相当严重，雾霾、重金属污染等都在影响着人们的正常生活，甚至是在威胁人们的生命安全。环境保护已经引起了政府与人民的高度关注，环境治理更是刻不容缓。其中水作为生命之源，更应该要认真严肃的进行治理保护。曝气设备就是用于进行水处理的一种设备，通过向水中注入空气加速水中好氧微生物对有机物的分解，从而达到净水的目的，对水资源的净化有着极大的帮助，是环境工程水处理的重要组成部分。

一、曝气设备概述

（一）曝气设备工作原理

对于曝气设备的工作原理而言，其主要是以在空压机、曝气机、空气动力泵为动力源，在其作用下使空气同水进行充分接触，进而实现将空气中的氧溶解在水中，从而为微生物提供相应的有氧环境，加快水中有机污染物降解速度，从而更好的实现净化水质的目的。同时可以将水中无用的气体或者容易挥发的物质放逐至空气中，为此曝气设备在各类污水处理中得到广泛应用。

（二）曝气设备优势

曝气设备在环境工程水处理中应用较为广泛，通过调查和实践发现其具有如下优势：其一，内部构造较为简单，实际操作过程比较方便，操作人员能够短时间熟练的掌握操作;其二，充氧效果较好，能够给水体提供充足且均匀的氧气，提高水中好氧微生物处理效果;其三，出现噪音污染或者水体二次污染的几率相对较小，环保性能高。为了更好的发挥曝气设备的作用和价值，在实际应用过程中工作人员需要对污水处理环境各方面因素进行分析，例如：水处理面积，污染程度以及污染物种类等，为各类参数设置提供可靠的依据和支持，从而提高水处理效果。

（三）曝气设备的分类与应用

在环境工程中利用水处理技术的设备很广泛，因为曝气设备在水处理领域具有成本低、效率高的优点，曝气设备主要分为鼓起曝气设备、潜水射流曝气设备和表面曝气设备等。接下来介绍一下这三种曝气设备：

（1）鼓风曝气设备

鼓风曝气设备系统是由曝气装置、鼓风机以及连贯的管道组成的，通过一系列管道将空气输送到安装在生化池底部的曝气装置，空气经过曝气装置时会形成不同尺寸的气泡，气泡经过上升与流动最后在液面处破裂，这一过程使氧向混合液转移，从而提高污水中的氧气浓度。

（2）表面曝气设备

表面曝气设备的运用主要就是采用电机进行驱动，促使其能够带动轴流式叶轮在污水中进行高速运转，导管导水板进行喷水处理形成水膜，使得水表面积增加，从何实现和空气的有效接触反应，完成曝气处理环节。在该类设备的实际应用过程中，其优势较为明显，整体布置并不复杂，相应处理难度也不大，在运行过程中不需要过多的能耗，进而也就能够充分提升其应用便捷性效果，适合于多种状态下的污水处理操作，有助于成本方面的控制，实用性较强。

（3）潜水射流曝气设备

目前，在我国环境工程水处理的曝气设备中，应用最广泛的就是潜水射流曝气。在应用过程中，利用喷嘴座将水流输送到混气室内，然后通过进气管将空气导入混气室内，让空气与水充分的接触，然后通过排气管将空气排出，在处理过程中，曝气的时间较短，对氧的利用率比较高。潜水射流曝气设备是由深水自吸式潜水曝气机组合而成的，在工作过程中，水流通过潜水电泵，然后通过曝气设备的喷嘴座加速进入混气室，然后将空气在负压状态下输送进混气室，让空气同水流充分的融合，形成混合流，最后将空气排出，完成整个过程。在污水处理过程中，处理水一般都比较深，利用潜水射流曝气设备进行污水处理能够减少池底污水的面积，从而在一定程度上降低污水治理的成本。

二、环境工程水处理中应用曝气设备的参数处理方法

（一）采用MATLAB作为曝气处理系数的确定方法

使用曝气设备开展水体充氧作业进行水处理，在具体的水处理操作实施之前，需要对水体的充氧状况进行模拟试验，以确定曝气设备的各项处理参数。当前，可以利用MATLAB软件作为曝气处理系数确定的方法。该软件主要通过模拟不同处理系数条件下的曝气处理效果，来测定出最终曝气处理的系数，并选取出最优的曝气处理方法。通过这种方法可以有效确定曝气处理系数，减少投资，是一种较为经济有效的曝气系数确定方法。MATLAB软件在操作过程中具备如下几点优点：首先，该软件的操作步骤可以清晰展现在使用者的眼前，且其操作的流程较为规范化、科学化。可以对不同实验条件下的曝气处理过程进行模拟，并从中优选出最科学的处理系数。此外，该软件的操作界面可视化程度较高，且易于使用者的操作，使用者只需输入相关基本数据，软件就会对数据进行自动实验分析，且逼真地进行实验过程演示，进而输出最后的处理结果数据。MATLAB软件的应用大大提升了曝气处理系数确定的精确度，也大大缩短了实验的时间。但在实际进行数据分析和计算过程中，难免有一些误差存在，所以，还需要不断对软件处理数据的过程进一步的完善，以便为曝气处理过程提供更好的数据支持。

（二）利用Excel曝气处理系数的确定方法

确定环境工程水处理中曝气应用的相关系数的第二种方法主要是Excel方法。利用Excel来确定水处理中曝气设备应用的相关系数，这种方法的效果更加直观，因为使用计算机工具做出来的相关数据图表，能够很直白的显示出相关系数。目前我国的大部分的确定曝气应用的相关系数的案例来看都是采用Excel来确定的。

这种方法是一种比较基础的方法，而利用Matlab确定环境工程水处理中曝气应用的相关系数的方法是在这一基础之上的一个提高，要想更好更准确地确定相关系数，我们就应该巩固利用Excel方法，加强Matlab确定环境工程水处理中曝气应用的相关系数的方法，只有做到这两点，才能更好地确定环境工程水处理中曝气应用的相关系数。

三、环境工程水处理中曝气应用的性能的测定

对于确定环境工程水处理中曝气应用的相关系数，我们可以利用相关的计算机软件去确定，而对于其曝气应用的性能的测定，我们应该采用一定的公式去测定环境工程水处理中曝气应用的性能。利用相关的公式进行测定曝气应用的性能具有一定的科学性，因为那些公式都是由科学家们经过无数次试验得到的，比如我们测定环境工程水处理中曝气应用的性能的其中一个公式：标准状态下充氧能力是等于测试中水的体积与20℃水中饱和溶解氧浓度乘积的值，它具有一定的科学性，利用“标准状态下充氧能力是等于测试中水的体积与20℃水中饱和溶解氧浓度乘积的值”这一个公式我们可以准确地算出标准状态下充氧能力，这种公式的计算方式与确定环境工程水处理中曝气应用的相关系数的软件确定的方法还有一定的差异性，总而言之，采用一定的公式去测定环境工程水处理中曝气应用的性能具有很大的准确性。

四、新型曝气设备在环境工程水处理上的应用

（一）聚氧活化曝气增氧机问世

一种不需要鼓风机、供气管道网络和曝气头等笨重设备的聚氧活化曝气增氧机日前在沈阳通过技术鉴定。聚氧活化曝气增氧机首次应用法拉第原理，采用磁性生物工程技术，把空气中富聚、活化的氧气与经磁化的污水充分结合，提高污水溶解氧的饱和度，从而达到降低污染的目的。

（二）固定螺旋曝气器

固定螺旋曝气器是国外七十年代用在污水生化处理方面的一项新型曝气装置。它具有曝气效率高、不易堵塞、维护管理方便等特点，在美国和日本的一些大型工业废水处理厂中使用，已取得了较好的效果。固定螺旋曝气器的构造：由圆筒外壳和螺旋组件两部分组成。

（三）氧化沟曝气设备-非金属曝气转刷

在污水处理工作中，氧化沟也是有效的处理工艺，具有较好的处理效果、管理方便、流程简单、结构简单等特点，目前被广泛的应用在我国污水处理工作中。而在氧化沟工艺的实施中，最重要的设备就是曝气设备，工艺处理效果和运行稳定性的实现都需要依靠曝气设备，比如常见的有转刷曝气机。目前，国内普遍使用的是金属材料的转刷，但是经过多年实验，非金属曝气转刷有其独特的优点，其在污水处理中耐压强度高、硬度大、耐高温、抗腐蚀。但其也有缺点，但与金属材料相比，它抗断强度低、缺少延展性。

（四）一种新型曝气设备及其气液传质

随着氧化沟处理工艺对曝气设备的要求越来越高，以及能源的日趋紧张，新型高效低能曝气设备的研究已经成为推动氧化沟处理技术发展和节能降耗的重要因素。于是诞生了一种叶片开孔曝气的新型搅拌设备，并以清水实验条件为基础，研究了该设备中气泡运动规律，选择传质理论中的溶质渗透模型，从单个气泡的产生到上升至液面这一过程入手，建立传质速率方程，进而分析了容器中气泡整体的分布状况，得出总的理论瞬时氧传质速率方程，用来分析和研究该类设备的气液传质效率，为设计高效的曝气设备提供理论基础。

结束语

总而言之，水处理是环境工程中一个非常重要的内容，水处理的效果会直接影响着人们的生活，水处理效果直接取决于水处理技术，而曝气设备是水处理技术中一个非常重要的部分，曝气设备的使用为微生物群营造一个有氧的生存条件，以使其分解有机污染物的能力得到充分体现。水处理是我国环境治理工作中比较受重视的一部分，技术水平、设备水平都在不断提升，曝气设备作为水处理工序中具有代表性的设备之一，其种类、工作原理、应用能够在一定程度上反应水处理水平，是我国环境领域发展的重点之一，必将随着科学技术的不断发展而不断发展。

参考文献

[1]石博文.解析曝气在环境工程水处理中的应用[J].2021（2013-34）：118-118.

[2]毕艳辉.环境工程水处理中对曝气设备的应用分析[J].2021（2015-2）：34-35.