污水处理技术篇：高效节能曝气技术微孔曝气全球应用进展-第3页-北极星水处理网

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3.2安装水深

曝气器的安装水深是影响充氧性能的一个重要因素。Kossay对不同水深下的充氧效果进行了比较，结果表明，在水深为0.5m时，充氧能力为1.2~2.2g(O2)/h˙m3，当水深增加到4.6m时，充氧能力提高到了10.4g(O2)/h˙m3。Martin在水深为3.5m~12.0m的范围内研究水深对微孔曝气的氧传质效率影响，结果表明，随着水深的增加，氧转移效率增加，同时能耗也在增加。

张斌分别在水深为5m，6m，10m处进行清水充氧性能研究，结果表明，充氧能力、理论动力效率和氧利用率均随水深的增加而增大。这是因为曝气器的安装水深越深，气液接触时间越长，氧传质系数越大，充氧性能越好，氧的利用率也越高。

俞庭康的研究结果却不太相同，在4~8m水深条件下，橡胶膜曝气器的充氧能力和氧利用率随水深增加而增大，但KLa和理论动力效率是先减小后增大，并在6m处达到最小值。

3.3曝气器的表面积

Kossay将曝气密度（曝气器的表面积与池底表面积的比值）作为研究对象，分别在曝气密度为25%、50%、75%、100%时研究其与充氧能力的关系，结果表明，充氧能力与曝气密度呈某种线性关系，且随曝气密度的增加而增大，但增大效果并不明显。

Martin的研究表明，当曝气密度由15%~20%下降到5%~10%时，氧气的吸收会由20gO2/m3˙m下降到13gO2/m3˙m。S.Gillot的研究表明，KLa随着曝气器数量的增加而增大。Gregory比较了曝气器尺寸分别为254mm和210mm时的氧转移率，结果表明，在水深3m处，254mm曝气器的氧转移率要高3%；当水深增加到6.1m时，这种差别提高到12%。

增大曝气器的表面积可以提高充氧能力和氧利用率，主要原因有两个：一是表面积的增大可以增加气泡数量，实质是增大了气水接触面积；二是表面积的增加减少了气泡之间相互影响，同时减少了小气泡并聚成大气泡的数量。

3.4曝气孔径

曝气器的孔径对充氧性能的作用至关重要。与粗孔曝气器相比，微孔曝气器可以节约50%左右的能耗。这是因为小气泡比大气泡的停留时间更长，同时与水的接触面积更大。Krasnyi指出，混合液的吸收氧量与曝气器的孔径成反比。Alkhalidi进一步提出了KLa与气泡大小的关系模型，并通过实验得到验证。

Kenneth通过实验比较了孔径分别为40μm和140μm两个曝气器的充氧性能，结果显示两个曝气器的充氧性能并没有太大差异。Yannick研究结果则不同，他发现孔径减小10%会使KLa增加15%，相反，孔径增加10%会造成KLa减小11%。庄健与Yannick的研究结果一致，他对孔径从50μm~100μm的6个梯度进行实验，结果表明，随着孔径增大，KLa、充氧能力、氧利用率和理论动力效率均减小。尽管小孔径有利于氧的传质，但孔径越小，阻力损失越大，能耗也越大。除了能耗问题，在实际应用中也要综合考虑污水水质导致曝气孔堵塞的问题。

3.5污水水质

针对不同水质，曝气充氧效果也不尽相同。Khoshfetrat就COD负荷对充氧性能的影响进行了研究，结果表明，COD负荷由1kg/m3˙d增加到2kg/m3˙d时，溶解氧由4.9mg/L降到3.9mg/L，随着COD负荷继续增加到2.5kg/m3˙d，溶解氧继续下降到2.1mg/L。

表面活性剂和总溶解性固体（TDS）是影响曝气氧传质效率的重要因素，是目前研究的热点。Marupatch对比清水和混合液（包括NaCl、葡萄糖、表面活性剂）的KLa发现，混合液中的KLa比清水中的有明显降低。这是因为表面活性剂能够使气泡减小，同时会增加气泡之间的并聚，导致总体氧传质系数降低。

延伸阅读：

【干货】马头岗污水处理厂精确曝气系统实施方案及应用效果

原标题：高效节能的曝气技术：微孔曝气的全球应用进展

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