黑臭河治理中曝气系统的应用探讨

黑臭河道生态治理中曝气技术的运用

   近年来，随着工业的快速的发展和人口的增加，水环境遭受破坏，导致水失衡，人们开始着重治理水环境，其中河道曝气技术广受人们看好。

   河道曝气技术是充分利用天然河道和河道已有建筑就地处理污水的一种方法。该法综合了低噪高效的沉水风机的曝气氧化塘和氧化沟的原理，结合推流和*混合这两种流态的特点，有利于克服短流和提高缓冲能力；同时也有利于氧的传递、液体混合和污泥絮凝，是一种有效的河流水质净化方法。

   河道曝气技术是一种投资少、见效快的河流污染治理技术，在很多国家被优先采用。目前，在一些大中城市已经进行了一定规模的河道人工曝气复氧试验，如北京、上海、苏州等地，在河道中进行充氧不但能改善水体黑臭状况，而且能使上层底泥中还原性物质得到氧化或降解。曝气在河底沉积物表层形成了一个以兼性菌为主的环境，并使沉积物表层具备了好氧菌群生激的潜能，从而能够在较短的时间内降低水体中有机污染物，提高水体溶解氧的浓度，增强水体的自净作用，改善水环境。

• 河道曝气技术的应用形式

   根据需曝气河道水质改善的要求(如消除黑臭、改善水质、恢复生态等)、河道条件(包括水深、流速、河道断面形状、周边环境条件等)、河段功能要求(如航运功能、景观功能等)、污染源特征(如长期污染负荷、冲击污染负荷等)的不同，河道曝气复氧一般采用固定式充氧站和移动式充氧平台两种形式。

1、固定式充氧站

1.1鼓风曝气

   即在河岸上设置一个固定的鼓风机房，通过管道将空气或氧气引入设置在河道底部的曝气扩散系统，达到增加水中溶解氧的目的。这种曝气形式一般由机房(内置鼓风机)、空气扩散器和相关管道组成。目前常用的鼓风机有沉水式鼓风机、罗茨鼓风机、鲁氏鼓风机等，其中沉水式鼓风机无需机房安装，维护方便，深得人们的喜爱。

1.2、纯氧曝气

    纯氧曝气系统的氧源可采用液氧(LOX)或利用制氧设备(PSA)制氧。分两种形式：①纯氧一微孔布气设备曝气系统(由氧源和微孔布气管组成)；②纯氧一混流增氧系统(由氧源、水泵、混流器和喷射器组成)。

1.3、机械曝气

   将机械曝气设备(多为浮筒式结构)直接固定安装在河道中对水体进行曝气（沉水风机为zui佳产品），以增加水体中的溶解氧。也分两种形式：①叶轮吸气推流式曝气器；②水下射流曝气器。

2、移动式充氧平台

   即在需要曝气增氧的河段上设置的不影响河道航运功能，并且可以自由移动的曝气增氧设施。国外报道较多的是曝气船，主要用于在紧急情况下对局部河段实施有目的复氧。曝气船可由渡轮改装，通常采用液氧为氧源。

• 河道水环境污染现状

    河道水环境的污染不容乐观，部分河流仅仅依靠天然的大气复氧作用已经很难有效改善河流水质。另外，由于苏州河道水流紊动性小，氧的传递和扩散速率慢，河水的自净过程非常缓慢。因此，必须依靠河道曝气技术进行人工复氧，避免出现缺氧或厌氧河段，使整个河道自净过程始终处于好氧状态，并有效改善、缓和水体的污染程度。

三、提高苏州河道曝气处理效果的方法

    上海苏州河的部分支流采取曝气措施以来。黑臭现象略有好转，但效果不尽如人意。究其原因主慢，污染物的降解速度低于输入速度；③充氧量不足，在工程上由于考虑到河道曝气的成本，往往充氧不足。

   此外，还有一些其他因素，如温度、曝气量、微生物与水的混合程度、微生物的活性等。借鉴上海苏州河经验，可以采取以下措施来提高苏州地区河流人工复氧效果。

1、生物膜技术

    在一些没有航运需求、条件适宜的河道中，可以利用生物膜技术来增加河流中的微生物数量。即在曝气器周围设置优选的填料，并通过接种活性污泥的方法使填料上附着生长大量微生物。把生物膜法跟曝气复氧技术相结合运用于污染河道的水质改善，就形成了河道曝气+生物膜原位净化技术。

    在河道中应用生物膜技术也存在一定的缺陷，比如生物膜脱落后会形成底泥淤积，因此需要对生物膜进行定期的清理。

2、生物制剂

   应用河道治理的生物修复技术，可通过直接向水体投加生物菌种，依靠这些特种生物菌种的作用来降解水中特种污染物质；也可以向水体投加生物促生剂，通过促使水体“土著”微生物的生长繁殖，达到净化水体的作用。

3、浮床水上花卉

    通过在曝气区域附近设置浮床水上花卉，能够有效阻隔由于曝气造成的泡沫，改善曝气带来的景观问题。常见的浮床水上花卉种类有美人蕉、黄花菖蒲等。如果管理得当，水上花卉既可以净化水质又能成为一道美丽的水上景观。

4、其他生态化工程措施

    生态化措施主要是通过恢复河岸植被和河岸天然湿地，种植芦苇、浮萍、睡莲和水草等湿地水生植物提高水域净化能力；为有效地控制水中藻类、水生植物的过度繁殖，致使水体缺氧，可以放养适量的鱼类、河蚌和螺蛳，通过生态系统中多条食物链的物质迁移转化和能量的逐级传递，将有机物和营养物进行降解和转化，达到去除污染的效果。

    生态化工程措施与河道曝气复氧技术相结合将有利于河道生态的恢复，有助于控制和减轻河道的污染状况，也有助于河道的绿化美观。(不发生黑臭)的前提下，可采取间歇曝气的方式进行处理，既减少能耗、节省运行成本，又具有一定硝化一反硝化脱氮的效果。在实际运用中如果能结合自动监控设备，在水体溶解氧到达临界目标值时，自动启闭曝气设备，实现间歇曝气的自动化控制，将会使河道曝气技术具有更广阔的应用前景。

四、曝气技术在河道水治理的应用案例

杭州河道治理案例图

苏州河道治理案例图

广州河道治理案例图

    河道曝气技术是近年来治理河流污染的一种有效的工程措施，能在较短的时间内提高水体的溶解氧水平，增强水体的净化功能，消除黑臭，减少水体污染负荷，促进河流生态系统的恢复。

     对于苏州这样的城市，可以借助水闸泄流、活水喷池、沉水风机等进行增氧曝气已达到景观水的美景。