曝气增氧技术治理有机污染河流的研究进展

宋兰兰　徐　群　曹建锋

（1河海大学水文水资源学院江苏南京2100982南京水利科学研究院江苏南京210029 3南京瑞盛环保科技有限公司江苏南京210000）

曝气增氧技术治理有机污染河流的研究进展

宋兰兰1、2徐群2曹建锋3

（1河海大学水文水资源学院江苏南京2100982南京水利科学研究院江苏南京210029 3南京瑞盛环保科技有限公司江苏南京210000）

城市河流有机污染严重，水体流动性差，自净过程缓慢，复氧速率远低于耗氧速率，大多处于厌氧状态，水质难以改善。针对城市河流污染特点，提出再造好氧微生物有氧环境体系，加快生物降解速率开展生态修复。论文从曝气模式确定和曝气量选择论述该技术应用关键。在实际应用时应重视环境效益、经济效益和社会效益的统一。

曝气增氧；有机污染；城市河流；生态整治

1　我国城市黑臭河治理面临挑战和机遇

健康河流是生态系统的重要组成部分，是城市宜居生活的基本保证。我国城市排水设施建设滞后，管网设计系统性差，存在雨污混流；配套收集系统不完善，污水排放去向不明确，难以全面截污；雨污混合水和未经处理的污水排入河涌，导致水体污染。治理黑臭河流有物理法、化学法、土壤生物工程法和生物生态法。物理法利用现有水利工程或机械设施治理外源和内源污染，包括截污、疏浚、调水、机械除藻等，治理效果好，工程大，受当地水文地理条件限制。化学法投加混凝剂、吸附剂去除污染物，见效快，费用高，易形成二次污染，应用有限。土壤生物工程法利用存活的植物及其他辅助材料构筑各类结构改善水质，如生物浮床、生态廊道等，对场地要求高，治理时间长，效果好，不抗冲击，影响行洪。生物生态法构建利于有益微生物菌群生存的有氧环境，提高自净能力处理水体，有生物曝气、生物膜法、生物氧化塘等，费用低，处理程度高。向水体充空气（或氧气），恢复和增强好氧微生物活力，净化水质的曝气增氧技术是生物生态法一种，被很多国家优先采用。针对我国河流污染特点及水动力条件，选择经济、高效的曝气增氧技术，对河流生态恢复有重要的理论指导意义。

2　曝气方式优化研究

20世纪50～60年代，英、德、美等发达国家开始用曝气增氧技术解决因暴雨污水或污染引起的河流急剧缺氧问题，效果良好[1,2]。北京、重庆、上海等地实施曝气技术治理黑臭河道后，水质均达到或优于国家Ⅴ类水域标准。城市河流有机污染严重，溶解氧偏低。暴雨携带污染物质入河后，水体污浊，光合作用减弱，溶解氧继续下降[3]。溶解氧是建立菌-藻生态系统，启动自净能力的关键[4]，可钝化底泥[5]，抑制底泥中磷和氨氮释放[6]。夜间曝气明显抑制藻类生长，控制富营养化[7,8]。曝气方式种类多，有水体曝气、底泥曝气、鼓风曝气、机械曝气、射流曝气、空气曝气、纯氧曝气和臭氧曝气等。有四种设计参数确定曝气方式：一是耗氧水质指标。如张闯对比了12种曝气布置的COD、氨氮去除率后，选择微孔雾化曝气和橡胶坝曝气[9]。

3　曝气增氧量的选择

曝气所耗功率是曝气增氧技术应用推广关键。河流耗氧物质包括还原性物质、易降解有机物、硝化以及固态和难降解有机污染物。曝气量按需定供是最经济的。耗氧量估算有两种：（1）数学模型法。实际运用中发现曝气后黑臭现象略有好转，但总体效果不尽如人意。数学模型法是理想状态下河流需氧量，不确定因素（水温、流速和再悬浮等）影响其精确性，据此选择充氧设备，往往造成曝气量不足。（2）实验方法，即依据去除率确定曝气量。实验发现曝气量增加不能明显提高水质。

4　结语

曝气增氧技术构建河流本土微生物良好的栖息环境，提高污染物降解率，有效消除河道黑臭现象，占地小、投资少、运行简单、处理水量大、无二次污染等优点，是治理有机污染型河道有效、经济的方法。应用时需合理设定曝气量和曝气方式；充分利用现有的水利设施和治理河道现状，结合生态水力学和生物学相关原理，在提高氧利用率的前提下降低能耗，寻求生态治理、景观设计双赢的生态水力建设之路。

[1]张绍君.纯氧曝气快速消除河流黑臭工程效果及河道影响因素研究[M].清华大学,2010.

[2]孙从军,张明旭.河道曝气技术在河流污染治理中的应用[J].环境保护,2001,4:12-14,20.

[3]邓思思.嘉兴平原河网溶解氧平衡研究[M].浙江大学,2013.

[4]朱健.组合生物修复技术在黑臭河流污染治理工程上的应用研究[M].中南林业科技大学,2009.

[5]高静思.城市景观河流水质调控技术研究[M].清华大学,2009.

[6]袁文权,张锡辉,张丽萍.不同供氧方式对水库底泥氮磷释放的影响.湖泊科学,2004,16(1):28-34.

[7]朱亮.不同磷浓度、氮源和曝气方式对淡水藻类生长的影响[M].重庆大学2007.

[8]王风贺,王国祥,刘波,等.曝气增氧技术在城市黑臭河流水质改善中的应用与研究[J].安徽农业科学,2012,40(10):6137-6138,6141.

[9]张闯,陶涛,李尔.佛山水道及其支涌复氧试验研究[J].工业安全与环保,2005,31(11):17-20.

宋兰兰（1973—），女，江苏高邮人，博士后，主要从事水生态与水环境方面研究工作。