在人工河湖、湿地及景观水池水质提升，自然河道、湖泊水体原位修复以及农村集中污水氧化塘处理方面，污水处理厂氧化沟处理通过人工曝气可使水体气-水混合，增加水中氧的含量，曝气喷水推动水体流动，促进水体内的交换，包括上层水与下层水竖向交换和水体内回流的水平交换，增加水体氧的均匀度，最大程度地消除厌氧性生物生存发展的条件。曝气对改善水质的主要作用1.1增加水中溶解氧曝气装置将气体与水体相混合，增加了水中的溶解氧含量，为好氧微生物提供了充足的氧气，创造了好氧微生物的活动环境。好氧微生物的活跃使得它们能够更加高速、高效地分解水体中的有机物，降低水体的COD、BOD指标，降低有机物被厌氧菌分解时产生的甲烷等有毒有害气体量。有机物的含量降低和水中溶解氧含量的上升，有效抑制了水体中藻类的过度繁殖，降低水体的水化现象，大幅度消除水体的黑臭现象。1.2帮助水体中大型物质与碎屑相分离曝气过程中通过对水体的搅动、对流，将有机物碎屑、无机悬浮物、动植物残骸等物质用气泡包裹起来，使它们在气泡影响下浮起来，防止污染物沉淀，为后续的絮凝沉淀、脱除奠定基础。这样不仅可以提高水体治理质量和效率，也可以有效提高水体的透明度，降低水体的色度。1.3减少水体内底泥带来的污染黑臭水体中持续污染、治理效果不佳的重要原因在于有机物的沉淀形成了底泥，在水体底部厌氧环境下厌氧菌分解有机物持续形成氮、磷等营养物质，持续为藻类生长、有毒有害物质形成、有机物堆积创造条件。因此，想要治理黑臭水体，必须进行底泥治理，将有机污染物的底泥逐渐改造为无机化底质，阻断内源污染。常见的曝气设备类型目前，污水处理、黑臭水体治理中，常见的人工曝气设备类型大体分为五种。大体的设备分类如图1所示。图12.1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。2.2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。2.3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。2.4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。2.5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。曝气机主要评价指标3.1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，CS为氧溶解度；p为氧分压；KS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：式中，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（CS-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。3.2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
