浅谈纯氧曝气快速消除河流黑臭的工程效果及河道影响因素

摘 要：纯氧曝气技术在河流治理中发挥着重要作用，在本次研究中，本文重点分析了纯氧曝气快速消除河流黑臭的工程效果与河道影响因素，文章将结合某条污染河流为研究对象，先介绍了该河流的基本情况，再从纯氧曝气技术手段，对其河流治理效果与河道影响因素做深入研究。

关键词：纯氧曝气；河流治理；DO水平

1 引言

环境污染已经成为当前社会重点关注的问题，其中河流污染与百姓的生活息息相关，直接威胁百姓的身体健康。根据近几年我国《中国环境状况公报》所反馈的信息来看，当前我国的7大河流域都面临着不同程度的污染，其中水体黑臭已经成为城市水环境中不容忽视的问题。因此对相关人员而言，必须要针对当前的河流污染的现状，寻找治理方法，为全面提高环境质量奠定基础。

2 研究背景

2.1 河流水质情况简介

在本次研究中，选择一条污染相对严重的城市景观河流为研究对象，该河流的长度为1236.23m，平均宽度为10.3±0.7m，水深为1.9±0.6m，日常流速为0.053±0.012m/s。通过对这条河流进行调查分析后发现，河流的DO浓度为0.05mg/L，属于极低水平；色度达到30倍，嗅阈值达到40倍，河流肉眼可见处于发黑状态，臭味清晰可闻。

2.2 技术工艺

采用全自动制氧机获取纯养（浓度水平>90%），进入快速溶气器与河流混合，整个混合过程为2-3min，在制成高浓度的过氧饱和富氧水后，通过水利喷嘴，沿着河道底部以推流的方式进入水体。

3 实验结果分析

3.1 河流沿程DO浓度变化

按照上文方法启动曝气设备后，氧气快速进入到试验河流中，随着试验的深入，发现水体的DO浓度水平发生了明显的改变，具体资料见图1。

图 1 试验过程中的DO浓度变化资料图

根据图1所提示的相关资料可以发现，在曝气前，社会的DO浓度水平无线接近于零；而到曝气2h后，曝气点附近的水体DO浓度水平就开始快速增长，达到了15mg/L，这与之前相比发生了明显的改变，但是在距离曝气点600m以外的位置，其DO浓度水平依然没有变化。随着曝气时间增长，可以发现水体的DO水平都得到了进一步的改善，其中最高浓度水平达到了20mg/L，末端水体的DO浓度水平也也接近10mg/L。这一结果说明，在采用曝气法之后，能够有效改善水体的DO浓度水平。

在关闭曝气设备后，根据图1的相关内容可以发现，从14h开始，试验河流的DO浓度曲线开始变化，其浓度水平开始出现明显的下降，尤其是靠近曝气口附近由于缺乏溶剂氧的补充，导致其浓度水平逐渐下降为0。

3.2 纯氧曝气对河流水体颜色变化的影响

从实验过程中可以发现，在纯氧曝气过程中，水体的颜色会发生十分明显的变化。在对试验水体实施曝气之前，整个水体基本呈现出墨黑色，并且具有强烈的恶臭味；在纯氧曝气后，200m范围内的水体颜色没有发生明显变化，并且出现了大量的细腻气泡；但是在这个过程中，水体气味发生明显改变，恶臭气味的现象得到明显改善；在200m-400m的范围内，水体的颜色开始得到改善，逐渐转变为“灰绿色”，此阶段的水体颜色依然为过渡状态；当距离超过400m之后，发现水体的颜色已经基本恢复正常，但是依然以“灰色”为主。

这一结果证明，纯氧曝气法对于改善水体颜色与气味具有重要作用。

3.3 工艺连续实施的效果

按照上文所介绍的试验方法，连续实施工艺技术，共得出以下结论：

（1）调查结果发现，随着试验的深入，河流的DO水平得到了明显的改善，其中，200m范围以内的水体的DO水平改善情况最为明显，随着距离的增加，DO水平开始下降，当距离超过1000m之后，DO下降到一个比较低的水平，但是依然保持在2.0mg/L以上，这与试验前（0.05mg/L）相比已经得到了明显的改善。当实验进行到了第48h，发现试验河道因为河流流速过慢而影响了1000m以外河流的DO水平，此时河流的DO水平没有达到2.0mg/L；但是当实验进行到第72h后，水体的DO水平又得到了进一步上升。通过这一结果可以认为，在正常的状况下，采用纯氧曝气技术能够有效改善河流环境。

（2）在实验之后，发现河流的颜色、嗅阈值在短时间内得到了改变，其中600m以内的色度值始终保持在20倍左右的水平，并且更远距离的色度值也发生了明显的改善，并且当试验进行到72h后，发现“灰色”河流所占的比重不断加大，“墨黑色”河流基本不见。从嗅阈值水平来看，河流的“臭”问题也得到了改善，在实验的24h，河流的嗅阈值就已经明显下降，当到了72h后，河流的“臭气”已经基本不见。这一结果证明，纯氧曝气法有助于改善河流的黑臭问题。

3.4 河道影响因素

在本次实验过程中发现，河道因素会影响纯氧曝气法的实施效果，主要体现在以下几方面。

（1）河流底泥。在本次实验过程中发现，河流呈层流式的推进方式，溶解氧在水体深入方向能够以一个较为均匀的方式分布，在实验初期，图1的相关结果也证实，在实验的24h内，水体DO水平的分布方式并不均匀；而随着实验的深入，当水体底泥对溶解氧的消耗逐渐饱和之后，会让水体底部的环境处于一个相对稳定的状态，加快水体的改善。这一结果说明，在河流生态修复过程中，注意对底泥的处理具有重要意义。

（2）水动力条件。水动力条件也是影响纯氧曝气法效果的重要因素，本次实验过程中发现，在实验过程中，河流表层的DO水平情况要明显优于底层水体，尤其是接近于河流底部的位置，这一点表现的更加明显。这一结果证实，河流的水动力条件影响DO分布，由于河流的中下层水平流速相對缓慢，因此其DO水平要明显低于上层水平。

4 结论

纯氧曝气法在快速消除河流黑臭中发挥着重要作用，其效果稳定、见效时间短，因此能够在更多地区做进一步推广。在应用这个技术过程中，必须要充分认识到水动力条件、河流底泥等因素的影响，为进一步提供河流净化效果奠定基础。

参考文献：

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[2] 陈帅，谭学军，蒋玲燕.浅谈纯氧曝气活性污泥法处理技术[J].城市道桥与防洪，2012（1）：65～67+70+9.