曝氣是使空氣與水強烈接觸的一種手段,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,如混合和攪拌。空氣中的氧通過曝氣傳遞到水中,氧由氣相向液相進行傳質轉移,這種傳質擴散的理論,目前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流動,屬紊流狀態;氣膜和液膜間屬層流狀態,不存在對流,在一定條件下會出現氣壓梯度和濃度梯度。如果液膜中氧的濃度低于水中氧的飽和濃度,空氣中的氧繼續向內擴散透過液膜進入水體,因而液膜和氣膜將成為氧傳遞的障°,這就是雙膜理論。顯然,克服液膜障°有效的方法是快速變換“氣液”界面。曝氣攪拌正是如此,具體的做法就是:減少氣泡的大小,增加氣泡的數量,提高液體的紊流程度,加大
曝氣器的安裝深度,延長氣泡與液體的接觸時間。曝氣設備正是基于這種做法而在污水處理中被廣泛采用的。