黑臭河治理中曝氣系統的應用探討

黑臭河道生態(tài)治理中曝氣技術(shù)的運用

   近年來(lái)，隨著(zhù)工業(yè)的快速的發(fā)展和人口的增加，水環(huán)境遭受破壞，導致水失衡，人們開(kāi)始著(zhù)重治理水環(huán)境，其中河道曝氣技術(shù)廣受人們看好。

   河道曝氣技術(shù)是充分利用天然河道和河道已有建筑就地處理污水的一種方法。該法綜合了低噪高效的沉水風(fēng)機的曝氣氧化塘和氧化溝的原理，結合推流和*混合這兩種流態(tài)的特點(diǎn)，有利于克服短流和提高緩沖能力；同時(shí)也有利于氧的傳遞、液體混合和污泥絮凝，是一種有效的河流水質(zhì)凈化方法。

   河道曝氣技術(shù)是一種投資少、見(jiàn)效快的河流污染治理技術(shù)，在很多國家被優(yōu)先采用。目前，在一些大中城市已經(jīng)進(jìn)行了一定規模的河道人工曝氣復氧試驗，如北京、上海、蘇州等地，在河道中進(jìn)行充氧不但能改善水體黑臭狀況，而且能使上層底泥中還原性物質(zhì)得到氧化或降解。曝氣在河底沉積物表層形成了一個(gè)以兼性菌為主的環(huán)境，并使沉積物表層具備了好氧菌群生激的潛能，從而能夠在較短的時(shí)間內降低水體中有機污染物，提高水體溶解氧的濃度，增強水體的自?xún)糇饔?，改善水環(huán)境。

• 河道曝氣技術(shù)的應用形式

   根據需曝氣河道水質(zhì)改善的要求(如消除黑臭、改善水質(zhì)、恢復生態(tài)等)、河道條件(包括水深、流速、河道斷面形狀、周邊環(huán)境條件等)、河段功能要求(如航運功能、景觀(guān)功能等)、污染源特征(如長(cháng)期污染負荷、沖擊污染負荷等)的不同，河道曝氣復氧一般采用固定式充氧站和移動(dòng)式充氧平臺兩種形式。

1、固定式充氧站

1.1鼓風(fēng)曝氣

   即在河岸上設置一個(gè)固定的鼓風(fēng)機房，通過(guò)管道將空氣或氧氣引入設置在河道底部的曝氣擴散系統，達到增加水中溶解氧的目的。這種曝氣形式一般由機房(內置鼓風(fēng)機)、空氣擴散器和相關(guān)管道組成。目前常用的鼓風(fēng)機有沉水式鼓風(fēng)機、羅茨鼓風(fēng)機、魯氏鼓風(fēng)機等，其中沉水式鼓風(fēng)機無(wú)需機房安裝，維護方便，深得人們的喜愛(ài)。

1.2、純氧曝氣

    純氧曝氣系統的氧源可采用液氧(LOX)或利用制氧設備(PSA)制氧。分兩種形式：①純氧一微孔布氣設備曝氣系統(由氧源和微孔布氣管組成)；②純氧一混流增氧系統(由氧源、水泵、混流器和噴射器組成)。

1.3、機械曝氣

   將機械曝氣設備(多為浮筒式結構)直接固定安裝在河道中對水體進(jìn)行曝氣（沉水風(fēng)機為zui佳產(chǎn)品），以增加水體中的溶解氧。也分兩種形式：①葉輪吸氣推流式曝氣器；②水下射流曝氣器。

2、移動(dòng)式充氧平臺

   即在需要曝氣增氧的河段上設置的不影響河道航運功能，并且可以自由移動(dòng)的曝氣增氧設施。國外報道較多的是曝氣船，主要用于在緊急情況下對局部河段實(shí)施有目的復氧。曝氣船可由渡輪改裝，通常采用液氧為氧源。

• 河道水環(huán)境污染現狀

    河道水環(huán)境的污染不容樂(lè )觀(guān)，部分河流僅僅依靠天然的大氣復氧作用已經(jīng)很難有效改善河流水質(zhì)。另外，由于蘇州河道水流紊動(dòng)性小，氧的傳遞和擴散速率慢，河水的自?xún)暨^(guò)程非常緩慢。因此，必須依靠河道曝氣技術(shù)進(jìn)行人工復氧，避免出現缺氧或厭氧河段，使整個(gè)河道自?xún)暨^(guò)程始終處于好氧狀態(tài)，并有效改善、緩和水體的污染程度。

三、提高蘇州河道曝氣處理效果的方法

    上海蘇州河的部分支流采取曝氣措施以來(lái)。黑臭現象略有好轉，但效果不盡如人意。究其原因主慢，污染物的降解速度低于輸入速度；③充氧量不足，在工程上由于考慮到河道曝氣的成本，往往充氧不足。

   此外，還有一些其他因素，如溫度、曝氣量、微生物與水的混合程度、微生物的活性等。借鑒上海蘇州河經(jīng)驗，可以采取以下措施來(lái)提高蘇州地區河流人工復氧效果。

1、生物膜技術(shù)

    在一些沒(méi)有航運需求、條件適宜的河道中，可以利用生物膜技術(shù)來(lái)增加河流中的微生物數量。即在曝氣器周?chē)O置優(yōu)選的填料，并通過(guò)接種活性污泥的方法使填料上附著(zhù)生長(cháng)大量微生物。把生物膜法跟曝氣復氧技術(shù)相結合運用于污染河道的水質(zhì)改善，就形成了河道曝氣+生物膜原位凈化技術(shù)。

    在河道中應用生物膜技術(shù)也存在一定的缺陷，比如生物膜脫落后會(huì )形成底泥淤積，因此需要對生物膜進(jìn)行定期的清理。

2、生物制劑

   應用河道治理的生物修復技術(shù)，可通過(guò)直接向水體投加生物菌種，依靠這些特種生物菌種的作用來(lái)降解水中特種污染物質(zhì)；也可以向水體投加生物促生劑，通過(guò)促使水體“土著(zhù)”微生物的生長(cháng)繁殖，達到凈化水體的作用。

3、浮床水上花卉

    通過(guò)在曝氣區域附近設置浮床水上花卉，能夠有效阻隔由于曝氣造成的泡沫，改善曝氣帶來(lái)的景觀(guān)問(wèn)題。常見(jiàn)的浮床水上花卉種類(lèi)有美人蕉、黃花菖蒲等。如果管理得當，水上花卉既可以?xún)艋|(zhì)又能成為一道美麗的水上景觀(guān)。

4、其他生態(tài)化工程措施

    生態(tài)化措施主要是通過(guò)恢復河岸植被和河岸天然濕地，種植蘆葦、浮萍、睡蓮和水草等濕地水生植物提高水域凈化能力；為有效地控制水中藻類(lèi)、水生植物的過(guò)度繁殖，致使水體缺氧，可以放養適量的魚(yú)類(lèi)、河蚌和螺螄，通過(guò)生態(tài)系統中多條食物鏈的物質(zhì)遷移轉化和能量的逐級傳遞，將有機物和營(yíng)養物進(jìn)行降解和轉化，達到去除污染的效果。

    生態(tài)化工程措施與河道曝氣復氧技術(shù)相結合將有利于河道生態(tài)的恢復，有助于控制和減輕河道的污染狀況，也有助于河道的綠化美觀(guān)。(不發(fā)生黑臭)的前提下，可采取間歇曝氣的方式進(jìn)行處理，既減少能耗、節省運行成本，又具有一定硝化一反硝化脫氮的效果。在實(shí)際運用中如果能結合自動(dòng)監控設備，在水體溶解氧到達臨界目標值時(shí)，自動(dòng)啟閉曝氣設備，實(shí)現間歇曝氣的自動(dòng)化控制，將會(huì )使河道曝氣技術(shù)具有更廣闊的應用前景。

四、曝氣技術(shù)在河道水治理的應用案例

杭州河道治理案例圖

蘇州河道治理案例圖

廣州河道治理案例圖

    河道曝氣技術(shù)是近年來(lái)治理河流污染的一種有效的工程措施，能在較短的時(shí)間內提高水體的溶解氧水平，增強水體的凈化功能，消除黑臭，減少水體污染負荷，促進(jìn)河流生態(tài)系統的恢復。

     對于蘇州這樣的城市，可以借助水閘泄流、活水噴池、沉水風(fēng)機等進(jìn)行增氧曝氣已達到景觀(guān)水的美景。