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城市黑臭污染河道底泥该怎么治理?

来源:www.china-knw.com         发布时间:2020-10-16

      城市人口的不断增长,导致各种环境问题越来越明显。从城市污染河道的角度分析,虽然我国一直加大对城市河道的治理,但是效果并不明显。城市污染河道不仅影响整个城市的市容市貌,同时对居民生活也有一定影响。与其他河道不同,城市河道的水流比较缓慢,底泥淤积比较严重,想要治理不仅需要耗费大量的人力、物力与财力,还需要有丰富的经验、一定的技术。城市污染河道由于存在上覆水体和底泥,因此在治理的过程中需要采取多种治理措施。目前比较主要的是采用曝气和生物修复等方式。

曝气对城市污染河道黑臭底泥的影响

       ①不同曝气方式对城市污染河道黑臭底泥的影响。在不同的曝气时间下,曝气方式会对黑臭底泥产生性质上的影响。曝气时间长,会直接影响到底泥颜色和气味的改变。这种现象的发生主要是因为城市污染河道底泥会发臭就是因为整个底泥缺氧。通过采用曝气的方式帮助整个底泥系统充氧,有利于耗氧物质的分解,从而能够改善底泥环境、阻止致黑物质的产生,从而产生良好的修复效果。通过曝气能够使得河道中的表层底泥与上覆水混合,在完成曝气之后泥水混合物会再次沉降,但是这个过程中含水率会下降,只有底泥含水率较高才能够保证氧气的传递。

       ②由于曝气时间和曝气方式会对黑臭底泥产生明显的影响,从氮素的角度分析,在曝气的过程中,表层底泥悬浮后底层底泥能够与上覆水和表层底泥发生氮素的转化与迁移。从对无机氮的角度,曝气能够促进无机氮的降低,这与硝化作用有关。而从有机氮的角度分析,曝气会使得间隙水和底泥的有机氮升高。

       ③通过对黑臭底泥进行曝气处理,能够减少水体中的氮素含量,有效改善水体富营养化的状态,从而对改善水质有一定积极意义。底泥曝气使得有机质分解,对降低整个泥水系统中的有机负荷有良好效果,形成一个良好的良性循环,从而对底泥的内源氮产生一个良好的去除效果。底泥的曝气使得无机氮的含量减少,有机氮浓度增加。从理化性质的角度分析,当含水率升高,氧分子的活动就更加明显,就能够促进各种形态氮的转化。由于河道表层间隙水无机氮与亚铁之间存在紧密关系,亚铁存在量的多少能够反映出底泥的环境情况,亚铁多,说明具有硝化反应。亚铁低,无机氮发生变化,硝化反应存在。

       总结性认为,通过采用对底泥曝气的方式其改善黑臭底泥的理化性质和内源氮的影响明显于上覆水曝气方式,底泥曝气能够十分明显且迅速的消除黑臭现象,并且表现出良好的生态应用价值。加上底泥曝气能够有效促进内源氮和分解有机质,有效改善黑臭现象。

常见机械曝气方式

       20世纪60年代起, 曝气技术逐渐应用于河道治理,国内外河道曝气复氧技术主要有以下几种:

       微孔曝气:由鼓风机和微孔布气管组成的鼓风曝气系统,氧转移速率高,施工精度要求高,维修较困难,受潮汐河流水位影响,占地面积较大,运行噪声较大,投资较大。


河道微孔曝气

        纯氧曝气:可以分为两种形式:纯氧一微孔布气曝气系统和纯氧一混流增氧系统, 氧转移效率高,占地面积小,系统运行可靠、无噪音,安装方便不易堵塞。


yanpurt纯氧涡旋曝气系统

       叶轮吸气推流式曝气:叶轮吸气推流式曝气器是使用较多的充氧设备之一,有轴向流液下曝气器和复叶推流式曝气器两种曝气器。安装方便,受水位影响较小,占地少,维修简单方便,叶轮易被堵塞缠绕,影响航运, 可能会形成一些泡沫,影响美观。

叶轮式增氧机

        射流曝气:射流曝气器混合搅拌作用强,具有较高的充氧能力、氧利用率和氧动力转移效率,构造简单、工作可靠、不易堵塞、易维修管理。

射流式增氧机

生物修复对城市污染河道黑臭底泥的影响


       ①不同生物量的苦草对黑臭底泥的影响。有相关研究发现从底泥的Eh分析,当生物量越大,底泥的Eh升高十分明显。分析对底泥p H的影响,由于苦草在生长的期间会分泌出有机酸等物质,因此影响到底泥的p H。

       ②苦草对黑臭底泥中的亚铁、Eh、表层p H、底层p H、含水率、烧失率都存在一定影响,亚铁降低,Eh升高,是因为苦草的根系存在的泌氧作用会显著影响到底泥的氧化还原反应,从而对改善黑臭底泥的环境有良好作用,加上苦草的生物量不断增加,在这种根部迅速增长的态势下泌氧功能也更强,同时结合光合作用使得表层的Eh升高。而p H的变化,主要是因为水生植物在生长期间会分泌出有机酸,因此改变了p H值。当苦草根系进入到底泥后,含水率就会受到影响,有利于促进溶解氧和有机物等物质的迁移和转化。烧失率的下降反映出底泥有机质的含量变化,这可能与植物分泌有机酸有关。

       ③Eh、p H和生物量三者之间的关系,发现当生物量逐渐增加,表层底泥的Eh会升高,而p H则会下降,说明苦草对周围的微环境产生了一定影响。当苦草的生物量增加,泌氧功能的存在势必会导致Eh的升高,而苦草根系分泌的有机酸等物质导致p H下降。

       硫化亚铁是底泥主要的致黑物质,而厌氧环境是亚铁生成的必要条件,而苦草根系的泌氧功能能够改善溶氧微环境,苦草能够产生氧气,同时通过叶片的光合作用产生氧气,使得亚铁被氧化去除,呈现出原本的黄褐色,实现底泥颜色的改变。由于黄褐色底泥无恶臭的发生,说明苦草不仅能够改善底泥的颜色,还能够去除致臭物质。苦草的介入使得底泥性状发生改变,能够显著的改善底泥的还原环境,从而阻止了恶臭发生的外部条件,有效改善恶臭的发生。

另外苦草还能够改善黑臭底泥的致密程度。一般情况下,城市河道的表层底泥一般是流动状、稀疏状,加上水流的影响,并不利于植物的生长。苦草的生长会吸收水分,当根系周围的水分被吸收,从而降低了底泥的含水率,而含水率能够侧面反映出底泥的致密程度。上述讲到亚铁生成黄色铁氧复合物的过程中也会消耗水,再次促进含水率的下降,因此苦草的存在大大加快了水分的消耗,根系在发展的过程中也会促进致密程度的增加。

结语

       对城市河道黑臭底泥采用底泥曝气和生物修复的方式能够达到良好的改善效果。两者的结合都能够明显的改善黑臭现象。城市在发展的过程中在一定程度上都会出现环境问题,因此在治理城市河道黑臭底泥时需要重点从居民需求与绿色发展两个角度出发,真正实现对黑臭底泥的处理,真正实现可持续发展。