曝气是生物法污水处理过程中不可或缺的组成部分。处理效果在很大程度上取决于曝气系统的设计是否合理。为具体的污水处理工况选择合适的技术方案，对系统运行效果和稳定性具有重要影响。了解Robuschi 在污水处理曝气领域的鼓风机产品组合。
污水处理中的曝气是什么？
曝气是一种用于支持污水处理二级生物工艺的技术。
进入曝气池的预过滤污水仍含有氨氮以及在沉淀池中无法去除的微小有机颗粒。通过表面或潜水扩散器，将适量空气引入系统。
曝气的目的是为污水中的微生物提供氧气，从而分解有机污染物并去除废物。该生物处理过程能耗相对较高，但在约5 至 6 小时内即可实现有效处理，提升污水净化效率。
污水处理中的曝气是如何工作的？
曝气为微生物提供所需的溶解氧，使其能够进行生物降解过程。
污水中的细菌通过分解有机物质来处理和稳定污水。若氧气不足，生物降解速度会降低，污染物转化不完全。在缺氧条件下，过程可能产生氢气和硫化氢。
碳元素会被转化为甲烷或有机酸，从而导致池体酸度升高。这会影响处理效率，并可能加速异味生成。
曝气工艺为何重要？
曝气是污水处理过程中的关键环节，有助于去除水中的不良物质，为后续处理阶段提供条件。此外，曝气在能耗和环保方面具有一定优势。多数市政及工业水处理厂都将曝气作为整体水净化和污染物去除工艺的一部分。
罗茨、螺杆式、侧流风机、多级离心及齿轮增速离心风机
根据污水处理厂的设计和运行要求，曝气工艺会使用不同类型的鼓风机。一般而言，曝气过程需要供应大量空气，这通常由单台或多台鼓风机完成。
高转速齿轮增速离心风机 是常用选择；在部分小型处理厂，也会使用低风量、低压力的侧流风机。
由于曝气过程中生物需氧量（BOD）不断变化，常需使用多台鼓风机，并通过集中控制确保高效、连续运行。鼓风机向曝气池供气具有多个功能。
首先，为污水中的微生物提供分解有机物所需的氧气。氧气需溶解于水中以供微生物利用，这通常通过扩散器产生微小气泡实现。其次，在微生物将氨氮（NH₃）转化为硝酸盐（NO₃）的硝化过程中，同样需要氧气。硝化过程通常占据总需氧量的一半左右。
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污水处理中的曝气——能耗
在污水处理厂中，用于曝气的能耗通常占设施总能耗的50% 到 60%。在某些情况下，这一比例可能达到 70%。因此，提高鼓风机效率是关键，但仅分析额定能效并不能准确反映长期运行成本。选择最适合的曝气鼓风机时，还需要考虑许多其他变量和运行条件。
这些因素包括资本投入以及运行和维护成本，统称为总拥有成本（TCO）。TCO 的目的是对设备整个生命周期的成本进行统一评估。在污水处理行业，需要考虑拥有的各个阶段，从初始采购价格到能源消耗、维护、修理及服务成本。
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污水处理中的曝气——调节能力（Turndown Capability）
污水处理厂的平均使用周期为20 至 25 年。在如此长期运行的情况下，为设施选型鼓风机具有一定挑战，尤其考虑到过去几十年技术发展迅速。同时，决策者需要兼顾工厂当前处理能力和未来扩展需求。
污水处理厂常见的问题是为满足未来需求而过度配置设备。这种做法在初始投资和日常维护成本上可能造成额外支出。调节能力（turndown）是关键因素，可在一定时期内适应需求变化。尽管在鼓风机选型时常被忽略，但它对系统的生命周期成本具有重要影响。
在选型过程中考虑鼓风机的调节能力，可以在购置长期运行设备时将其与总体拥有成本（TCO）平衡，获得更有效、经济的鼓风机方案。可选方案包括：
- 容积式鼓风机
- 螺杆式鼓风机
- 离心压缩涡轮鼓风机
- 或多种技术的组合
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