廢水處理中的曝氣是最重要的過程之一。這是因為曝氣能夠高效降解有機物，同時防止產(chǎn)生令人不悅的氣味和系統(tǒng)運行效率低下。曝氣過程涉及向廢水中引入氧氣，使好氧微生物能夠有效地分解有機污染物。

為了實現(xiàn)最佳曝氣效果，廢水處理設(shè)施依賴于不同類型的曝氣系統(tǒng)，每種系統(tǒng)都有的設(shè)計以滿足特定的工藝需求。此外，溶解氧（DO）傳感器在確保氧氣水平保持在生物處理過程的最佳范圍內(nèi)發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在本文中，我們將探討曝氣的重要性、不同類型的曝氣系統(tǒng)，以及DO傳感器如何提高系統(tǒng)效率。

廢水處理中曝氣的重要性

氧氣在生物處理中的作用

廢水處理依賴微生物活動來分解有機物。好氧細菌在富含氧氣的環(huán)境中茁壯成長，消耗有機廢物并將其轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水和其他穩(wěn)定的副產(chǎn)品。這一過程被稱為好氧消化，對于以下方面至關(guān)重要：

· 降低生化需氧量（BOD）和化學需氧量（COD）：高BOD和COD表明存在過多的有機污染物，這些污染物必須在排放前被分解。

· 確保有效的營養(yǎng)物生成：氧氣支持硝化作用，即將氨轉(zhuǎn)化為硝酸鹽的過程，這可以防止有害氮化合物的積累，并將其轉(zhuǎn)化為植物營養(yǎng)物。

· 維持工藝效率：適當?shù)钠貧饪梢苑乐箙捬鯒l件的出現(xiàn)，厭氧條件會導(dǎo)致產(chǎn)生惡臭和系統(tǒng)運行效率低下。

曝氣對出水質(zhì)量的影響

良好的曝氣系統(tǒng)能夠產(chǎn)生更清潔的出水，符合環(huán)境排放法規(guī)。氧氣能夠增強有機物的分解、病原體的去除和化學物質(zhì)的穩(wěn)定化，確保處理后的水可以安全排放或再利用。

此外，曝氣不足會導(dǎo)致處理效果不佳的出水，可能會導(dǎo)致以下問題：

· 污染物水平過高，導(dǎo)致違反法規(guī)。

· 產(chǎn)生有毒副產(chǎn)品，例如硫化氫。

· 處理能力降低，因此需要額外的化學處理和能源消耗。

防止廢水處理廠出現(xiàn)厭氧條件

當氧氣水平過低時，厭氧細菌會占據(jù)主導(dǎo)地位，從而導(dǎo)致厭氧條件的出現(xiàn)。這會導(dǎo)致以下問題：

· 污泥積聚和固體沉降效率降低。

· 產(chǎn)生硫化氫（H?S），這種氣體會產(chǎn)生強烈的臭雞蛋氣味。

· 產(chǎn)生更多的甲烷（CH?），這是一種易燃的溫室氣體。

持續(xù)的曝氣可以防止這些問題，使處理系統(tǒng)既高效又無異味。

廢水處理中使用的曝氣系統(tǒng)類型

機械表面曝氣機

機械曝氣機通過物理攪拌廢水，將周圍的空氣混入水表面來引入氧氣。這些系統(tǒng)通常用于氧化池、曝氣池和活性污泥工藝中。機械表面曝氣機的優(yōu)點包括：

· 高氧氣轉(zhuǎn)移率。

· 適用于大規(guī)模處理廠。

· 有助于污泥混合和懸浮。

然而，使用機械曝氣機也有局限性，例如：

· 能源消耗高。

· 由于機械磨損，需要頻繁維護。

微孔曝氣系統(tǒng)

微孔曝氣系統(tǒng)使用空氣壓縮機和水下曝氣器將微小氣泡引入廢水。此外，小氣泡提供了較大的表面積，從而提高了氧氣轉(zhuǎn)移效率。一般來說，微孔曝氣系統(tǒng)可以使用粗泡或細泡曝氣器。粗泡曝氣器釋放較大的氣泡用于混合和攪拌，而細泡曝氣器則提供更高的氧氣轉(zhuǎn)移效率，使其非常適合用于活性污泥處理。微孔曝氣系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：

· 氧氣分布均勻。

· 與表面曝氣機相比，能源消耗較低。

· 幾乎不產(chǎn)生異味。

然而，微孔曝氣系統(tǒng)也有一些缺點，例如：

· 曝氣器上可能會形成生物膜，因此需要定期清潔。

· 初始設(shè)置成本高。

射流曝氣

射流曝氣機通過比微孔曝氣系統(tǒng)更強大的液體和空氣混合來產(chǎn)生微小氣泡。它們通常用于深池和固體含量較高的應(yīng)用中。這種曝氣系統(tǒng)能夠提供高氧氣轉(zhuǎn)移效率，并且不太容易堵塞。然而，這也帶來了更高的運行成本以及復(fù)雜的安裝和維護需求。

底層曝氣

底層曝氣系統(tǒng)依賴于放置在池塘或水池底部的專用曝氣器。它們提供細孔曝氣器用于有效的氧氣擴散，以及粗孔曝氣器用于更好的混合。這種曝氣系統(tǒng)在廢水處理過程中表面干擾最小，并且氧氣利用率較高。然而，它也容易隨著時間的推移而出現(xiàn)結(jié)垢和堵塞問題。

溶解氧傳感器在廢水處理曝氣控制中的作用

為什么監(jiān)測溶解氧（DO）至關(guān)重要

在曝氣過程中保持適當?shù)娜芙庋跛綄τ趶U水處理效率至關(guān)重要。氧氣過少會導(dǎo)致分解效果不佳，而過多的氧氣則會導(dǎo)致能源浪費。

溶解氧傳感器能夠確保曝氣過程達到最佳效果，幫助污水處理廠：

· 防止厭氧條件的出現(xiàn)。

· 通過控制氧氣供應(yīng)來降低能源成本。

· 維持穩(wěn)定的生物處理性能。

溶解氧傳感器的類型

光學溶解氧傳感器

光學溶解氧傳感器使用熒光技術(shù)進行高精度、免維護的氧氣監(jiān)測。這項技術(shù)適用于廢水的實時監(jiān)測。

電化學溶解氧傳感器

電化學傳感器使用經(jīng)典的電位測量法進行氧氣測量，包括極譜法和伽伐尼傳感器。它們也適用于廢水處理曝氣過程中溶解氧的實時監(jiān)測。然而，它們可能需要定期更換膜和電解質(zhì)。

實時溶解氧監(jiān)測用于曝氣優(yōu)化

這兩種現(xiàn)代溶解氧傳感器可以與現(xiàn)代控制系統(tǒng)（如SCADA）集成，根據(jù)實時讀數(shù)自動調(diào)整曝氣。這種方法：

· 提高曝氣效率。

· 降低能源消耗。

· 有助于符合法規(guī)要求。

AlpHa 的溶解氧傳感器

在AlpHa測量解決方案公司，我們提供一系列先進的溶解氧傳感器，用于廢水處理系統(tǒng)的曝氣過程。這些傳感器具有可定制選項，以滿足您特定應(yīng)用的需求，包括極譜法、伽伐尼和光學溶解氧傳感器。

AlpHa 的光學溶解氧傳感器

· 量程：0 – 20 ppm（0 – 200%飽和度）/ 0 – 50 ppm（0 – 500%飽和度），可在0 – 50 ppm范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。

· 響應(yīng)時間：T90 < 約35秒。

· 精度：0-10 mg/L（±1%），10-20 mg/L（±2%），20-30 mg/L（±5%），30-50 mg/L（±15%）。

· 溫度范圍：0 – 50°C。

· 壓力：運行大氣壓：40-115 kPa，最大承受壓力：700 kPa。

· 保修期：根據(jù)應(yīng)用不同，保修期為6-24個月。

· 特點：高穩(wěn)定性，漂移小，適用于包括生物和烴類應(yīng)用在內(nèi)的各種環(huán)境。

AlpHa 的極譜法和伽伐尼溶解氧傳感器

· 量程：0 – 20 ppm（0 – 200%飽和度）/ 0 – 50 ppm（0 – 500%飽和度）。

· 響應(yīng)時間：T90 < 35秒。

· 精度：±2%。

· 溫度范圍：連續(xù)監(jiān)測0 – 50°C，取樣測量0 – 80°C。

· 壓力：運行大氣壓：40-115 kPa，最大承受壓力：700 kPa。

· 保修期：12個月。

· 特點：提供多種極譜法和伽伐尼配置，適用于樣品部署。堅固耐用的設(shè)計，適用于包括工藝和現(xiàn)場測量在內(nèi)的多樣化應(yīng)用。