超微細(xì)氣泡用于黑臭河道治理

     城市河流“黑臭”現(xiàn)象是一種生物化學(xué)現(xiàn)象，是水中有機(jī)質(zhì)在分解過(guò)程中將消耗大量氧氣致使水域呈缺氧狀態(tài)。城市河道黑臭現(xiàn)象不僅破壞了河流生態(tài)系統(tǒng)，損害城市景觀，還嚴(yán)重影響周邊居民的生活和衛(wèi)生健康。隨著水環(huán)境治理的深入，黑臭水體的整治成為改善城市人居環(huán)境工作的重要內(nèi)容。

     一、黑臭水體又是怎樣形成的

     當(dāng)水中有大量有機(jī)污染物及含磷化合物時(shí)，其降解過(guò)程會(huì)使水中的溶解氧（DO）迅速下降，甚至消耗殆盡而出現(xiàn)無(wú)氧狀態(tài)，有機(jī)物的分解便從有氧分解轉(zhuǎn)為厭氧分解。 細(xì)菌厭氧分解產(chǎn)生的二價(jià)硫（S2-）和鐵（Fe2+）會(huì)形成硫化亞鐵（FeS），硫化亞鐵的沉淀造成黑色沉積。

     厭氧菌作用下，底泥中的沉積物產(chǎn)生 CH4、N2、H2S 等氣體在上升過(guò)程攜帶污泥進(jìn)入水面，使水體發(fā)黑；并同時(shí)產(chǎn)生有臭味的胺類、硫化氫以及具有特殊惡臭的硫醇和異茨醇類物質(zhì)，導(dǎo)致黑臭現(xiàn)象。 

     厭氧環(huán)境會(huì)引起水生植物的枯萎，使水生根傳輸氧氣的能力大大減弱，進(jìn)一步加重了水體的缺氧程度；同時(shí)厭氧環(huán)境還會(huì)抑制水生根區(qū)周圍微生物的吸附 和降解污染物的能力，將最終導(dǎo)致生態(tài)凈化能力的喪失。

     二、怎么改善黑臭水體

     黑臭水體是水中溶解氧長(zhǎng)期得不到有效補(bǔ)充導(dǎo)致的，天然水體依靠大氣復(fù)氧與水生生物光合作用復(fù)氧來(lái)維持水中溶氧量；黑臭水體的水生生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞，無(wú)法自行恢復(fù)。 

我們可以通過(guò)人工曝氣增氧，加速水體的復(fù)氧過(guò)程，迅速氧化有機(jī)物厭氧降解時(shí)產(chǎn)生的 H2S，阻止FeS等致黑致臭物質(zhì)的產(chǎn)生，可有效地改善或緩解黑臭現(xiàn)象。

     在溶解氧充足的情況下，水中污染物分解不會(huì)產(chǎn)生H2S，也不會(huì)使底泥上浮，減少內(nèi)源污染，解決黑臭問(wèn)題。并且可以構(gòu)建各類微生物和水生生物生存的環(huán)境，恢復(fù)生態(tài)自凈功能。

     三、超微細(xì)氣泡與傳統(tǒng)曝氣的區(qū)別

     傳統(tǒng)曝氣有多種形式，但由于氣泡大小的限制，其本質(zhì)是一樣的，均存在氧氣利用率低，傳質(zhì)效率低，能耗高等缺點(diǎn)。而且曝氣系統(tǒng)管路復(fù)雜，水下設(shè)備安裝復(fù)雜，需要考慮水深、水體、水體底質(zhì)、流速等諸多參數(shù)。對(duì)自然水體有較大擾動(dòng)。

     而使用“超微細(xì)氣泡”生態(tài)修復(fù)技術(shù)，則可以避免這些缺點(diǎn)。超微細(xì)氣泡直徑在0至1000納米之間，該種氣泡具有密度高、均質(zhì)提升溶解氧、強(qiáng)氧化分解污染物（氣泡壓壞效應(yīng)，生成大量·OH）等特點(diǎn)。相比傳統(tǒng)曝氣，超微細(xì)氣泡具有獨(dú)特的物理和化學(xué)性能，它的氣泡內(nèi)壓達(dá)3~30 bar，ζ電位達(dá)-40~-100 mV，濃度高，有效的提高水體溶氧量及氧化還原電位；它上浮速度慢，在水中存在時(shí)間超過(guò)90天，能均質(zhì)提升溶解氧；氣泡會(huì)自己縮小，并在縮小過(guò)程中產(chǎn)生壓壞效應(yīng)，生成大量·OH，強(qiáng)氧化分解污染物。且超微細(xì)氣泡設(shè)備占地小，設(shè)備主體安裝在陸地，水下只有出水口。對(duì)水深、水體、水體低質(zhì)、流速?zèng)]有特殊要求，對(duì)水體表面無(wú)干擾。

     除了消除黑臭，“超微細(xì)氣泡”生態(tài)修復(fù)技術(shù)還可實(shí)現(xiàn)以下效果：抑制綠藻，分解淤泥，激活微生物和動(dòng)植物，強(qiáng)氧化分解污染物（COD、氨氮、總磷等）。在不添加任何藥劑的情況下，恢復(fù)河道自凈能力，實(shí)現(xiàn)河道生態(tài)修復(fù)，做到真正的“以水治水”。該技術(shù)目前在日本、美國(guó)等國(guó)家快速推廣應(yīng)用，是一種前沿的超高效水質(zhì)凈化技術(shù)。

     四、長(zhǎng)凈原位水質(zhì)提升一體機(jī)

     長(zhǎng)凈原位水質(zhì)提升一體機(jī)是專為河湖原位水質(zhì)提升而開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的設(shè)備，依托超微細(xì)氣泡存留時(shí)間長(zhǎng)、均質(zhì)提升溶解氧、強(qiáng)氧化分解污染物（COD、氨氮、總磷等）特性，以水治水，恢復(fù)河湖自凈能力，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)達(dá)標(biāo)和生態(tài)修復(fù)的目的。

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     五、案例介紹

     如圖所示，織里鎮(zhèn)棲梧港河，河寬約30m，長(zhǎng)度約1km，存在大量淤泥，導(dǎo)致水體常年發(fā)黑發(fā)臭，水體自凈能力弱。2021年開(kāi)始應(yīng)用“超微細(xì)氣泡”生態(tài)修復(fù)技術(shù)，15天后，水質(zhì)情況明顯變好，淤泥大量消解，黑臭消除，該河道逐步恢復(fù)生態(tài)環(huán)境。

     “超微細(xì)氣泡”生態(tài)修復(fù)技術(shù)的日漸成熟，給城市河湖流域帶來(lái)了新的生機(jī)，城市居民的健康和生活也日益有了保障。