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曝氣器在污水處理等領域發揮著重要作用，其核心功能是向水中充氧，滿足微生物分解有機物的需求。

曝氣充氧過程屬于傳質過程，氧是難溶于水的氣體。在氧從氣相轉移到液相的過程中，主要阻力來自液膜。根據雙膜理論，在“氣 - 水”界面存在氣膜和液膜，氣膜外和液膜外的空氣和液體處于紊流狀態，而氣膜和液膜間為層流狀態，不存在對流，存在氣壓梯度和濃度梯度。

當液膜中氧的濃度低于水中氧的飽和濃度時，空氣中的氧會繼續向內擴散，透過液膜進入水體。這意味著液膜和氣膜成為了氧傳遞的障礙。

曝氣器通過特定方式來克服這些障礙。比如，它會減少氣泡的大小，增加氣泡的數量，這樣能增大氣液接觸面積；提高液體的紊流程度，加快氧的擴散速度；加大曝氣器的安裝深度，延長氣泡與液體的接觸時間，讓更多的氧溶解到水中。

不同類型的曝氣器實現充氧的具體方式有所不同。像射流曝氣器，在泵葉輪高速旋轉下，液體高速從噴嘴噴出，在混氣室形成真空吸入大量空氣，空氣在喉管處與液體劇烈混合形成小氣泡，提高充氧效率；旋混曝氣器則采用多層螺旋切割的形式，將氣流切割成微氣泡，提高氧的利用率。

曝氣器通過多種方式克服氧傳遞障礙，實現高效充氧，為污水處理等過程提供必要的條件。