微纳米气泡改善太湖入湖河道水质的工程实例研究——以苏州南北华翔河水质改善工程为例

徐 彬，郑之奇，张 珂

(1.南京金禾水环境科技有限公司，江苏 南京 210002;2.昆山市环境保护局，江苏 昆山 215300)

太湖是中国第三大淡水湖，其流域是中国经济发展最快的地区之一。由于在发展过程中，相应的环境保护和治理措施滞后，太湖水体富营养化严重，蓝藻水华暴发频繁。笔者采用微纳米气泡气液分散系统，对太湖入湖河道进行水体原位净化，研究其对CODMn、氨氮、总磷的去除效率，为太湖入湖河网水系水质改善提供一种高效率、低成本的新途径。

1 试验装置与方法

1.1 试验装置

选取苏州市南北华翔河为试验河道，该河道宽15 m，水流平缓。试验装置如图1所示。

在河道平均水深2.5 m处布设长100 m、宽6 m、高2.7 m无纺布材质的软性围隔作为试验区域，1套微纳米气泡气液分散系统布设在围格区域内，离围格进水口处3 m，河水进入试验区域，经处理后从围格内流出。

图1 试验装置示意

1.2 试验方法

通过调节软性围隔进出口大小来调节控制流速，使水力停留时间为10 d，试验在围隔内部设置4个监测采样点(图1)，分别为①进水(试验段水流上游100 m无排污口，且河道平直)，②围隔出水，③围隔内部(参照断面)，④围隔②号点平行处(对照断面)。整个装置调试完成后，1周采样1次。

1.3 检测项目及分析方法

CODMn测定采用酸性高锰酸盐指数法;氨氮测定采用纳氏试剂比色法;TP测定采用钼酸铵分光光度法［2］。

2 试验结果与分析

2.1 CODMn的去除效果

试验装置正常运行后，进口浓度为5.64～8.36 mg/L，平均值为6.38 mg/L，介于地表水环境质量标准(GB 3838—2002)Ⅲ～Ⅳ类之间。出口浓度3.23～4.46 mg/L，平均值为4.01 mg/L，接近地表水Ⅱ类标准，整个装置的最高去除率48.8%，最低去除率26.3%，平均去除率为36.8%(图2)。

图2 试验期间CODMn的去除效果

8月16日由于降雨产生的地表径流带入有机质，致使试验装置进口1号点浓度突然增高，但围格出水浓度降低更为明显，去除率达到48.8%，表明装置对CODMn浓度稍高的河水去除效果更明显，排除降雨等偶然因素，去除率最高为43.7%。

2.2 氨氮的去除效果

试验期间，装置进口氨氮浓度为1.86～3.83 mg/L，平均浓度为2.26 mg/L，属劣Ⅴ类水体。出口浓度为0.83～2.23 mg/L，平均浓度为1.30 mg/L，介于Ⅲ ～Ⅳ类之间，平均去除率为42.4%，装置对氨氮去除效果明显(图3)。

图3 试验期间氨氮的去除效果

8月16日受降雨影响，进口浓度达到3.83 mg/L，去除率 41.8%，但出口浓度为2.23 mg/L，为劣Ⅴ类，表明装置对氨氮浓度较高时的去除能力略显不足。

2.3 总磷的去除效果

该装置对总磷的去除效果较好。运行期间，进口监测断面总磷浓度为0.21～0.61 mg/L，平均值0.37 mg/L，属地表水环境质量标准(GB 3838—2002)Ⅳ～Ⅴ类之间，经过装置处理后，出水口监测点处总磷浓度为0.11～0.38 mg/L，平均值则降低到0.18 mg/L，属于Ⅱ～Ⅲ类水体，平均去除率为49.1%。装置运行期间TP的去除效果见图4。

图4 试验期间总磷的去除效果

2.4 经济性分析

试验装置内河水停留时间T=10 d，装置容积V=100 m ×6 m ×2.5 m=1 500 m3，装置功率为0.75 kW/h，每天运行24 h，电费以全国市政用电统一计价0.83元/kW·h，可以得出吨水运行成本F=0.75kW/h×24h×0.83元/kW·h÷(1500 m3÷10 d)=0.10元/m3。

3 结语

试验结束时，主要污染物浓度值稳定在Ⅱ～Ⅲ类水平，CODMn、氨氮、总磷平均去除率分别为为36.8%，42.4%和49.1%，效果显著。系统的处理成本为0.10元/m3，具有较大的经济优势。

［1］太湖流域实施方案编制组.太湖流域“十二五”科技需求与目标任务的建议［Z］.2010.

［2］国家环保总局.水和废水监测分析方法［M］.4版.北京：中国环境科学出版社，2002.