在經濟快速發(fā)展的現代化背景下,工業(yè)化進程明顯加快,城市居民生活水平明顯提高,隨著市內河道污染問題逐漸嚴重,甚至出現黑臭現象,嚴重影響人們的生活。曝氣技術在國外應用廣泛,需要深入研究曝氣技術,解決水體污染問題。本文介紹了太陽能曝氣機的工作原理和技術參數,采用實際工程比較實驗,利用理論與實際工程相結合的技術路線,探討河道管理。
1工程概況
花園河是鴨綠江在丹東市段的五大支流之一,源于八道溝,進入丹東市匯入鴨綠江。河畔花園是從花園河花園河橋到桃源橋沿岸的居住地,該段屬于花園河中下游,河面寬6~10m,水深1~1.60m,全長1290m,河道呈倒t形。河道設置了污染截止裝置,但由于附近的住宅區(qū),周邊的大眾生活污水和垃圾排入河道,形成了黑臭河道,完全喪失了水體的清潔能力。
2太陽能曝氣機的工作原理和技術參數
2.1太陽能曝氣機的工作原理
太陽能曝氣機主要由泵系統和太陽能動力系統構成(見圖1)。設備工作時,泵系統驅動水體垂直流動,同時在水氣交界面形成水平流動層。經過曝氣機的攪拌作用,可以更好地緩解表層與底部氧含量不平衡的現象,促進河道生物的快速發(fā)展,提高水體的清潔功能。
2.2太陽能曝氣機技術參數
a.整個設備概況。整個設備呈蘑菇形,最寬4.88m,重272.40kg。b.驅動系統。設備采用直流電力供使用無刷電機驅動葉輪旋轉。c.浮筒系統。由三個浮筒按正三角形方式排列,各浮筒安裝有漂浮臂,可垂直調節(jié)浮筒的漂浮狀態(tài)。d.軟管系統。軟管直徑90cm,長1.50m,上部與泵系統相連,下部與引水口相連。e.傳動裝置。主要由電機、葉輪、套筒等組成。其中,電機安裝有可拆卸組件,葉輪控制球形物的擺動狀況,套管用于保護傳動軸和墊片。f.流量。主要干擾水流量為11.20m2/min,周圍感應區(qū)流量為26.30m2/min,整體干擾水流量為37.50m2/min。g.電子控制器。由晶體管和熔斷器組成,兩者相互結合,設置在耐腐蝕設施中。h.錨固方法。用不銹鋼鏈接連接設備和混凝土塊。
3實驗方案
3.1實驗設計和采樣分布
采用太陽能曝氣機作為主要管理設施,在管理開始前,首先進行河道截留處理。在T形三岔路口設置攔水壩,將整段黑臭河段分為治理區(qū)和原區(qū)兩部分,在原區(qū)設置一個采樣點,在治理區(qū)設置三個采樣點,分別編號為Y1、X1、X2、X3,其中三個治理點相隔50m(見圖2)。
3.2對照組可行性驗證
在攔水壩建成后,對檢測點的污染指標進行檢驗,以驗證對照組的合理性(檢測結果見下表)。86由表可知,治理區(qū)與原始區(qū)內檢測點各污染指標濃度相近,其指標值均嚴重超標,因此,對比實驗的可行性良好,能充分驗證治理效果。
4研究結果和分析
經過3個月的管理,河道污染狀況明顯改善,各污染指標達到管理目標。
4.1水體內DO和COD的管理結果
管理后,DO含量明顯增加,COD含量明顯減少(見圖3、圖4)。圖3DO濃度變化趨勢圖4COD濃度變化趨勢圖3可知,管理區(qū)內三個檢測點濃度變化趨勢基本相同,X1、X2、X3、Y1、7月中旬檢測濃度分別為4.70mg/L、5.20mg/L、3.70mg/L、0.50mg/L這充分說明了太陽能曝氣機在100m范圍內作用良好,可以充分攪拌水體,有效改善污染現狀。圖4顯示,管理一段時間后,管理區(qū)COD濃度相對原始區(qū)上升。經過分析,太陽能曝氣機攪拌水體,使底部污染物翻到水面上。隨著時間的增加,COD濃度逐漸下降,最終的X1、X2、X3、Y1、7月中旬檢測濃度分別為37mg/L、35.40mg/L、36.20mg/L、95.30mg/L。這種現象是DO濃度增加,水中含氧量增加,微生物降解能力促進,COD濃度下降,達到管理要求。
4.2水體內TP和透明度的管理結果
圖5顯示,隨著時間的推移,TP濃度呈逐漸下降的傾向,最終達到0.20mg/L。分析顯示,水溫上升增強了微生物的活性,在一定范圍內,水溫與TP的去除成為現在的關系。圖6顯示,水體透明度明顯增大,與原始區(qū)相比,管理區(qū)的透明度增加了2倍以上。
4.3管理效果分析
a.太陽能曝氣功能大幅提高DO濃度,加快水體垂直氧含量均勻分布,使管理區(qū)域整體DO平衡。通過近4個月的管理,基本消除了水體的黑臭現象,加強了微生物的活性。b.太陽能曝氣機在上游50m和下游50m以內的處理效果基本相同。充分證明太陽能曝氣功能在較大范圍內處理水體污染現象。c.經過近4個月的管理,太陽能曝氣機大大提高了水體透明度,明顯降低了其他污染評價指標。其中COD、TP濃度分別降至37mg/L、0.20mg/L,有效降低水體污染。d.太陽能曝氣機巧妙地將豎直向與水平向水體流動結合起來,加強了河道底部與水氣交接處水體的對流,使整個處理區(qū)水體內的氧含量均勻分布,為好氧微生物活性提供動力。e.太陽能曝氣機結合先進的太陽能技術,有效節(jié)省了能源,同時將多種污染處理技術相結合,達到較好的治理效果。
5結語
在經濟快速發(fā)展的現代城市,解決河道污染問題迫在眉睫。利用太陽能曝氣技術,對丹東市內花園河花園河橋至桃源橋段進行近4個月的管理,污染問題基本解決,河道生態(tài)基本恢復。太陽能曝氣功能在短時間內改善水質,管理效果達到v級水平。隨著時間的推移,管理效果不能進一步提高。下一步可以結合微生物管理和曝氣技術進行研究,更好地達到預期的管理效果。
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