一、常见的曝气设备类型

1.机械曝气

机械曝气设备多借助叶轮的力量进行曝气，在液面位置，叶轮打出气泡来增加溶解氧，这样的曝气设备多用于污水处理厂。根据叶轮机安装位置，它分为竖轴式、横轴式。

2.鼓风曝气

鼓风曝气借助鼓风机的力量，直接将气体通过扩散板或者扩散管引入水中，气泡在曝气器出口处形成，气泡的尺寸大小取决于曝气器出口的口径。鼓风曝气设备在污水治理领域中应用范围广泛。

3.射流曝气

采用水泵经射流器供氧的射流曝气，噪声小，按照供气方式分为供气式射流机、负压自吸式射流机。

4.推流曝气机

推流曝气机借助的是曝气、搅拌、推流的力量，推流曝气机的充氧方式属于一机化，因此不需要配置鼓风机等设备，主体设备为水下叶轮机与后置气口，具有水循环功能，能有效地防止封闭性、非流动性的水质腐烂发臭。

5.其他曝气设备

微纳米曝气机（气浮机改良设备）由水泵、微纳米气泡水发生器、压力表、曝气头和一些管件组成。

该系统的核心技术是利用微纳米气泡分散技术将大量的空气初步压缩成大量的0.25mm直径的无压微泡在水体中，然后在半真空的情况下，通过气相和液相的高度分散，将释放系统产生的0.25mm直径的无压微泡形成一些直径小于3μm的微米级气泡甚至形成纳米级气泡，这些高度分散后的气泡被统称为微纳米气泡，释放到需充氧水体中以达到对水体迅速充氧的效果。

二、曝气机主要评价指标

1.曝气设备中理论氧传递原理及影响因素

物质扩散速率由Fick定律得出：

式中，Na为物质扩散速率；dC为物质浓度；D为气相或是液相中常用的扩散系数，m²/h；dz为沿扩散方向的扩散距离。

氧溶解度可以表示为：

式中，C_S为氧溶解度；p为氧分压；K_S为溶解度常数。

根据氧传递双膜理论可知，氧气在液体中的溶解度很小，因此，液体中氧的平衡浓度实际上与氧的饱和溶解度相差不大。

氧气在气相和液相中的扩散速度并不一致，在气相中的扩散速度比在液相中的扩散速度大得多，因此想要提升氧的传质速率，必须借助曝气设备，通过控制液膜来提升氧的传递速度。

所以，在曝气工艺中，氧的传质公式为：

中，KL为与曝气设备相关的常数；A为气液接触面积。

从理论上来说，提高氧传递速率的主要方式有两种。一是提高曝气设备常数，提高气液接触面积，即提高KL·A值。

在相同的污水水体条件下，相同曝气设备的常数KL值通常是固定的，选择KL较高的曝气设备是提高样传递速率的重要方式；增加气液接触面积可以通过缩小气泡体积等方式实现，借助微气泡曝气等设备可以有效提升气液接触面积，提高氧的传递速率。

二是提高氧的溶解度，即（C_S-C）值。要想提高氧的溶解度，可以采用高含氧空气曝气设备，或采用纯氧进行曝气。

温度、曝气深度会影响两方阵数值，需要具体分析。

2.曝气设备的主要评价参数

评价曝气设备，主要采用测定特性曲线，最大可能地模拟和体现实际使用过程中曝气器的曝气情况，有助于曝气设备的实际使用和综合因素的全面考虑。以下几个指标同样是衡量曝气设备的重点。

充氧能力（RO）是指在单位时间内曝气设备向混合液中传输氧气的量，单位是kgO₂/h。氧的利用率（EA）通常以曝气气量、密度来表示，指总供氧量中曝气系统所转移的氧量的百分比，特性曲线中横轴表示曝气气量，竖轴表示氧的密度。动力效率（Ep）是指单位能量消耗带来的曝气量，应用电能的情况下，指的是每消耗1kW·h电所带来的曝气量，单位为kgO₂/（kW·h）。

需要指出的是，在运用曝气复氧技术时，必须重视对水质改善目标的设定，重视对污水治理工程的环境经济效益评价，从而合理选择充氧设备。例如，可以分阶段制定水质改善目标，据此确定曝气所需充氧设备的能力与数量，而不必一次性配足充氧能力。逐步进行设备升级，可以有效提高设备的利用效率，以免造成资金、物力和人力的浪费。

在实际工程中，人们十分关注气水比、布气。为方便施工布置，对于黑臭水体治理中复杂的现场情况，应该引入服务面积的参数。