黑臭河治理中曝氣系統的應用探討

黑臭河道生態治理中曝氣技術的運用

   近年來，隨著工業的快速的發展和人口的增加，水環境遭受破壞，導致水失衡，人們開始著重治理水環境，其中河道曝氣技術廣受人們看好。

   河道曝氣技術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*混合這兩種流態的特點，有利于克服短流和提高緩沖能力；同時也有利于氧的傳遞、液體混合和污泥絮凝，是一種有效的河流水質凈化方法。

   河道曝氣技術是一種投資少、見效快的河流污染治理技術，在很多國家被優先采用。目前，在一些大中城市已經進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得到氧化或降解。曝氣在河底沉積物表層形成了一個以兼性菌為主的環境，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，增強水體的自凈作用，改善水環境。

• 河道曝氣技術的應用形式

   根據需曝氣河道水質改善的要求(如消除黑臭、改善水質、恢復生態等)、河道條件(包括水深、流速、河道斷面形狀、周邊環境條件等)、河段功能要求(如航運功能、景觀功能等)、污染源特征(如長期污染負荷、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式充氧平臺兩種形式。

1、固定式充氧站

1.1鼓風曝氣

   即在河岸上設置一個固定的鼓風機房，通過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(內置鼓風機)、空氣擴散器和相關管道組成。目前常用的鼓風機有沉水式鼓風機、羅茨鼓風機、魯氏鼓風機等，其中沉水式鼓風機無需機房安裝，維護方便，深得人們的喜愛。

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行曝氣（沉水風機為zui佳產品），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。

• 河道水環境污染現狀

    河道水環境的污染不容樂觀，部分河流僅僅依靠天然的大氣復氧作用已經很難有效改善河流水質。另外，由于蘇州河道水流紊動性小，氧的傳遞和擴散速率慢，河水的自凈過程非常緩慢。因此，必須依靠河道曝氣技術進行人工復氧，避免出現缺氧或厭氧河段，使整個河道自凈過程始終處于好氧狀態，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。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。借鑒上海蘇州河經驗，可以采取以下措施來提高蘇州地區河流人工復氧效果。

1、生物膜技術

    在一些沒有航運需求、條件適宜的河道中，可以利用生物膜技術來增加河流中的微生物數量。即在曝氣器周圍設置優選的填料，并通過接種活性污泥的方法使填料上附著生長大量微生物。把生物膜法跟曝氣復氧技術相結合運用于污染河道的水質改善，就形成了河道曝氣+生物膜原位凈化技術。

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

2、生物制劑

   應用河道治理的生物修復技術，可通過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降解水中特種污染物質；也可以向水體投加生物促生劑，通過促使水體“土著”微生物的生長繁殖，達到凈化水體的作用。

3、浮床水上花卉

    通過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，改善曝氣帶來的景觀問題。常見的浮床水上花卉種類有美人蕉、黃花菖蒲等。如果管理得當，水上花卉既可以凈化水質又能成為一道美麗的水上景觀。

4、其他生態化工程措施

    生態化措施主要是通過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、水生植物的過度繁殖，致使水體缺氧，可以放養適量的魚類、河蚌和螺螄，通過生態系統中多條食物鏈的物質遷移轉化和能量的逐級傳遞，將有機物和營養物進行降解和轉化，達到去除污染的效果。

    生態化工程措施與河道曝氣復氧技術相結合將有利于河道生態的恢復，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。(不發生黑臭)的前提下，可采取間歇曝氣的方式進行處理，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。在實際運用中如果能結合自動監控設備，在水體溶解氧到達臨界目標值時，自動啟閉曝氣設備，實現間歇曝氣的自動化控制，將會使河道曝氣技術具有更廣闊的應用前景。

四、曝氣技術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

    河道曝氣技術是近年來治理河流污染的一種有效的工程措施，能在較短的時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，促進河流生態系統的恢復。

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