曝氣治理黑臭水體污染物及黑臭底泥效果研究

王建芹

(上海宏波工程咨詢管理有限公司，上海 200000)

0 引言

“城市黑臭水體”是指由于城市污水、工業廢水、農業面源污染等多種因素導致的水體污染現象[1-3]。黑臭水體不僅對環境造成了嚴重的危害，而且對人們的生活和健康也帶來了很大的威脅。曝氣治理黑臭水體污染物及黑臭底泥效果研究是當前環保領域的熱點問題之一[4-5]。曝氣治理黑臭水體污染物及黑臭底泥效果研究是一項復雜而又重要的工作。在這個過程中，我們需要對黑臭水體產生原因及治理技術方案進行深入研究，以便更好地解決這個問題[6]。為了更好地解決城市黑臭水體問題，生態環境部聯合住房和城鄉建設部制定了《城市黑臭水體治理攻堅戰實施方案》[7]。該方案旨在通過加強監管、加大投入、加強科技創新等多種手段，全面推進城市黑臭水體治理工作[8]。同時，《“十四五”城市黑臭水體整治環境保護行動方案》也已經出臺。這些政策文件為曝氣治理黑臭水體污染物及黑臭底泥效果研究提供了重要的指導意義。曝氣技術通過提供氧氣來刺激水中微生物的生長和代謝，從而降解水中的營養物質。同時，曝氣技術還能改善水體的水動力學條件，促進底泥的氧化分解，從而減輕黑臭底泥的壓力[9]。為探究曝氣治理黑臭水體污染物及黑臭底泥的效果，本文從曝氣量、曝氣間歇時間和曝氣位置三個角度對曝氣治理黑臭水體污染物及黑臭底泥效果進行研究。

1 材料與方法

1.1 實驗設備及臭黑水

本實驗所用的實驗裝置，如圖1所示。裝置底部填充有15cm厚的泥土，實驗裝置的高度可調節，最低40cm最高70cm，裝置的直徑20cm通過流量計和空氣壓縮機以及繼電器控制入水流量。由于蘆葦根系里的細菌、微生物、細藻和浮游動物可以吸收和過濾水中的有機物質，且蘆葦根系里的吸附劑和離子交換劑可以吸附和去除水中的重金屬離子、磷酸鹽等有害物質，因此本文選擇蘆葦根系用于凈化臭黑水。使用的土壤來自河岸，在進行烘干曬分后，采用電子秤進行土顆粒組成測定發現其中粘粒占1.8%、粉粒占69%、砂粒占29.2%，采用ST2100Ph計測定土體的pH值，根據(LY/T 1237—1999)使用酸式滴定管測定土體中的有機質，根據三氯化六氨合鈷浸提-分光光度法使用TU-1901紫外可見光分光光度計測定陽離子的交換量，根據凱氏法使用酸式滴測定全氮，根據(LY/T 1228—2015)法使用坐式滴定管測定水解性氮，根據(Y/T 1232—2015)法使用TU-1901紫外可見光分光光度計測定全磷和有效磷，土體的理化性質的相關信息見表1。

表1 土體的理化性質

圖1 裝置圖

試驗使用的臭黑水取自某城市內河，通過對該市水樣進行檢測，測得的元素含量見表2。

表2 土體的理化性質

在曝氣量實驗、曝氣間歇時間和曝氣位置實驗的進水中各污染物的初始含量見表3。

表3 各實驗進水時污染物的初始含量

1.2 試驗設計

(1)曝氣量試驗

曝氣量試驗的初始環境為間歇時間為0h，曝氣位置為0.5；在高40cm的設備中進行對照組，并模擬進水；在實驗組的設備中種植蘆葦根系的同時模擬進水，共開展18組實驗，待實驗結束時，根據測定水質中污染物的濃度確定最佳曝氣量。去除率的計算公式如下：

(1)

(2)曝氣間歇時間實驗

曝氣間歇時間實驗的初始環境為曝氣位置為0.5，曝氣量為(1)中的最優曝氣量；在高40cm的設備中進行對照組，并模擬進水；在實驗組的設備中種植蘆葦根系的同時模擬進水，共開展18組實驗，待實驗結束時，根據測定水質中污染物的濃度確定最佳曝氣間歇時間。

(3)曝氣位置實驗

曝氣位置實驗的初始環境，曝氣量為(1)中的最優曝氣量，曝氣間歇時間為(2)中的最優曝氣間歇時間；在高70cm水深50cm的實驗設備中進行對照組，并模擬進水；在實驗組的設備中種植蘆葦根系的同時模擬進水，共開展18組實驗，待實驗結束時，根據測定水質中污染物的濃度確定最佳曝氣位置。

2 結果分析

2.1 曝氣量對常規污染物去除效果的影響

圖2 曝氣量對常規污染物去除效果的影響

2.2 曝氣間歇時間對常規污染物去除效果的影響

圖3 曝氣間歇時間對常規污染物去除效果的影響

2.3 曝位置對常規污染物去除效果的影響

圖4 曝位置對常規污染物去除效果的影響

3 結論

本文通過自制的實驗裝置從曝氣量、曝氣間歇時間和曝氣位置3個角度對曝氣治理黑臭水體污染物及黑臭底泥效果進行研究，得出以下結論。