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1．河道曝气技术简介及作用

河道曝气技术是根据河流受到污染后缺氧的特点，人工向水体中充入空气(或氧气)，加速水体复氧过程，以提高水体的溶解氧水平，恢复和增强水体中好氧微生物的活力，使水体中的污染物质得以净化，从而改善河流的水质。曝气充氧技术综合了曝气氧化塘和氧化渠的原理，结合退六和完全混合的特点，有利于氧的传递、液体混合，是一种有效地污水处理方法。

河道曝气技术是一种基建费用少、运行费用低、占地少、见效快的河流原位治理工艺，具有良好的社会效益和经济效益。其中，移动式充氧平台设备简单，机动灵活，能够避免固定式充氧站曝气点服务面积不足，在相对封闭水体难以充分发挥作用的缺点。

其在河道治理中的作用主要体现在以下几个方面：

（1）、加速水体复氧过程，使水体的自净过程始终处于好氧状态，提高好氧微生物的活力，同时在河底沉积物表层形成一个以兼氧菌为主的环境，且具备了好氧菌群生长的潜能，从而能够在较短的时间内降解水体中的有机污染物。

（2）、充入的溶解氧可以迅速氧化有机物厌氧降解时产生的H2S、甲硫醇及FeS等致黑致臭物质，有效改善水体的黑臭状况。并且，Fe(OH)3沉淀在水底沉积物表面形成一个较密实的保护层，在一定程度上减弱了上层底泥的再悬浮，减少底泥中污染物向水体的扩散释放。

（3）、增强河道水体的紊动，有利于氧的传递、扩散以及液体的混合。一项关于曝气过程中水力学影响的研究表明，3hp的曝气设备造成的水流在离装置35m远处可以测量到，并且对染料的目视观测显示水流运行可以持续到大约100m远。

（4）、可以减缓底泥释放磷的速度。当溶解氧水平较高时，Fe2+易被氧化成Fe3+，Fe3+与磷酸盐结合形成难溶的磷酸铁，使得好氧状态下底泥对磷的释放作用减弱，而且在中性或者碱性条件下，Fe3+生成的氢氧化铁胶体会吸附上覆水中的游离态磷。

2．国内外河道曝气技术应用简介

从20世纪五六十年代起，英、德、美等发达国家就开始考虑解决日益严重的河道污染问题其中，河道曝气技术作为一种投资少、见效快的河流污染治理技术，在很多国家被优先采用。英国、德国、澳大利亚和美国的诸多河流先后利用河道曝气技术改善河流的水质。目前，河道曝气技术在我国水环境质量综合治理中尚不多见，但近年来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，如北京的清河环境改善工程、上海的苏州河河道曝气复氧工程、上澳塘和新泾港的曝气工程试验、重庆的桃花溪曝气措施等。国内外的实际运行经验表明，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长刺激的潜能，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。

3.曝气设备分类

根据需曝气河道水质改善的要求(如消除黑臭、改善水质、恢复生态环境)、河道条件(包括水深、流速、河道断面形状、周边环境等)、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，河道曝气一般采用固定充氧站和移动充氧平台两种形式。

1、固定式充氧站

(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。一般由机房(内置鼓风机)、空气扩散器和管道组成。

主要有鼓风机—微孔布气管曝气系统：近年来氧转移效率较高的微孔布气管被广泛应用，使该供氧方法的充氧效率得到较大提高。根据一些国外公司的产品介绍，微孔管的氧转移效率可达25%～35%(水深为5m)。该系统的主要缺点是:安置在河底的布气管对航运有一定影响,尤其是在低潮位时;布气管安装工程量较大,水平定位施工精度要求较高,布气管损坏后维修较困难;潮汐河流水位变化较大,选择鼓风机须满足高水位时的风压,导致在低水位曝气时动力效率较低;鼓风机房占地面积较大,考虑到市区内征地和拆迁的费用,其投资较大;鼓风机运行噪声较大,可能对沿岸居民生活带来影响,为了降低噪声的影响、风机房须设置在地下,从而增加了投资费用。鼓风机—微孔布气管曝气系统宜用于郊区不通航河道。工程实例:上海市徐汇区上澳塘河道曝气系统。

(2)纯氧曝气

纯氧曝气技术的基本原理是采用深冷空气分离制氧、变压吸附制氧等技术制取高纯度氧气，利用含氧体积分数90％以上的纯氧取代空气曝气。

纯氧曝气可以分为两种形式：①纯氧一微孔布气曝气系统，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。纯氧曝气系统的氧源可采用液氧(LOX)和利用制氧设备(PSA)制氧。

a.纯氧一微孔布气曝气系统：纯氧—微孔布气设备曝气系统由氧源和微孔布气管组成。以液氧为氧源的曝气系统占地