在水处理过程中，生物法是利用废水中微生物的代谢作用分解水中可降解的有机物的一种非常重要的方法。
根据参与代谢微生物的需氧情况，生物法又可分为好氧及厌氧两类。谈到好氧生物处理，就不得不提及污水处理生化系统中的曝气系统。
曝气系统不仅影响生化效果，而且在污水处理运行费用中也占有相当大的比重。调查发现，在以活性污泥法为主的市政污水处理厂中，曝气系统的能耗大概占到污水处理厂总能耗的40%~60%。
曝气系统分类主要有
鼓风曝气系统、曝气机、曝气生物滤池、曝气转盘、曝气转刷、微孔曝气板……
本期主要为大家介绍下鼓风曝气器。
鼓风曝气器根据气泡大小可分为大气泡（φ在15mm以上），中气泡（φ在2~6mm之间），小气泡（φ在1.5mm以下），微气泡（φ在200μm以下）4种曝气器。
鼓风曝气器的主要性能参数有
曝气密度、通气量、标准氧转移速率、标准氧转移效率、比标准氧转移效率、理论动力效率、阻力损失……
①曝气密度：曝气器曝气膜片表面积与服务面积的比值。
②通气量：每个曝气器在标准状态下，单位时间内充入水中的空气量。用标准通气量、最大通气量及最小通气量表示。
③标准氧转移速率（SOTR）：微孔曝气器在标准状态（大气压0.1MPa，水温20°C）的测试条件下单位时间向溶解氧浓度为零的水中传递的氧量。
④标准氧转移效率（SOTE）：标准专题下溶入水中的氧量与曝气器供氧量之比。
⑤比标准氧转移效率（SSOTE）：标准条件下（气体完全干燥（零湿度）并在0°C和0.1MPa）下每米水深溶入氧的百分数或每米水深供气1立方所溶入的氧量。
⑥理论动力效率（E）：曝气器在标准状态测试条件下，每小时消耗1千瓦有用功所传递到水中的氧量。
⑦阻力损失（RL）：曝气器在标准通气量下的动态湿压力损失。曝气器的阻力损失越大，代表鼓风系统的功率就需更大或者鼓风系统的台数增多，同时电耗损失加大，关乎污水处理厂的经济运行成本。所以需将曝气器的阻力损失控制在标准值内。
根据材质的不同，鼓风曝气器主要可以分为4类，包括橡胶膜曝气器、刚玉曝气器、ABS曝气器和HDPE曝气器。本文主要介绍这4类曝气器的特点及问题。
橡胶膜曝气器
橡胶膜曝气器包括盘式橡胶膜、管式橡胶膜、板式橡胶膜，一般采用三元乙丙橡胶（EPDM,也是主流橡胶模），硅腈膜片（SILICONE适合用于含油污水）、氨基甲酸酯膜片（URETHANE适合用于化工污水）、热塑性聚氨酯弹性体橡胶（TPU，耐高压、耐油、耐腐蚀、耐曲饶）、氟橡胶等材质制成的曝气器。
图1管式橡胶曝气器
图2盘式橡胶曝气器
国产橡胶膜片一般使用寿命在0.5~3年，进口膜片在5~10年，造价低，氧利用率较高，可间歇运行，不易堵塞，布气均匀。其中管式橡胶曝气器混合搅拌效果较好，膜片易老化、撕裂、维修管理较复杂；盘式橡胶曝气器混合搅拌效果略差，需及时加酸清洗，设置排污装置。适用于耐酸碱度不高的市政污水和常规工业废水。
由于污水中存在的Cl-、芳香烃类等物质，会导致橡胶膜硬化及寿命减短且频繁更换，增加其运营成本。不同品牌的曝气膜片的橡胶材质及打孔方式各不相同，同样会影响到橡胶膜曝气器的曝气性能及使用寿命。为提高氧利用率，生产厂家会要求膜片扩散后气泡足够小，但同时会增加曝气器的阻力损失，加大成本，也需考虑孔眼的堵塞问题等。
对于橡胶膜曝气器的维护可及时更换鼓风机进口过滤器的过滤帘布；及时排出布气管中的积水；定期投加甲酸清洗微孔曝气器；避免大风量急剧冲击，通过这些方式来进行。
刚玉曝气器
刚玉曝气器主要包括球形刚玉曝气器、钟罩式刚玉曝气器、管形刚玉曝气器、盘式刚玉曝气器等，实际应用中以球形及钟罩式为主。
图3球形刚玉曝气器
图4盘式刚玉曝气器
据悉，污水处理厂所用的刚玉曝气器多为棕刚玉微孔曝气器。刚玉曝气器普遍使用寿命大约在8~10年，密封性能较好，化学性能较稳定，可酸洗或再生使用，可适用于酸碱度较高的工业污废水。其中，球形刚玉曝气器的结构较简单、组装方便。因结构设计减少了小气量运行和停止时在曝气器表面的污泥堆积，沉淀下来的污泥大多数能自行滑落，大为减少曝气器的堵塞问题，利于重新启动投入运行。球形结构受力均匀，增强了抗压强度。此外，相对于橡胶膜曝气器来讲，因刚玉砂不会发生腐蚀现象故其使用寿命也大幅提高。
刚玉曝气器因表面较粗糙极易生长微生物，布气层较厚且空气通道较长、出气不均匀、内部易被空气中杂质颗粒堵塞而造成传氧效率低、易堵塞等问题，且其出气微孔是不可扩张的固定孔也会造成曝气器发生堵塞。故刚玉曝气器对空气清洁度要求较高。需进行专门的空气除尘，净化设备主要为静电除尘器，经济成本较高，且安装的空气管道材质也需为耐腐蚀性的材质，避免生锈造成曝气器堵塞，同时需保持足够的通气量进行冲刷。
在实际使用中，刚玉曝气器阻力损失会变大的原因主要有：污水中杂质于表面结垢；生物膜堵塞；实际鼓风机通气量较设计值小，通风不畅；曝气长时间停运导致污水倒灌堵塞；长时间投加铁盐除磷药剂；曝气支管或曝气器破裂。解决堵塞可采用以下步骤：定期大气量冲刷；定期在线酸洗；定期放空生物池洗刷；定期离线酸洗。且对于进入刚玉曝气器的空气需进行过滤，采用卷帘过滤器、袋式过滤器；刷地坪漆避免灰尘；通气量需足够等等。
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）曝气器
叠片式ABS曝气器可产生均匀气泡，氧利用率较高。据生产厂家描述不仅适用于各种水质，特殊结构的设计也能有效防止污泥堆积及发生堵塞，止回阀能有效地防止污水、污泥回流，可有效去除BOD/SS，而且耐腐蚀能力约在8-10年，维护较简单，较节能、经济运行成本较低，是很有发展前景的一类曝气器。
图5ABS叠片式曝气器
高密度聚乙烯（HDPE）曝气器
高密度聚乙烯曝气器是经过负电处理、表面光滑、结构均匀的精细颗粒状高密度聚乙烯分子构成，孔隙率较高，较好的充氧性能和氧利用率，同时具有良好的化学性能、耐酸碱、机械能性能、抗氧化性和抗冲击能力。不易损坏，主要为进口品牌，使用寿命约在10年以上，有独特的专利止回阀设计，主要为进口品牌，使用寿命在10年以上。
图6HDPE曝气器
基于市面上各式各样的曝气器，那我们该如何进行选型呢？
曝气器选型的基本需求主要有：
1、曝气器质量较好、能满足工艺设计参数的要求；2、化学性能稳定，满足特点污水水质要求，耐腐蚀性强、使用寿命长；3、充氧性能良好、氧利用率和动力效率较高，同时具有良好的混合搅拌能力，阻力损失小，能耗低；4、曝气均匀，不易发生堵塞，运行操作、维修管理简便，维护管理工作量较少；5、价格合理、投资和管理维护费用低。
曝气器种类非常多，各类曝气器各有千秋，现在对于市场上应用较广泛的曝气器主要为橡胶膜曝气器及刚玉曝气器。
随着不断的发展及创新，曝气器的结构及性能也在发生日新月异的变化。在实际工程应用中选用何种类型、材质的鼓风曝气器，需对其结构、性能参数、适用范围等进行比较，同时也需结合经济成本及养护运行等方面进行考虑来选择。
原标题：污水处理的充氧者 一文认清鼓风曝气器
