污水處理曝氣池是使空氣與水激烈觸摸的一種手段,其目的在于將空氣中的氧溶解于水中,或者將水中不需要的氣體和揮發性物質放逐到空氣中。換言之,它是促進氣體與液體之間物質交換的一種手段。它還有其他一些重要作用,如混合和拌和。空氣中的氧經過曝氣傳遞到水中,氧由氣相向液相進行傳質搬運,這種傳質分散的理論,應用較多的是劉易斯和惠特曼提出的雙膜理論。
雙膜理論認為,在“氣-水”界面上存在著氣膜和液膜,氣膜外和液膜外有空氣和液體活動,屬紊流狀況;氣膜和液膜間屬層流狀況,不存在對流,在一定條件下會呈現氣壓梯度和濃度梯度。假如液膜中氧的濃度低于水中氧的飽和濃度,空氣中的氧持續向內分散透過液膜進入水體,因此液膜和氣膜將成為氧傳遞的障礙,這便是雙膜理論。顯然,克服液膜障礙最有用的方法是快速變換“氣-液”界面。曝氣拌和正是如此,詳細的做法便是:減少氣泡的大小,增加氣泡的數量,進步液體的紊流程度,加大曝氣器的安裝深度,延長氣泡與液體的觸摸時間。曝氣設備正是根據這種做法而在污水處理中被廣泛采用的。