黑臭河道生態(tài)治理中曝氣技術(shù)的運(yùn)用

   近年來，隨著工業(yè)的快速的發(fā)展和人口的增加，水環(huán)境遭受破壞，導(dǎo)致水失衡，人們開始著重治理水環(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(jī)的曝氣氧化塘和氧化溝的原理，結(jié)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(guī)模的河道人工曝氣復(fù)氧試驗(yàn)，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(nèi)降低水體中有機(jī)污染物，提高水體溶解氧的濃度，增強(qiáng)水體的自凈作用，改善水環(huán)境。

• 河道曝氣技術(shù)的應(yīng)用形式

   根據(jù)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(fù)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(yùn)功能、景觀功能等)、污染源特征(如長期污染負(fù)荷、沖擊污染負(fù)荷等)的不同，河道曝氣復(fù)氧一般采用固定式充氧站和移動(dòng)式充氧平臺(tái)兩種形式。

1、固定式充氧站

1.1鼓風(fēng)曝氣

   即在河岸上設(shè)置一個(gè)固定的鼓風(fēng)機(jī)房，通過管道將空氣或氧氣引入設(shè)置在河道底部的曝氣擴(kuò)散系統(tǒng)，達(dá)到增加水中溶解氧的目的。這種曝氣形式一般由機(jī)房(內(nèi)置鼓風(fēng)機(jī))、空氣擴(kuò)散器和相關(guān)管道組成。目前常用的鼓風(fēng)機(jī)有沉水式鼓風(fēng)機(jī)、羅茨鼓風(fēng)機(jī)、魯氏鼓風(fēng)機(jī)等，其中沉水式鼓風(fēng)機(jī)無需機(jī)房安裝，維護(hù)方便，深得人們的喜愛。

1.2、純氧曝氣

    純氧曝氣系統(tǒng)的氧源可采用液氧(LOX)或利用制氧設(shè)備(PSA)制氧。分兩種形式：①純氧一微孔布?xì)庠O(shè)備曝氣系統(tǒng)(由氧源和微孔布?xì)夤芙M成)；②純氧一混流增氧系統(tǒng)(由氧源、水泵、混流器和噴射器組成)。

1.3、機(jī)械曝氣

   將機(jī)械曝氣設(shè)備(多為浮筒式結(jié)構(gòu))直接固定安裝在河道中對(duì)水體進(jìn)行曝氣（沉水風(fēng)機(jī)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(tái)

   即在需要曝氣增氧的河段上設(shè)置的不影響河道航運(yùn)功能，并且可以自由移動(dòng)的曝氣增氧設(shè)施。國外報(bào)道較多的是曝氣船，主要用于在緊急情況下對(duì)局部河段實(shí)施有目的復(fù)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(xiàn)狀

    河道水環(huán)境的污染不容樂觀，部分河流僅僅依靠天然的大氣復(fù)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(kuò)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(shù)進(jìn)行人工復(fù)氧，避免出現(xiàn)缺氧或厭氧河段，使整個(gè)河道自凈過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。黑臭現(xiàn)象略有好轉(zhuǎn)，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(yàn)，可以采取以下措施來提高蘇州地區(qū)河流人工復(fù)氧效果。

1、生物膜技術(shù)

    在一些沒有航運(yùn)需求、條件適宜的河道中，可以利用生物膜技術(shù)來增加河流中的微生物數(shù)量。即在曝氣器周圍設(shè)置優(yōu)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(fù)氧技術(shù)相結(jié)合運(yùn)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(yīng)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(duì)生物膜進(jìn)行定期的清理。

2、生物制劑

   應(yīng)用河道治理的生物修復(fù)技術(shù)，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(zhì)；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(dá)到凈化水體的作用。

3、浮床水上花卉

    通過在曝氣區(qū)域附近設(shè)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(dāng)，水上花卉既可以凈化水質(zhì)又能成為一道美麗的水上景觀。

4、其他生態(tài)化工程措施

    生態(tài)化措施主要是通過恢復(fù)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(yǎng)適量的魚類、河蚌和螺螄，通過生態(tài)系統(tǒng)中多條食物鏈的物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化和能量的逐級(jí)傳遞，將有機(jī)物和營養(yǎng)物進(jìn)行降解和轉(zhuǎn)化，達(dá)到去除污染的效果。

    生態(tài)化工程措施與河道曝氣復(fù)氧技術(shù)相結(jié)合將有利于河道生態(tài)的恢復(fù)，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(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(jié)省運(yùn)行成本，又具有一定硝化一反硝化脫氮的效果。在實(shí)際運(yùn)用中如果能結(jié)合自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備，在水體溶解氧到達(dá)臨界目標(biāo)值時(shí)，自動(dòng)啟閉曝氣設(shè)備，實(shí)現(xiàn)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(yīng)用前景。

四、曝氣技術(shù)在河道水治理的應(yīng)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(nèi)提高水體的溶解氧水平，增強(qiáng)水體的凈化功能，消除黑臭，減少水體污染負(fù)荷，促進(jìn)河流生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)。

     對(duì)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(jī)等進(jìn)行增氧曝氣已達(dá)到景觀水的美景。