人工河流、湖泊、濕地濕地和景觀池水質、自然河流、湖泊水原位修復和農村集中污水氧化池處理方面，污水處理廠氧化溝處理可通過人工曝氣混合水氣水，增加水氧含量，曝氣水促進水流，促進水交換，包括上下水垂直交換和水回流水平交換，增加水氧均勻性，**限度地消除厭氧生物生存發展的條件。

圖1曝氣設備分類。

機械曝氣設備主要利用葉輪的力量進行曝氣。在液位，葉輪產生氣泡以增加溶解氧。這種曝氣設備主要用于污水處理廠。根據葉輪機的安裝位置，分為垂直軸和水平軸。

采用水泵通過射流器供氧的射流曝氣，噪音小，按供氣方式分為供氣射流機和負壓自吸射流機。

Fick定律得出物質擴散速率：

在公式中，Na是物質擴散速率；DC是物質濃度；D是氣相或液相中常用的擴散系數，m2/h；DZ是沿擴散方向擴散的距離。

氧溶解度可表示為：

公式中，CS為氧溶解度；P為氧分壓；KS為溶解度常數。

根據氧傳遞雙膜理論，氧在液體中的溶解度很小，因此液體中氧的平衡濃度實際上與氧的飽和溶解度相差不大。氧在氣相和液相中的擴散速度不一致，氣相中的擴散速度遠大于液相中的擴散速度。因此，為了提高氧的傳質速率，必須使用曝氣設備來控制液膜來提高氧的傳質速度。因此，在曝氣過程中，氧的傳質公式為：

在公式中，KL是與曝氣設備相關的常數；A是氣液接觸面積。

理論上，提高氧傳遞速率的主要方法有兩種。一是提高曝氣設備常數和氣液接觸面積，即提高KL·A值。在相同的污水條件下，相同曝氣設備的常數KL值通常是固定的。選擇KL較高的曝氣設備是提高樣品傳遞速率的重要途徑；通過縮小氣泡體積，可以實現增加氣液接觸面積。借助微氣泡曝氣等設備，可以有效提高氣液接觸面積和氧氣傳遞速率。二是提高氧的溶解度，即(CS-C)值。為了提高氧的溶解度，可以使用高氧空氣曝氣設備或純氧曝氣。

溫度和曝氣深度會影響兩個方陣的數值，需要具體分析。

對曝氣設備的評價主要采用特性曲線，**限度地模擬和反映曝氣設備在實際使用過程中的曝氣情況，有助于充分考慮曝氣設備的實際使用和綜合因素。以下指標也是衡量曝氣設備的重點。

充氧能力(RO)是指曝氣設備在單位時間內將氧氣輸送到混合物中的量，單位為kgo2/h。氧的利用率(EA)通常以曝氣量和密度來表示，是指曝氣系統在總供氧量中轉移的氧量的百分比。特征曲線中的水平軸表示曝氣量，垂直軸表示氧的密度。動力效率(EP)是指單位能耗帶來的曝氣量。在應用電能的情況下，是指每消耗1kWh電量帶來的曝氣量，單位為kgo2/(kWh)。

需要指出的是，在使用曝氣復氧技術時，必須重視水質改善目標的設定，重視污水處理項目的環境經濟效益評價，合理選擇充氧設備。例如，水質改善目標可以分階段設定，以確定曝氣所需的充氧設備的能力和數量，而不是一次性充氧能力。逐步升級設備可以有效提高設備的利用效率，避免資金、物質資源和人力的浪費。

在實際工程中，人們非常重視氣水比和通風。為方便施工布置，應引入黑臭水處理中復雜的現場情況。需要4條河道曝氣。

城市河流環境污染嚴重，水體長期處于缺氧狀態。城市地形平坦，河流上下游落差小。河流多為靜態或流動性差的慢流水體遞和擴散速度慢，水中溶解氧不足，河流自凈能力有限。僅靠大氣復氧很難有效提高水中的溶解氧量和水質。因此，必須依靠人工曝氣進行復氧，幫助水體提高自凈能力。

城市河流的寬度大多在幾米到十幾米之間。當河流寬度超過20米時，往往具有良好的水動力條件，上下水體可以混合，加速水體的再氧化過程。在這種情況下，曝氣增氧效果開始出現邊際遞減效應；寬河曝氣設備安裝成本高，不建議20米以上河流通過曝氣增氧凈化水質。此外，《城市黑臭水體改造工作指南》指出，原則上可以沿黑臭水體每200~600間距設置試驗點。因此，本試驗的曝氣器對河寬15米、河長約300米的水進行了試驗研究。

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