【摘 要】本論文介紹了一種在國外河道污染治理中廣泛采用的治理技術(shù)——河道曝氣技術(shù)。探討了此技術(shù)作用的原理，結(jié)合國外的成功經(jīng)驗及我市月河河道曝氣技術(shù)的工程應用，得出此技術(shù)對改善河道水質(zhì)具有明顯作用，尤其對氨氮的處理效果突出。據(jù)此，提出了生態(tài)修復治理嘉興市區(qū)受污染河道的治理理念。
【關(guān)鍵詞】河道曝氣技術(shù)；河道污染控制；生態(tài)修復
1 引言
嘉興市域內(nèi)大小河流湖蕩縱橫相連，河道總長約1.38萬km，水面積約268 km2，河道分布密度為3.5km/km2，總長959km，水面積42.22km2。
根據(jù)2010年嘉興市環(huán)境保護監(jiān)測站對遍布全市的64個地表水監(jiān)測斷面的水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果，僅4個斷面水質(zhì)滿足功能區(qū)類別要求（以河網(wǎng)常規(guī)斷面評判），IV類及以上水質(zhì)斷面超過80%[1]。水監(jiān)測斷面水質(zhì)的主要超標項目有溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮和總磷。由此可見，嘉興市河道水質(zhì)狀況不容樂觀，如何采取有效治理措施將這些被污染的水體治清，使之達到功能區(qū)類別要求是當前環(huán)境保護工作的一項迫切任務。本文將介紹一種在國外河道污染治理中廣泛采用的治理技術(shù)——河道曝氣技術(shù)。
2 河道曝氣技術(shù)簡介
2.1 河道曝氣技術(shù)的發(fā)展
隨著社會發(fā)展和生活水平的提高，世界各國的河流水質(zhì)都面臨著來自工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活等方面的不同程度的污染。因此，從五六十年代起，英、德、美等發(fā)達國家就開始考慮解決日益嚴重的河道污染問題。其中，河道曝氣技術(shù)作為一種投資少、見效快的河流污染治理技術(shù)，在很多國家被優(yōu)先采用。
2.2 河道曝氣技術(shù)的基本原理
河水中溶解氧的含量是反映水體污染狀態(tài)的一個重要指標，是維持水中生物生存及保持河湖對污染物凈化能力的重要因素， 當水中溶解氧<2 mg/L 時， 水生生物的生存受到影響； 當水中溶解氧<1 mg/L 時， 水生生物會大量死亡。受污染水體溶解氧濃度變化的過程反映了河流的自凈過程。污染嚴重的河道水體由于耗氧量大于水體的自然復氧量， 溶解氧很低， 甚至處于缺氧（或厭氧）狀態(tài)。河道曝氣技術(shù)是根據(jù)河流受到污染后缺氧的特點，人工向水體中充入空氣或 氧氣，加速水體復氧過程，以提高水體的溶解氧水平，恢復和增強水體中好氧微生物的活力，使水體中的污染物質(zhì)得以凈化，從而改善河流的水質(zhì)。
2.3 河道曝氣技術(shù)應用與分類
根據(jù)國外的河道曝氣實踐[2]， 河道曝氣一般應用在以下兩種情況：第一種是在污水截流管道和污水處理廠建成之前， 為解決河道水體的有機污染問題而進行人工充氧； 第二種是在已經(jīng)經(jīng)過治理的河道中設立人工曝氣裝置作為對付突發(fā)性河道污染（如暴雨溢流、企業(yè)突發(fā)事故排放等）的應急措施。另外，在夏季，因水溫較高，有機物降解速率和耗氧速率加快，也可能造成水體的溶解氧降低。以上兩種情況發(fā)生后，進行河道曝氣復氧是恢復河道的生態(tài)環(huán)境和自凈能力的有效措施。
河道曝氣復氧一般采用固定式充氧站和移動式充氧平臺兩種形式。固定式?jīng)_氧站是在需要曝氣增氧的河段上安裝的固定的曝氣裝置。當需要長期曝氣復氧，且曝氣河段有航運功能要求或有景觀功能要求時采用固定式充氧站。移動式充氧平臺就是在需要曝氣增氧的河段上設置的不影響河道航運功能，并且可以自由移動的曝氣增氧設施。國外報道較多的是曝氣船。這種曝氣形式的突出優(yōu)點，是可以根據(jù)曝氣河道水質(zhì)改善的程度，機動靈活地調(diào)整曝氣船的運行，從而達到經(jīng)濟、高效的目的。
2.4 國內(nèi)外河道曝氣技術(shù)治理河道的工程實踐
由于河道曝氣復氧工程的良好效果和相對較低的投資與運行成本費用， 成為一些發(fā)達國家在中小型污染河道乃至港灣和湖泊水體污染治理中經(jīng)常采用的方法。雖然河道曝氣在國外已經(jīng)開展了20多年，在我國，尚未在河道大規(guī)模綜合治理中應用過。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：人工曝氣復氧是治理河流污染的一種有效的工程措施[3]。
蘇州河河道曝氣復氧一期工程[4]，經(jīng)治理后，蘇州河生態(tài)系統(tǒng)逐步改善，隨著水質(zhì)的好轉(zhuǎn)， 生態(tài)系統(tǒng)同步改善。水生生物種類和底棲動物生物量不斷增加，水體的生物毒性下降， 水中開始有魚；德國柏林teltow運河的純氧曝氣設施[5]，在水溫25℃，水體溶解氧濃度為6.3mg/L 時，純氧曝氣仍可使水體溶解氧濃度提高1.5mg/L；釜山港灣曝氣設施[6]治理效果顯示，曝氣能夠有效地改善水縈江河口快艇區(qū)域的水質(zhì)，可以增加DO、削減COD、改善透明度、消除臭味。
3 高效去氨氮原因分析
河道曝氣復氧對消除水體黑臭、促進河道水生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展具有良好效果，其原理是水體中的溶解氧與黑臭物質(zhì)（如H2S、FeS等）之間發(fā)生了氧化還原反應，且具有反應速率快的特點。由于黑臭物質(zhì)（還原物）的耗氧量是化學耗氧量的一部分，這部分物質(zhì)的去除亦可降低水體的化學耗氧量。同時，河道充氧可以使處于厭氧狀態(tài)的較松散的表層底泥轉(zhuǎn)變?yōu)楹醚鯛顟B(tài)的較密實的表層底泥， 因而可能減緩深層底泥中污染物向上復水體的擴散。水體曝氣復氧有助于加快恢復黑臭狀態(tài)的河道正常的水生態(tài)系統(tǒng)。
4討論與建議
在“十五”、“十一五”期間整治的90條96段，長205公里的市區(qū)河道中，主要整治措施還是截污納管、生活污水處理和底泥疏浚等傳統(tǒng)措施。有關(guān)河道的截污納管、沿河兩岸的生活污水處理、河道的有關(guān)規(guī)劃如景觀設計、文化挖掘、旅游開發(fā)、土地開發(fā)等的力度都在加大，但通過水生態(tài)修復技術(shù)來改善水質(zhì)的相關(guān)技術(shù)研究與應用還沒有新的進展。
鑒此，本論文從環(huán)境保護角度出發(fā)結(jié)合該技術(shù)提出以下幾點河道治理理念。
（1）在使用傳統(tǒng)措施治理河道污染的基礎上，為使河道的水質(zhì)達到水體功能區(qū)要求，選擇河道曝氣水生態(tài)修復措施來進一步凈化水體；
（2）加強水生態(tài)修復技術(shù)的相關(guān)技術(shù)研究與應用的投入；
（3）制定相關(guān)法律法規(guī)，在污染相對比較嚴重的工業(yè)園區(qū)內(nèi)的河道，可以借鑒“流域管理與區(qū)域管理相結(jié)合”的模式，要求相關(guān)區(qū)域的企業(yè)在保證達標排污的基礎上，通過簽訂相關(guān)合作公約，與政府部門共同治理流經(jīng)園區(qū)內(nèi)的河道。比如在園區(qū)內(nèi)的河道上游安裝固定式河道曝氣裝置，保證流經(jīng)園區(qū)的水質(zhì)污染物濃度不升高；
（4）據(jù)嘉興市環(huán)境保護監(jiān)測站常規(guī)地表水監(jiān)測的數(shù)據(jù)顯示，嘉興市飲用水源地涵養(yǎng)區(qū)地表水溶解氧濃度常年低于5mg/L，對污染物的凈化不利。在水源地涵養(yǎng)區(qū)安裝河道曝氣裝置可以保持河道溶解氧的高水平，進一步凈化涵養(yǎng)區(qū)的水質(zhì)。同時，該裝置亦可作為對付突發(fā)性河道污染事件（如暴雨溢流導致涵養(yǎng)區(qū)水質(zhì)惡化等），恢復河道的生態(tài)環(huán)境和自凈能力的有效措施。
參考文獻：
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[2] 孫從軍，張明旭.河道曝氣技術(shù)在河流污染治理中的應用.工程與技術(shù)（研究報告），2001（4）
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[5] 凌暉等. 純氧曝氣在污水處理和河道復氧中的應用[J]. 中國給水排水，1999，15（8）：49-51
[6] ] Soo-Saeng Kim et al， Analysis of the effect of surface aeration（air-O2）installation on water quality improvement in the estuary of Suyong River，Korea（research report），Environmental Pollution Control Institute，Dong-Ah University，1990.
