淺談純氧曝氣快速消除河流黑臭的工程效果及河道影響因素

摘 要：純氧曝氣技術在河流治理中發揮著重要作用，在本次研究中，本文重點分析了純氧曝氣快速消除河流黑臭的工程效果與河道影響因素，文章將結合某條污染河流為研究對象，先介紹了該河流的基本情況，再從純氧曝氣技術手段，對其河流治理效果與河道影響因素做深入研究。

關鍵詞：純氧曝氣；河流治理；DO水平

1 引言

環境污染已經成為當前社會重點關注的問題，其中河流污染與百姓的生活息息相關，直接威脅百姓的身體健康。根據近幾年我國《中國環境狀況公報》所反饋的信息來看，當前我國的7大河流域都面臨著不同程度的污染，其中水體黑臭已經成為城市水環境中不容忽視的問題。因此對相關人員而言，必須要針對當前的河流污染的現狀，尋找治理方法，為全面提高環境質量奠定基礎。

2 研究背景

2.1 河流水質情況簡介

在本次研究中，選擇一條污染相對嚴重的城市景觀河流為研究對象，該河流的長度為1236.23m，平均寬度為10.3±0.7m，水深為1.9±0.6m，日常流速為0.053±0.012m/s。通過對這條河流進行調查分析后發現，河流的DO濃度為0.05mg/L，屬于極低水平；色度達到30倍，嗅閾值達到40倍，河流肉眼可見處于發黑狀態，臭味清晰可聞。

2.2 技術工藝

采用全自動制氧機獲取純養（濃度水平>90%），進入快速溶氣器與河流混合，整個混合過程為2-3min，在制成高濃度的過氧飽和富氧水后，通過水利噴嘴，沿著河道底部以推流的方式進入水體。

3 實驗結果分析

3.1 河流沿程DO濃度變化

按照上文方法啟動曝氣設備后，氧氣快速進入到試驗河流中，隨著試驗的深入，發現水體的DO濃度水平發生了明顯的改變，具體資料見圖1。

圖 1 試驗過程中的DO濃度變化資料圖

根據圖1所提示的相關資料可以發現，在曝氣前，社會的DO濃度水平無線接近于零；而到曝氣2h后，曝氣點附近的水體DO濃度水平就開始快速增長，達到了15mg/L，這與之前相比發生了明顯的改變，但是在距離曝氣點600m以外的位置，其DO濃度水平依然沒有變化。隨著曝氣時間增長，可以發現水體的DO水平都得到了進一步的改善，其中最高濃度水平達到了20mg/L，末端水體的DO濃度水平也也接近10mg/L。這一結果說明，在采用曝氣法之后，能夠有效改善水體的DO濃度水平。

在關閉曝氣設備后，根據圖1的相關內容可以發現，從14h開始，試驗河流的DO濃度曲線開始變化，其濃度水平開始出現明顯的下降，尤其是靠近曝氣口附近由于缺乏溶劑氧的補充，導致其濃度水平逐漸下降為0。

3.2 純氧曝氣對河流水體顏色變化的影響

從實驗過程中可以發現，在純氧曝氣過程中，水體的顏色會發生十分明顯的變化。在對試驗水體實施曝氣之前，整個水體基本呈現出墨黑色，并且具有強烈的惡臭味；在純氧曝氣后，200m范圍內的水體顏色沒有發生明顯變化，并且出現了大量的細膩氣泡；但是在這個過程中，水體氣味發生明顯改變，惡臭氣味的現象得到明顯改善；在200m-400m的范圍內，水體的顏色開始得到改善，逐漸轉變為“灰綠色”，此階段的水體顏色依然為過渡狀態；當距離超過400m之后，發現水體的顏色已經基本恢復正常，但是依然以“灰色”為主。

這一結果證明，純氧曝氣法對于改善水體顏色與氣味具有重要作用。

3.3 工藝連續實施的效果

按照上文所介紹的試驗方法，連續實施工藝技術，共得出以下結論：

（1）調查結果發現，隨著試驗的深入，河流的DO水平得到了明顯的改善，其中，200m范圍以內的水體的DO水平改善情況最為明顯，隨著距離的增加，DO水平開始下降，當距離超過1000m之后，DO下降到一個比較低的水平，但是依然保持在2.0mg/L以上，這與試驗前（0.05mg/L）相比已經得到了明顯的改善。當實驗進行到了第48h，發現試驗河道因為河流流速過慢而影響了1000m以外河流的DO水平，此時河流的DO水平沒有達到2.0mg/L；但是當實驗進行到第72h后，水體的DO水平又得到了進一步上升。通過這一結果可以認為，在正常的狀況下，采用純氧曝氣技術能夠有效改善河流環境。

（2）在實驗之后，發現河流的顏色、嗅閾值在短時間內得到了改變，其中600m以內的色度值始終保持在20倍左右的水平，并且更遠距離的色度值也發生了明顯的改善，并且當試驗進行到72h后，發現“灰色”河流所占的比重不斷加大，“墨黑色”河流基本不見。從嗅閾值水平來看，河流的“臭”問題也得到了改善，在實驗的24h，河流的嗅閾值就已經明顯下降，當到了72h后，河流的“臭氣”已經基本不見。這一結果證明，純氧曝氣法有助于改善河流的黑臭問題。

3.4 河道影響因素

在本次實驗過程中發現，河道因素會影響純氧曝氣法的實施效果，主要體現在以下幾方面。

（1）河流底泥。在本次實驗過程中發現，河流呈層流式的推進方式，溶解氧在水體深入方向能夠以一個較為均勻的方式分布，在實驗初期，圖1的相關結果也證實，在實驗的24h內，水體DO水平的分布方式并不均勻；而隨著實驗的深入，當水體底泥對溶解氧的消耗逐漸飽和之后，會讓水體底部的環境處于一個相對穩定的狀態，加快水體的改善。這一結果說明，在河流生態修復過程中，注意對底泥的處理具有重要意義。

（2）水動力條件。水動力條件也是影響純氧曝氣法效果的重要因素，本次實驗過程中發現，在實驗過程中，河流表層的DO水平情況要明顯優于底層水體，尤其是接近于河流底部的位置，這一點表現的更加明顯。這一結果證實，河流的水動力條件影響DO分布，由于河流的中下層水平流速相對緩慢，因此其DO水平要明顯低于上層水平。

4 結論

純氧曝氣法在快速消除河流黑臭中發揮著重要作用，其效果穩定、見效時間短，因此能夠在更多地區做進一步推廣。在應用這個技術過程中，必須要充分認識到水動力條件、河流底泥等因素的影響，為進一步提供河流凈化效果奠定基礎。

參考文獻：

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