周杰，章永泰，楊賢智
(上海佛欣愛建河道治理有限公司，上海200031)

　　摘 要：介紹了FOXIN多功能水質(zhì)凈化船工藝，應(yīng)用河流曝氣復(fù)氧技術(shù)，適量投加FOXIN生物菌群，可使河水迅速消除黑臭，恢復(fù)到景觀水的功能。運(yùn)行結(jié)果表明，該工藝具有設(shè)備簡單、機(jī)動靈活、安全可靠、投資省、對水生生態(tài)不產(chǎn)生任何危害等優(yōu)點，非常適合于城市景觀河道和微污染源水的治理。
　　關(guān)鍵詞：河道曝氣復(fù)氧；曝氣船；溶解氧；消除黑臭
　　中圖分類號：X522
　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：C
　　文章編號：1000-4602(2001)04-0047-03

　　目前我國七大江河流域都已經(jīng)受到不同程度的污染，特別是在全國138個城市河段中，流經(jīng)繁華區(qū)域的絕大部分也受到不同程度的污染，其中低于國家《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中V類水體的占38%。如何盡快解決城市河流的黑臭問題已成為城市環(huán)境工作的當(dāng)務(wù)之急。
對河流水體進(jìn)行人工曝氣復(fù)氧研究在國外已經(jīng)開展了20多年，在水質(zhì)凈化工作中占有重要位置。部分歐美國家的成功經(jīng)驗和我國已經(jīng)開展的一些試驗結(jié)果表明：人工曝氣復(fù)氧是治理河流污染的一種有效的工程措施。近年來在北京、上海等城市進(jìn)行了一定規(guī)模的河道人工曝氣復(fù)氧試驗，如張明旭等對蘇州河進(jìn)行的實驗室人工曝氣復(fù)氧研究和動力學(xué)分析結(jié)果表明：即使嚴(yán)重黑臭的水體，在有氧條件下20h后臭味基本消除，水體顏色明顯改觀，CODCr、BOD₅都有大幅度(30%～50%)降低。通過復(fù)氧，可以使天然水體逐步恢復(fù)自然的生態(tài)功能，最終達(dá)到消除黑臭污染的目的。

　　1　FOXIN多功能水質(zhì)凈化船工藝

　　FOXIN多功能水質(zhì)凈化船是將人工曝氣復(fù)氧、投加菌種、接觸氧化等設(shè)施安裝于一體的水質(zhì)凈化設(shè)備，其充氧系統(tǒng)主要由安裝在船上的FOXIN純氧—混流增氧系統(tǒng)構(gòu)成，包括供氧系統(tǒng)、水泵、混流裝置、噴嘴及相應(yīng)的監(jiān)測、計量裝置、控制系統(tǒng)。其工作原理為：由兩臺水泵分別從充氧船前部、兩舷下部抽取未充氧河水，加壓水經(jīng)過文氏管時注入氧氣，通過(包括文氏管在內(nèi))混流增氧裝置強(qiáng)烈的紊流混合作用，將氧氣充分溶解于水中。經(jīng)混流裝置增氧后的水從設(shè)置在船的兩舷后部水面以下的噴嘴噴出，并借助于螺旋槳推出的強(qiáng)烈紊動的水流，進(jìn)一步增強(qiáng)氧在水中的溶解效果，提高充氧效率。
　　充氧船可以在行進(jìn)中進(jìn)行充氧操作，亦可以在停泊時進(jìn)行充氧操作。充氧操作由駕駛員通過駕駛臺進(jìn)行控制，純氧補(bǔ)給通過液氧運(yùn)輸槽車在碼頭上進(jìn)行。
為測試FOXIN純氧—混流增氧系統(tǒng)的氧利用率，建設(shè)部給排水設(shè)備產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心在250 m³(深4.5m)的清水池中進(jìn)行了現(xiàn)場測試，測試結(jié)果由式(1)計算：
　　　　ε＝qc／q×100%　　　　　　　　　(1)
　　式中ε ——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)、充氧器的氧利用率(水深為3.5 m)，%
　　　　qc——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)、充氧器的充氧能力，kg/h
　　　　q——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)、充氧器的充氧量，m³/h
　　　　q按式(2)計算：
　　　　q=（q_bP_bT_a）_／（T_b·P）　　　　　　　　　　(2)
　　式中Pb ——氣體的絕對壓力，MPa
　　　　Tb——氣體的絕對溫度，K
　　　　P——0.1MPa
　　　　Ta——標(biāo)準(zhǔn)溫度，293K
　　　　qb——氧氣的實際流量，m³/h
　　充氧時轉(zhuǎn)子流量計計量條件與刻度標(biāo)定條件之差按式(3)計算：
　　　　q_b＝q_b0（P_b0·T_bP_b·T_b0）^0.5　　　　(3)
　式中q_b0——轉(zhuǎn)子流量計的刻度流量，m³/h
　　　　P_b0——刻度標(biāo)定時氣體的絕對壓力，0.1MPa
　　　　T_b0——刻度標(biāo)定時氣體的絕對溫度，293K
　　經(jīng)計算，該裝置氧的利用率為82%(3.5 m的水深)。
　　FOXIN工藝裝置圖見圖1。

　　2　工程實例

　　浦東新區(qū)整治河道辦公室通過公開招標(biāo)，最后選定上海佛欣愛建河道治理有限公司提出的治理方案，即首先投加FOXIN生物菌群以強(qiáng)化有機(jī)物降解，接著采用了FOXIN多功能水質(zhì)凈化船，進(jìn)行大面積、大幅度的地毯式河道曝氣復(fù)氧。僅用了45 d就基本上消除了張家浜的黑臭，并在一年時間內(nèi)保持了張家浜的水質(zhì)達(dá)到景觀用水的目標(biāo)，即符合國家《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中V類水體的標(biāo)準(zhǔn)。
　　張家浜河床斷面約為96m²，治理長度為3km，水體總?cè)萘考s23.33×10⁴m³。參與的曝氣復(fù)氧船以3艘計，每艘船的充氧能力為15kgO₂/h，以平均運(yùn)行6h/d，則供氧量為270kgO₂/d。
　　經(jīng)過曝氣復(fù)氧后，張家浜水體的溶解氧基本維持在7 mg/L左右(見圖2)，CODCr基本維持在25 mg/L左右(見圖3)，BOD5基本維持在7 mg/L左右(見圖4)，NH3-N基本維持在1 mg/L左右(見圖5)，TP基本維持在0.1 mg/L左右(見圖6)。

　　在曝氣復(fù)氧連續(xù)運(yùn)行的一年中，整個FOXIN曝氣復(fù)氧裝置運(yùn)行正常，管理也十分方便。因充氧機(jī)兼作推進(jìn)器，船在運(yùn)行中無其他動力裝置，所以能耗也較省。

　　3　討論

　　①人工曝氣復(fù)氧對即時消除河道水質(zhì)黑臭效果良好，是治理河道水質(zhì)黑臭的一種好方法，且無二次污染。
　?、谠趯嵤┖拥廊斯て貧鈴?fù)氧時，適當(dāng)?shù)靥砑右欢康纳锞海芗涌煊袡C(jī)污染物和氨氮的分解。
　　③FOXIN多功能水質(zhì)凈化船(FOXIN工藝)在治理江河湖庫的水質(zhì)污染時，具有機(jī)動靈活、操作方便、投資少、效果好的優(yōu)點，對消除水質(zhì)黑臭、抑制藻類的生長繁殖有良好的效果。
　?、茉谥卫斫雍煳廴緯r，F(xiàn)OXIN工藝可因地制宜地采用移動式空氣曝氣和純氧曝氣的方法，同時還可采用一些生化加物化的方法，以達(dá)到盡快使水體清潔的目標(biāo)。

　　參考文獻(xiàn)：
［1］傅國偉.河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型及其模擬計算［M］.北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，1987.
［2］陳呂軍，錢易.氧化溝水平軸曝氣機(jī)性能指標(biāo)研究［M］.北京：清華大學(xué)出版社，1995.
［3］高廷耀，顧國維.水污染控制工程(下冊)［M］.北京：高等教育出版社，1999.

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收稿日期：2001-02-06