废水处理中的曝气技术：AlpHa 测量解决方案

废水处理中的曝气是最重要的过程之一。这是因为曝气能够高效降解有机物，同时防止产生令人不悦的气味和系统运行效率低下。曝气过程涉及向废水中引入氧气，使好氧微生物能够有效地分解有机污染物。

为了实现最佳曝气效果，废水处理设施依赖于不同类型的曝气系统，每种系统都有的设计以满足特定的工艺需求。此外，溶解氧（DO）传感器在确保氧气水平保持在生物处理过程的最佳范围内发挥着关键作用。在本文中，我们将探讨曝气的重要性、不同类型的曝气系统，以及DO传感器如何提高系统效率。

废水处理中曝气的重要性

氧气在生物处理中的作用

废水处理依赖微生物活动来分解有机物。好氧细菌在富含氧气的环境中茁壮成长，消耗有机废物并将其转化为二氧化碳、水和其他稳定的副产品。这一过程被称为好氧消化，对于以下方面至关重要：

· 降低生化需氧量（BOD）和化学需氧量（COD）：高BOD和COD表明存在过多的有机污染物，这些污染物必须在排放前被分解。

· 确保有效的营养物生成：氧气支持硝化作用，即将氨转化为硝酸盐的过程，这可以防止有害氮化合物的积累，并将其转化为植物营养物。

· 维持工艺效率：适当的曝气可以防止厌氧条件的出现，厌氧条件会导致产生恶臭和系统运行效率低下。

曝气对出水质量的影响

良好的曝气系统能够产生更清洁的出水，符合环境排放法规。氧气能够增强有机物的分解、病原体的去除和化学物质的稳定化，确保处理后的水可以安全排放或再利用。

此外，曝气不足会导致处理效果不佳的出水，可能会导致以下问题：

· 污染物水平过高，导致违反法规。

· 产生有毒副产品，例如硫化氢。

· 处理能力降低，因此需要额外的化学处理和能源消耗。

防止废水处理厂出现厌氧条件

当氧气水平过低时，厌氧细菌会占据主导地位，从而导致厌氧条件的出现。这会导致以下问题：

· 污泥积聚和固体沉降效率降低。

· 产生硫化氢（H₂S），这种气体会产生强烈的臭鸡蛋气味。

· 产生更多的甲烷（CH₄），这是一种易燃的温室气体。

持续的曝气可以防止这些问题，使处理系统既高效又无异味。

废水处理中使用的曝气系统类型

机械表面曝气机

机械曝气机通过物理搅拌废水，将周围的空气混入水表面来引入氧气。这些系统通常用于氧化池、曝气池和活性污泥工艺中。机械表面曝气机的优点包括：

· 高氧气转移率。

· 适用于大规模处理厂。

· 有助于污泥混合和悬浮。

然而，使用机械曝气机也有局限性，例如：

· 能源消耗高。

· 由于机械磨损，需要频繁维护。

微孔曝气系统

微孔曝气系统使用空气压缩机和水下曝气器将微小气泡引入废水。此外，小气泡提供了较大的表面积，从而提高了氧气转移效率。一般来说，微孔曝气系统可以使用粗泡或细泡曝气器。粗泡曝气器释放较大的气泡用于混合和搅拌，而细泡曝气器则提供更高的氧气转移效率，使其非常适合用于活性污泥处理。微孔曝气系统具有以下优点：

· 氧气分布均匀。

· 与表面曝气机相比，能源消耗较低。

· 几乎不产生异味。

然而，微孔曝气系统也有一些缺点，例如：

· 曝气器上可能会形成生物膜，因此需要定期清洁。

· 初始设置成本高。

射流曝气

射流曝气机通过比微孔曝气系统更强大的液体和空气混合来产生微小气泡。它们通常用于深池和固体含量较高的应用中。这种曝气系统能够提供高氧气转移效率，并且不太容易堵塞。然而，这也带来了更高的运行成本以及复杂的安装和维护需求。

底层曝气

底层曝气系统依赖于放置在池塘或水池底部的专用曝气器。它们提供细孔曝气器用于有效的氧气扩散，以及粗孔曝气器用于更好的混合。这种曝气系统在废水处理过程中表面干扰最小，并且氧气利用率较高。然而，它也容易随着时间的推移而出现结垢和堵塞问题。

溶解氧传感器在废水处理曝气控制中的作用

为什么监测溶解氧（DO）至关重要

在曝气过程中保持适当的溶解氧水平对于废水处理效率至关重要。氧气过少会导致分解效果不佳，而过多的氧气则会导致能源浪费。

溶解氧传感器能够确保曝气过程达到最佳效果，帮助污水处理厂：

· 防止厌氧条件的出现。

· 通过控制氧气供应来降低能源成本。

· 维持稳定的生物处理性能。

溶解氧传感器的类型

光学溶解氧传感器

光学溶解氧传感器使用荧光技术进行高精度、免维护的氧气监测。这项技术适用于废水的实时监测。

电化学溶解氧传感器

电化学传感器使用经典的电位测量法进行氧气测量，包括极谱法和伽伐尼传感器。它们也适用于废水处理曝气过程中溶解氧的实时监测。然而，它们可能需要定期更换膜和电解质。

实时溶解氧监测用于曝气优化

这两种现代溶解氧传感器可以与现代控制系统（如SCADA）集成，根据实时读数自动调整曝气。这种方法：

· 提高曝气效率。

· 降低能源消耗。

· 有助于符合法规要求。

AlpHa 的溶解氧传感器

在AlpHa测量解决方案公司，我们提供一系列先进的溶解氧传感器，用于废水处理系统的曝气过程。这些传感器具有可定制选项，以满足您特定应用的需求，包括极谱法、伽伐尼和光学溶解氧传感器。

AlpHa 的光学溶解氧传感器

· 量程：0 – 20 ppm（0 – 200%饱和度）/ 0 – 50 ppm（0 – 500%饱和度），可在0 – 50 ppm范围内调节。

· 响应时间：T90 < 约35秒。

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

· 温度范围：0 – 50°C。

· 压力：运行大气压：40-115 kPa，最大承受压力：700 kPa。

· 保修期：根据应用不同，保修期为6-24个月。

· 特点：高稳定性，漂移小，适用于包括生物和烃类应用在内的各种环境。

AlpHa 的极谱法和伽伐尼溶解氧传感器

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

· 响应时间：T90 < 35秒。

· 精度：±2%。

· 温度范围：连续监测0 – 50°C，取样测量0 – 80°C。

· 压力：运行大气压：40-115 kPa，最大承受压力：700 kPa。

· 保修期：12个月。

· 特点：提供多种极谱法和伽伐尼配置，适用于样品部署。坚固耐用的设计，适用于包括工艺和现场测量在内的多样化应用。