在环境工程中，水污染问题的防治一直都是重要的一部分，我国在此方面投入了巨额资金，积极引进国外的曝气设备，且国内曝气设备也在不断发展，在类型上实现了多样化，并对其工作机理、传氧效率等有了更深的认识，加强了在污水处理中的运用。
1 曝气设备概述
在污水处理工艺中，使用机器设备，强制向污水中加入空气，使池内的污水与空气接触而充氧，搅动液体使空气中氧气加速向其中转移，达到防止池内悬浮体下沉的效果，并且可以加强池内有机物与微生物及溶解氧的接触，使污水中有机物能够实现氧化分解，这种强制向污水中增氧的设备就是曝气设备。
关于曝气设备的应用原理，关键在于曝气充氧，其基本原理是双膜理论。如下图所示：

具体运行中，曝气充氧之前，要先对池内进行消氧，在消氧时需要使用还原剂，另外还需使用具备催眠功能的其他药剂，以加快消氧的速度；其次，在完成水处理曝气充氧之后，要对水中的含氧量进行细致的观察和测定，通过对污水中氧的检测，获取相关信息，确定水处理中的曝气充氧量；在完成含氧量测定之后，要总结和反思这一过程，发现其中存在的问题，为水处理中曝气设备的使用奠定良好的基础。
2 曝气设备的分类及应用分析
目前在环境工程污水处理中使用的曝气设备，主要包括了沉水式曝气设备、表面曝气设备以及鼓风曝气设备等。
沉水式曝气设备应用中，需要在相应设备内添加适量的沙子和水，搅拌沙子和空气，可以加快污水的流动。沙子和空气在废水中流动，会加快其中微生物和有机物的化学反应速度，且沙子还可以对杂质进行筛选，发挥了过滤网的作用。在设置沙子时，需要从上往下使颗粒由大到小转换，加大过滤网作用。但这种曝气设备在应用中会产生较高成本，并且其结构较为复杂，选用此种设备要根据净化范围来确定。
鼓风曝气设备比较常用，这种设备，包含管道、鼓风机和曝气装置等组成部分，在使用中要加大控制力度，确保可以利用管道顺利输入氧气，使鼓风机的鼓风，起到类似搅拌的作用，使氧气和水接触面加大，增加微生物分解速度。其工作形式如下图：

潜水射流曝气设备适用于水位变化比较大的池中，操作简便、成本较低。组成部分主要是进气导管、混气室和专用水泵等，其运行过程，水流从喷嘴座被送到混气室，然后用导气管将空气导入，使其与水流进行长时间的接触和混合，并由扩散管排出。其中深水自吸式潜水射流曝气机能够同时进行充氧和水体的搅动，从而提高氧转移率，还可以避免叶轮堵塞，形成有效的对流循环，而水位变化与电机负载之间的影响都是比较小的。
3 曝气设备应用性能影响因素
3.1 水温因素
水温会对氧转移产生影响，在水温升高时其黏滞性也会减弱，扩散系数上升，液膜厚度随之减小。并且水温还会影响溶解氧饱和度，温度越高其饱和度就越低，氧总转移率则会增长。因此，水温会对氧转移产生两种相反影响，且它们之间难以实现彻底抵消，从理论角度可认为在水温较高时，传质速率则会减缓。
3.2 通气量因素
如果通气量太小，就可能产生堵塞或污泥沉淀的问题，通气量太高则会浪费资源，并且使扩张孔变大，进而生成大量气泡，使氧传质效率降低。而空气上升的流速提高，使气泡停留在水中的时间缩短，减缓了传质速率。以微孔曝气设备为例，通气量会对其增氧能力产生影响。
4 曝气处理系数确定方法
4.1 采用matlab 确定曝气处理系数
在环境工程水处理中，主要应用曝气设备来进行水体充氧。在进行正式操作之前，需要通过模拟实验来了解水体充氧的状况，从而确定曝气涉及的各项处理系数。当前，可以使用matlab 技术实现，matlab 系统可以对不同处理系数条件下的曝气处理效果进行模拟，测出最后的曝气处理系数，因此为依据选择最佳的处理方法。这种曝气处理系数的方法，可以有效实现操作目标，且经济成本较低，是一种经济有效的方法。并且还具有多方面的优势：第一就是matlab 系统的操作界面具有较高可视化，操作简便，输入相关基本数据就可以对其进行自动实验分析，并对实验过程进行准确演示，得到最终的数据处理结果；第二，matlab 系统可以清楚展示各个步骤，规范操作流程，使其更加科学。同时，对各种实验条件下的曝气处理过程进行模拟，便于工作人员选择最优的处理系数。应用matlab 系统来确定曝气处理系数，可以提高系数的精确度，缩减实验时间。在实际操作中，对数据的分析和计算会存在一些误差，这就需要我们不断完善系统处理数据的过程，为曝气处理提供更好的数据支持。
4.2 采用excel 方法确定曝气处理系数
Excel 是确定环境工程水处理中确定相关系数的重要方法，可以取得比较直观的效果。利用excel 做出相关的数据图，以直观展现曝气应用相关系数。这种方法在我国运用比较广泛，这与其操作掌握较快有很大关系，有着广泛的应用基础。利用excel 来确定曝气处理系数，是一种基础性方法，对此我们要加强对这种方法的学习，在此基础上进一步提升对曝气应用处理系数确定的方法，以实现系数确定的准确性，保证环境工程水处理中相关系数确定的质量。
5 结语
随着水污染情况的加重，人们对水污染防治工作更加重视，积极采用有效措施来改善水质，以提升水处理的效果。曝气设备的发展起到了积极作用，为提高其使用效能，就要结合水污染的具体情况对曝气设备的处理参数和性能指标进行合理设置，并加大对曝气设备的研究力度，积极进行功能优化，为人类生产生活提供良好的水资源，促进社会可持续发展。