分析水環(huán)境治理中的對(duì)比曝氣技術(shù)

與分析水環(huán)境治理中的曝氣技術(shù)相比，我國(guó)水環(huán)境治理技術(shù)主要包括物理技術(shù)、化學(xué)技術(shù)、生物技術(shù)和綜合技術(shù)的應(yīng)用。其中，曝氣充氧技術(shù)是z重要的物理技術(shù)。盡管曝氣是污水處理中非常成熟的技術(shù)和產(chǎn)品，但河道、景觀水體和水庫(kù)等城市地表水體存在面積大、形狀不同、電氣化困難等問(wèn)題。這使得污水處理中曝氣技術(shù)和產(chǎn)品難以應(yīng)用于地表水環(huán)境處理。據(jù)調(diào)查，中國(guó)水環(huán)境管理公司通過(guò)技術(shù)引進(jìn)、研發(fā)，開(kāi)發(fā)出多種適合地表水環(huán)境的曝氣產(chǎn)品，并已成功應(yīng)用于多個(gè)項(xiàng)目。

隨著城市發(fā)展速度的加快，城市水污染已經(jīng)成為一個(gè)突出的問(wèn)題和難以解決的問(wèn)題。城市河流和景觀水體大多為靜態(tài)或封閉的流動(dòng)性差的水體，具有水域面積小、易污染、水環(huán)境容量小、水體自凈能力差、外部污染等特點(diǎn)，容易導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化和黑臭。曝氣技術(shù)增加水中溶解氧，恢復(fù)水環(huán)境，處理水中污染物，是水環(huán)境處理中的一種方法。

曝氣技術(shù)的類型

根據(jù)不同的氣泡尺寸、作用原理和能源，目前工程上應(yīng)用的曝氣技術(shù)和產(chǎn)品主要有三種。一種是微納曝氣機(jī)，通過(guò)氣相和液相的高度分散，產(chǎn)生直徑小于3μm的微納氣泡。微納氣泡具有特殊的物理化學(xué)特性，如存活時(shí)間長(zhǎng)、比表面積大、界面活性高、帶電能量高等。一種是清潔能源曝氣器，如太陽(yáng)能曝氣器、風(fēng)能曝氣器和風(fēng)光曝氣器。這種曝氣器一般使用清潔能源驅(qū)動(dòng)電機(jī)，并使用機(jī)械部件實(shí)現(xiàn)大氣富氧或鼓風(fēng)、氧氣傳輸?shù)取?/p>

酸堿度，作為嘴的基本污水指標(biāo)，必然會(huì)成為供需熱點(diǎn)，這對(duì)于E-1312 pH電極等眾多制造商來(lái)說(shuō)是一大好處。美國(guó)BroadleyJames作為美國(guó)BroadleyJamesE-1312的老牌制造商，必將為中國(guó)的環(huán)境保護(hù)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。我們的pH電極生產(chǎn)美國(guó)經(jīng)久耐用，質(zhì)量可靠，檢測(cè)準(zhǔn)確，廣泛應(yīng)用于環(huán)保污水監(jiān)測(cè)和各級(jí)污水處理工藝中。

一種是推流式曝氣器，可根據(jù)需要在一定區(qū)域內(nèi)形成造流效果，以增強(qiáng)水循環(huán)，還具有曝氣功能。從增氧效果來(lái)看，微納氣泡曝氣器具有良好的增氧效果，但受到作用面積小、功耗大等問(wèn)題的限制。

富氧和曝氣技術(shù)的兩個(gè)理論和產(chǎn)物

目前學(xué)術(shù)界主要有兩種關(guān)于水環(huán)境富氧和曝氣的理論。一個(gè)是“活水”理論，即活水不會(huì)死亡。只要水在流動(dòng)，水體就可以通過(guò)其自凈能力保持相對(duì)較好的水質(zhì)。這一理論已經(jīng)在美國(guó)的曝氣技術(shù)產(chǎn)品中得到很好的應(yīng)用。例如，美國(guó)曝氣器solarbee已廣泛用于河流、水庫(kù)和污水處理廠的曝氣池以及大型自來(lái)水儲(chǔ)罐。目前，該產(chǎn)品已被南京靈仙引進(jìn)消化吸收，并開(kāi)發(fā)了一系列溥儀IPOCH太陽(yáng)能曝氣器。

另一種是尊重自然、不改變水體的生態(tài)環(huán)境理論。這一理論認(rèn)為，自然水體的每一層都有不同的生態(tài)環(huán)境。例如，根據(jù)氧氣的不同，有不同的藻類、微生物、魚類等。在水體中。因此，不能通過(guò)控制水環(huán)境來(lái)破壞自然環(huán)境。該理論已應(yīng)用于日本的曝氣技術(shù)產(chǎn)品。例如，日本納米微泡技術(shù)(NAMOMAZU ultra micro bubble technology)、松江土木工程有限公司和日本土木工程研究所的深層曝氣技術(shù)等。僅通過(guò)物理技術(shù)使底層富含氧氣

大型水庫(kù)和飲用水源，如南京溧水便利水庫(kù)、東莞松山水庫(kù)、北京官?gòu)d水庫(kù)、宜興龍珠水庫(kù)等。采用太陽(yáng)能曝氣器和WEP生態(tài)水環(huán)境恢復(fù)系統(tǒng)，防止水體富營(yíng)養(yǎng)化，改善水質(zhì)。一些富營(yíng)養(yǎng)化湖泊，如太湖、云南滇池、無(wú)錫五里湖，周浦橫河、南京荔灣等黑臭水體，上海豫園、北京北海公園等城市景觀水體，采用曝氣技術(shù)。

曝氣技術(shù)產(chǎn)品的參數(shù)比較

在水環(huán)境處理中，作者認(rèn)為衡量曝氣技術(shù)產(chǎn)品性能的主要參數(shù)是:氧氣輸送、功耗和擴(kuò)散范圍。據(jù)我所知，我們可以比較MBO微納氣泡發(fā)生器、IPOCH太陽(yáng)能曝氣器、OBAO提水太陽(yáng)能曝氣器、WEP生態(tài)水環(huán)境修復(fù)系統(tǒng)和風(fēng)光互補(bǔ)曝氣系統(tǒng)，它們都有技術(shù)并已得到應(yīng)用。

MBO微納氣泡發(fā)生器:日本納米氣泡發(fā)生器技術(shù)，授權(quán)在中國(guó)生產(chǎn)(南京金河)，核心部件從日本進(jìn)口，根據(jù)日本技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在國(guó)內(nèi)組裝生產(chǎn)。

IPOCH太陽(yáng)能曝氣器:美國(guó)SOLARBEE技術(shù)產(chǎn)品在中國(guó)的消化吸收。南京玲已經(jīng)向中國(guó)申請(qǐng)環(huán)保和生產(chǎn)。

OBAO提水太陽(yáng)能曝氣器:技術(shù)原理仍然是美國(guó)SOLARBEE技術(shù)，產(chǎn)于上海和歐洲。

WEP生態(tài)水環(huán)境修復(fù)系統(tǒng):由松江土木工程有限公司和日本土木研究所開(kāi)發(fā)的深層曝氣技術(shù)，授權(quán)江蘇鐘毅水修復(fù)在中國(guó)制造，核心部件從日本進(jìn)口，目前獲得于國(guó)內(nèi)。

風(fēng)光互補(bǔ)曝氣系統(tǒng): 水利工程成果，由環(huán)境保護(hù)部南京環(huán)境保護(hù)研究所開(kāi)發(fā)。技術(shù)原理是傳統(tǒng)鼓風(fēng)曝氣設(shè)備，但使用清潔能源代替電能。

氧氣輸送方面，MBO微納氣泡發(fā)生器zui較高，其次是WEP生態(tài)水環(huán)境恢復(fù)系統(tǒng)和風(fēng)光互補(bǔ)曝氣系統(tǒng)，IPOCH太陽(yáng)能曝氣器和OBAO大氣復(fù)氧提水太陽(yáng)能曝氣器較低。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，MBO微納氣泡發(fā)生器不是曝氣器，而是一種超微氣泡氧化技術(shù)。MBO微納米氣泡發(fā)生器利用超微氣泡帶可充入高表面能的特點(diǎn)，對(duì)水中污染物進(jìn)行開(kāi)環(huán)降解、氧化降解和高溫?zé)峤?，徹底消除黑臭，活化水體，促進(jìn)底泥表面礦化，提高水質(zhì)，增加透明度。研究發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)可將天然水中對(duì)硫磷的水解半衰期從108天縮短至20分鐘。WEP生態(tài)水環(huán)境恢復(fù)系統(tǒng)通過(guò)設(shè)置在陸地上的氧氣發(fā)生器將空氣中的氧氣濃縮成90%以上的高濃度氧氣，然后將高濃度氧氣輸送到設(shè)置在水中的氣液溶解裝置；高濃度溶解氧水在2m厚的水中水平擴(kuò)散，設(shè)備周圍的溶解氧可高達(dá)25mg/l

風(fēng)光互補(bǔ)曝氣系統(tǒng)采用傳統(tǒng)鼓風(fēng)曝氣技術(shù)，供氧能力也達(dá)到4m3O2/h，但氧利用效率遠(yuǎn)低于MBO微納氣泡發(fā)生器和WEP生態(tài)水環(huán)境修復(fù)系統(tǒng)。IPOCH太陽(yáng)能曝氣器和OBAO泵送太陽(yáng)能曝氣器將水從底層泵送到頂層，利用大氣再充氧增加水體中的氧氣，這與污水處理中的轉(zhuǎn)盤曝氣器相似，但充氧能力低于zui的其他技術(shù)產(chǎn)品。

從氧的擴(kuò)散半徑來(lái)看，水環(huán)境保護(hù)區(qū)生態(tài)水環(huán)境恢復(fù)系統(tǒng)在嘴表現(xiàn)良好。高濃度溶解氧以每天200米的速度在水中水平擴(kuò)散。其半徑擴(kuò)散距離可達(dá)1000米以上，惡劣條件下可達(dá)500米。第二個(gè)是IPOCH太陽(yáng)能曝氣器。由于采用了具有水力和機(jī)械原理的機(jī)械設(shè)備，水體的水循環(huán)能力明顯大于OBAO抽水太陽(yáng)能曝氣器，擴(kuò)散半徑約為150m。然而，擴(kuò)散

通過(guò)對(duì)這五種曝氣設(shè)備的對(duì)比研究，發(fā)現(xiàn)大型深水水庫(kù)、飲用水源和湖泊推薦采用WEP生態(tài)水環(huán)境恢復(fù)系統(tǒng)，可通過(guò)底層曝氣或?qū)嶋H需要改善水質(zhì)，防止水體富營(yíng)養(yǎng)化。建議采用MBO微納氣泡發(fā)生器和風(fēng)光互補(bǔ)曝氣系統(tǒng)消除嚴(yán)重污染的黑臭水體中的黑臭，可消除快速的黑臭。在相對(duì)封閉和靜止的城市景觀水體和小湖泊中，可以使用IPOCH太陽(yáng)能曝氣器和OBAO提水太陽(yáng)能曝氣器，這不僅可以通過(guò)曝氣提高水質(zhì)，還可以通過(guò)其水循環(huán)能力防止藍(lán)藻水華。但是，這些曝氣技術(shù)產(chǎn)品可以與生態(tài)修復(fù)技術(shù)相結(jié)合，共同改善水體水質(zhì)。