仿纳米微孔曝气软管在河道生态修复中的作用

采用仿纳米微孔曝气软管参与河道治理的机理；

目前对于河道治理而言，一般通过早期的截污染源、疏浚后，接着采用生态恢复技术（特种微生物投放，水生植物栽培，曝气溶氧）较为普遍。

但实际操作中，往往将（特种微生物投放，水生植物栽培）作为主要河道治理手段，忽视了最为重要的曝气溶氧技术，也就是将曝气溶氧技术置于辅助位置。

我公司的理念恰恰相反，河道治理中将曝气溶氧技术置于首位，其他的生物恢复技术（特种微生物投放，水生植物栽培）作为辅助手段。

甚至对污染不是很严重的河道，只单独采用曝气溶氧技术，也可以达到对河道进行有效生态恢复目的。

国内外的资料显示，《水体曝气溶氧、复氧》是污水治理最常采用的主要工艺之一，也是一种快速、高效、简便易行的污染水体治理手段。它既可有效去除水体中的致黑致臭物质，改善水质，又可提高水体中的溶解氧含量，强化水体的自净功能，促进水体生态系统的恢复。

底泥疏浚可以使水体的有机质、磷、总悬浮物、叶绿素a 以及水体透明度有明显下降，是缓解水体黑臭和富营养化的有效手段。但是，疏浚能否对河道污染物具有长效的控制及是否对底栖微生物生态环境产生负面影响存在争议，且大量疏浚底泥需要妥善处置，避免造成二次污染。

河道治理低强度连续曝气系统基本原理：

通过长期采用低强度（微气量）连续曝气，对于(动态)流量较小的缓速或滞流河道（水塘），可达到降低污染负荷、消除水体黑臭的效果；

以氨氮去除率达98％为控制指标，低强度连续曝气能耗仅为高强度连续曝气的6．25％和间歇曝气的 17．24％，大大降低了曝气经济成本。

对于氨氮的去除；

常用的河道水体，表层、中层机械间歇曝气和连续曝气过程，水体中、上层的瞬时溶解氧浓度较高，未将水体底层污染物搅动，促使其参与反应，故不利于水体自身硝化反硝化体系的生成。

而在河床较低部，采用低强度连续曝气，可产生良好的上下回旋水流，缓慢搅动河道底层高浓度污泥，促使底层污泥等富营养物质，参与一系列的物理化学反应，能够形成较好，有规律的好氧(O)、缺氧(A)以及厌氧(A)区间。

也就是在较小的曝气区域及周边范围内，创造了符合污水治理常常采用A/A/O工艺的条件，有利于氨氮硝化生成的硝酸盐同时进行反硝化反应，从而大大降低了水体中TN的浓度。

因此，在近河床底部富营养水体中，长期采用低强度连续曝气溶氧方式，会有明显脱氮效果（也符合污水治理常常采用的‘短程硝化反硝化’的机理）。

对于磷的去除，有文献记载?；

《水生植物海寿花对氮、磷的去除，将收割的海寿花样品进行风干和预处理，分别测定其茎叶和根部的含氮量和含磷量，海寿花茎叶的氮、磷含量均高于根部。通过对海寿花45天生长段的氮含量比对测试，约高1个数量级，而磷含量则是3倍。测试期间单位面积的氮总增量 为 83．36g／m 2， 而磷总增量为 11．79g／m2．根据进水流量可计算出测试期间进水的氮、磷总量分别约为 554．40／m2，27．72g／m2，从而得知海寿花的同化利用对河水中氮、磷的去除率分别为 8．92％，25．24％．由此可见，植物在净化河道，去除氮污染物中贡献较小，而在去除磷污染物中发挥了主要作用。》

仿纳米微孔曝气软管的基本工作机理；

仿纳米微孔曝气软管，这是一种将输气与曝气合二为一，布气均匀，氧转移效率高，能耗低还不易堵塞的先进曝气系统，通过软管表面微孔释放气体，产生微小气泡，减缓气泡上升的速度，增加气泡与水体的接触面积，及气泡在水体中的停留时间，达到较高氧转移效率。

也是当前针对河道治理曝气溶氧设施的首选。

  一台3千瓦左右的风机，可负责300米的河道，为200-300米仿纳米微孔曝气软管提供气源。

仿纳米微孔曝气软管对河道治理的安装方法有两种：

一、单管直铺固定式；（如前面的图片）

河道底部打桩固定，布气均匀，300米微孔TPU曝气软管，有效增氧水面为300米*12米的河道或水塘，服务范围面积较大，也是一种最简便有效的河道复氧治理技术，目前实际采纳、应用、实施较广。

  软管曝气在水体底部产生的气泡流范围广，一般水深在1-2米时，雾化型气泡可扩散到3~6米；一条曝气软管在水下工作时，可产生与曝气软管平行的，上下漩涡型气泡回旋水流，有效增氧面积间接宽为6-12米。

充足的气流与大范围的水体接触，能保证水体底部充氧区域的溶解氧在2-5毫克/升范围，加速水体底部沉积的有机物和亚硝酸盐等有害物质的氧化分解，因此河道污泥减量效果明显。与此同时还能把异味吹离出水体，从而改善和稳定水质，达到河道治理的目的。

二、浮吊曝气+生物反应立体、组合式；

浮管与风机

A、（尺寸4米*2米*1-3米视河道水深）的U-PVC框架浮于水面。四根不锈钢链条垂直吊挂，中层的生物反应器，下部的微孔曝气软管增氧系统。

B、上层浮框架内部可置放、种植浮岛式植物。

可以种植海寿花等水生植物，加强水体中磷的去除。

 C、中层可悬挂专业研究的笼式多酶体生物流化床反应器。

反应器内置‘多种生物酶载体’，载体上挂膜后的生物膜，分好氧(O)外层与兼氧(A)、厌氧(A)内层；

  1、好氧(O)外层附着的硝化菌为自养菌，生长速度慢，生长周期长。在培养初期，由于河道底泥被曝气搅拌释放，使污泥中原存较高浓度的有机物和氮、磷等元素，为硝化菌提供养料。硝化菌得以繁殖，大量异养菌同时也在生长，在第二周 0D 出现了峰值。随着有机物和氮、磷等被耗尽，异养菌的生长受到抑制，硝化菌成为优势菌，OD值也趋于稳定。  

好氧硝化过程，也是指氨、氮在微生物（硝化细菌）作用下氧化为硝酸的过程。

2、兼氧(A)中层、厌氧(A)内层有反硝化菌、厌氧菌附着，具有生物脱氮作用。

反消化作用就是在兼氧、厌氧条件下，反硝化细菌为有机物提供能量 通过还原作用将硝态氮和亚硝态氮还原成氮气的过程 该过程不需要氧气，但是消耗BOD、COD等碳源、氧化硫或硝酸盐，为反硝化细菌提供能量。

少数反硝化细菌为自养菌，如脱氮硫杆菌。

  反硝化作用（denitrification）也称脱氮作用。反硝化细菌在缺氧条件下，还原硝酸盐，释放出分子态氮或一氧化二氮的过程。  

 D、下层为单元式微孔曝气软管组合，有效增氧服务面积长宽各为8-15米。充足的气流与大范围的水体接触，能保证水体底部、中部的溶解氧在2-5毫克/升，加速水体底部沉积的厌氧有机物和亚硝酸盐等有害物质的氧化分解，因此河道污泥减量效果明显。

 同时为中层的生物反应器及上层水生植物提供氧源。

结论；组合工艺可有针对性地去除水中的有害物质。对 COD的去除效果稳定而良好，在稳定运行阶段进水COD变化很大(396～610mg／L)，但最终出水的 COD<40mg／L，对 COD的去除率约为 90％，达到了《地表水环境质量标准》中V类水质标准的要求。NH一N是致河水发臭的重要因素，因此对NH 一N的去除效果是本装置的重点。处理初期NH 一N为6．73～15．72mg／L，处理后稳定在约 1．5 mg／L，达到了处理要求。

磷的含量与水体富营养化程度的关系密切，通过水生植物的栽培，及对磷的有效去除可以抑制水体的富营养化。中试进水 TP为 4．24～9．57mg／L，最终 出水的TP稳定在0．4 mg／L以下，可达到处理要求。

经观察数个河道曝气两个月后，河水臭味基本消除，水质明显变清。

需要指出的是，系统的处理效果受季节的影响较大，尤其是在冬季，微生物的活性降低甚至停止生长而进入休眠状态，此时河道水体清晰，基本上处于稳定期。可以停止或间隙停止装置运行，减少能源的消耗。

污水治理的最终判定是以进、出水各项（达标）参数“定量”为主。

河道治理的最终判定是以治理前后景观（清晰度）效果‘定性’为主。

林雁整理于2023年1月

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