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，同時防止產生令人不悅的氣味和系統運行效率低下。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。

為了實現最佳曝氣效果，廢水處理設施依賴于不同類型的曝氣系統，每種系統都有的設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發揮著關鍵作用。在本文中，我們將探討曝氣的重要性、不同類型的曝氣系統，以及DO傳感器如何提高系統效率。

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境中茁壯成長，消耗有機廢物并將其轉化為二氧化碳、水和其他穩定的副產品。這一過程被稱為好氧消化，對于以下方面至關重要：

· 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。

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

· 維持工藝效率：適當的曝氣可以防止厭氧條件的出現，厭氧條件會導致產生惡臭和系統運行效率低下。

曝氣對出水質量的影響

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

此外，曝氣不足會導致處理效果不佳的出水，可能會導致以下問題：

· 污染物水平過高，導致違反法規。

· 產生有毒副產品，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厭氧條件

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

· 污泥積聚和固體沉降效率降低。

· 產生硫化氫（H?S），這種氣體會產生強烈的臭雞蛋氣味。

· 產生更多的甲烷（CH?），這是一種易燃的溫室氣體。

持續的曝氣可以防止這些問題，使處理系統既高效又無異味。

廢水處理中使用的曝氣系統類型

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點包括：

· 高氧氣轉移率。

· 適用于大規模處理廠。

· 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

微孔曝氣系統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，從而提高了氧氣轉移效率。一般來說，微孔曝氣系統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移效率，使其非常適合用于活性污泥處理。微孔曝氣系統具有以下優點：

· 氧氣分布均勻。

· 與表面曝氣機相比，能源消耗較低。

· 幾乎不產生異味。

然而，微孔曝氣系統也有一些缺點，例如：

· 曝氣器上可能會形成生物膜，因此需要定期清潔。

· 初始設置成本高。

射流曝氣

射流曝氣機通過比微孔曝氣系統更強大的液體和空氣混合來產生微小氣泡。它們通常用于深池和固體含量較高的應用中。這種曝氣系統能夠提供高氧氣轉移效率，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雜的安裝和維護需求。

底層曝氣

底層曝氣系統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結垢和堵塞問題。

溶解氧傳感器在廢水處理曝氣控制中的作用

為什么監測溶解氧（DO）至關重要

在曝氣過程中保持適當的溶解氧水平對于廢水處理效率至關重要。氧氣過少會導致分解效果不佳，而過多的氧氣則會導致能源浪費。

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。

· 通過控制氧氣供應來降低能源成本。

· 維持穩定的生物處理性能。

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進行高精度、免維護的氧氣監測。這項技術適用于廢水的實時監測。

電化學溶解氧傳感器

電化學傳感器使用經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測。然而，它們可能需要定期更換膜和電解質。

實時溶解氧監測用于曝氣優化

這兩種現代溶解氧傳感器可以與現代控制系統（如SCADA）集成，根據實時讀數自動調整曝氣。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，用于廢水處理系統的曝氣過程。這些傳感器具有可定制選項，以滿足您特定應用的需求，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范圍內調節。

· 響應時間：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：根據應用不同，保修期為6-24個月。

· 特點：高穩定性，漂移小，適用于包括生物和烴類應用在內的各種環境。

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）。

· 響應時間：T90 < 35秒。

· 精度：±2%。

· 溫度范圍：連續監測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。堅固耐用的設計，適用于包括工藝和現場測量在內的多樣化應用。