【摘要】伴随我国城市化进程的加快，城市发展过程中出现了很多不可避免的问题，如环境污染等，其中污水处理关乎人们生活环境与生活质量，需引起高度重视。当前我国城市污水的处理工作在系统不断优化的基础上降低了能源的消耗，但依旧存在一些问题。本文结合笔者多年的研究与实践，探讨城市污水处理厂曝气节能方法及其技术应用，以供参考。 【关键词】城市污水处理厂;曝气节能方法;技术应用
随着人们生活质量的提高，越来越多人开始重视对自身生活环境的保护，于是城市污水处理问题得到了极大的关注。依托于当下各种技术的应用和支撑，当前各城市污水处理厂不断研发和应用高新技术处理污水问题，并在不断的实践中应用节能方法达到节能目标，这对维护广大居民的生活环境和生活质量有着非常重要的意义。
1.城市污水处理厂及其曝气技术简述
在人们生态环保观念越来越强的新时期，我国各大城市均建立起自身的污水处理厂，这一能源密集型行业通过对污水进行处理和循环再利用，很好地解决了当前我国面临的水资源短缺
和生态环境污染之间的矛盾与问题[1]精馏装置。在整个城市污水处理厂运行的过程中需要消耗一些能源，而对其消耗的程度产生影响较大的因素主要包括处理污水的质量、达到的污水处理等级、采用的污水处理方法等等。这就要求城市污水处理厂在进行污水处理的过程中必须重视能源的节约与高效应用，最大程度降低能源耗损率，才能确保污水处理厂更长远地运行，持续发挥高效处理污水的作用，最终达成可持续发展的目标。
当前我国城市污水厂处理污水主要应用曝气技术，该技术是通过对鼓风曝气系统的依赖达到效果，而这一系统是相对复杂的，有较多的组成构件和较为复杂的运行原理。首先，空气要经由曝气通道进入曝气器当中，随后空气将形成气泡，在不断扩散中气泡大小与形状各有不同，这些大小的差异则直接决定鼓风曝气系统的类型[2]。在气泡于水中不断上升并最终浮出水面后，一瞬间发生破裂，当中的氧气伴随气泡上升以进入污水。气体进入曝气器前已经受到加热的处理，主要是通过通道内接触鼓风机运行的压缩作用。气体进入曝气池后迅速被降温处理，遇冷形成水珠，而这些水珠就可通过收集管排出。如上所述，曝气器分类是依据气泡大小决定，大的气泡曝气器释放气泡会产生比较大的空洞，小的气泡系统释放气泡则采用多孔材料来释放。对比这两种情况，大气泡曝气系统因转移氧气而产生的效果往往更好，但因为设置于曝气区的下部位置，因此清洗较为困难，且容易导致堵塞。
热泵压缩机小气泡系统会产生更高的效率，这与其对微生物破碎作用小有关，且不需要较大的空气量，清洗工作更为简便，但也存在缺陷，即转移氧气的效率偏低，还对材料的应用时间有更高的要求银膜[3]。
2.城市污水处理厂影响曝气器充氧的因素分析
2.1曝气量对曝气器充氧的影响
一般情况下，氧气在水中的传递以双膜理论为准，即气液界面存在气膜和液膜，同时外侧也有气相与液相之分，后者的主体是在气体分子扩散的作用下通过气膜与液膜来传递，要确保其推动力明显增加以实现通气量的增加，就要应用增加液相主体实际紊流状态和快速更新气液界面的原理实现，此外缩短气液实际的接触时间，也能确保气泡的直径有所增大，进而减少气液的接触面。
夺刀器2.2温度对曝气器充氧的影响
在水温发生改变的同时，水的物理性质也将发生改变，这就会影响氧气在水中的溶解值和氧传递的速率。伴随水温不断上升，水本身的粘度很小，分子扩散快，液膜的厚度明显变
小，氧传递速率增大。伴随水温不断下降，氧传质速率也就降低[4]。由此可见，饱和溶解氧和氧传递速率与温度这一因素有关。但也要注意水温不管是高是低，都将对氧质速率产生影响，所以有一个较为稳定和固定的温度区，可确保氧传质速率达到最佳的状态。
2.3材质与使用年限对曝气器充氧的影响
当前污水处理厂曝气方法的选择中微孔曝气的效率是比较高的，但因其材质的影响容易发生堵塞、破裂以及破碎的问题，所以必须对其制定一些保护方案，以保证微孔曝气有高效充氧和正常运行的保障。伴随曝气器使用时间的逐渐增加，曝气器出现破碎、堵塞、破裂的可能性也加大，于是使得氧转移的系数减小。因此工作人员需密切关注到曝气器正常运行过程中最佳的活动经济效益。一般来说，曝气孔实际发生堵塞以及结垢情况、工艺的条件、水质的密度、曝气器型号等都与其结果相关，只要相关人员重视这些问题，那么就解决了曝气器充氧问题和影响因素的一半。
3.城市污水处理厂曝气节能方法及技术应用
城市污水处理厂运行过程中，进水水质与数量并非持续固定不变，且常常发生变化，这就能利用微生物对污染物的降解，消耗氧量也发生相应变化。要确保生化反应得以持续进行，就必须在一定时间内实现供氧量和耗氧量的平衡，确保出水质量，以控制其稳定性与可靠性。智能曝气属于一种有效的控制方法，该方法将活性污泥动力学模型作为重要的基础，在经过科学计算下智能化控制曝气。污水处理过程中应用活性污泥法非常重要，针对曝气池和微生物生长环境下的有机物有去除的作用，再通过人工进行有效控制，最终提高有效性。此外还要利用单体设备节能处理，达到更有效的节能效果。
3.2构建智能曝气控制系统
工作人员要结合动力学数学模型进行相应的计算与处理，形成智能曝气控制系统。在这一系统当中以四级控制方法为主，即在控制过程中将智能总控制室与PLC控制站进行结合，总控制室中设置智能曝气控制模块，其下方有PLC控制站，经计算机与以太网的方式智能控制曝气。此外还要采集PLC站点获取实时的参数，确保各曝气池中需氧量得以科学计算。智能曝气控制系统当中，应用的模块属于系统的核心，经模块控制下结合曝气池实际的需氧量提供氧气，也确保节能效果最佳。智能曝气控制系统在实际运行中以人工强制控礼花发射器
制模式及正常模式结合为主，也就是在正常模式的应用下加以了自动控制的功能，一旦自动控制模式无法发挥功能，才通过人工来代替。
3.3智能曝气系统性能应用分析
智能曝气系统性能的应用主要由以下的控制内容组成：（1）鼓风机的控制。智能曝气系统中需要经不同时段鼓风机需气量及实际曝气量进行对比，就算时段不同，也有相一致的变化规律。此外需气量还和实际曝气量运行曲线相重叠，也就是说通过智能曝气系统调剂，鼓风机实际曝气量和需求可实现平衡的效果。若是对比曝气量和总电流曲线，也可获知两者之间有着相似的变化规律，即智能控制下鼓风机能耗可得到有效控制。（2）DO控制。应用智能曝气系统以前DO控制效果有着较大的波动，缺乏稳定性，但在应用智能曝气控制系统以后，这些波动就能显著减少，逐渐趋向平稳，这表明智能曝气系统可提高DO控制稳定性。（3）通过对比分析发现，该系统应用前后的出水水质也有明显不同，应用智能曝气系统后出水的水质明显提高，资源的利用率也提升。（4）节电方面，实时智能曝气系统后电耗有所降低，很好地达到节能的目的。
4.结束语
综上所述，当前城市需要建设的污水处理厂必须与当下提倡应用的先进系统与技术相结合，选择适合的污水处理工艺和高效的节能设备装置。而针对已建成的污水厂则要加强技术方面的改造与革新，积极引进更多先进的技术，强化节能效果，同时提高管理的科学性，确保污水处理更高效、低耗，以推动资源可持续发展目标的实现。
【参考文献】
[1]王高峰.城市污水处理厂曝气节能措施探析[J].水能经济,2015,11(12):277.
deepbit
[2]乔文如,田伟.浅述城市污水处理厂的节能降耗[J].建筑工程技术与设计,2015,2(11):89.
[3]孟伟高.城市污水处理厂曝气节能方法与技术[J].低碳世界,2017,11(12):12-13.
[4]单廷财.城市污水处理厂曝气节能方法与技术[J].甘肃农业,2015,11(14):57-58.
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