超微細氣泡如何用于河湖生態修復

     隨著經濟現代化進程的快速發展，我國城鎮化進程已進入快速發展中，然而在多年的城鎮化建設中，對城鎮的自然要素的漠視，特別是對城鎮河流水環境的漠視，使城鎮居民生活環境質量下降比較嚴重。根據我國十四五規劃工作報告中明確指出的“基本消除重污染天氣和城市黑臭水體”工作內容，全國各地積極響應。各級政府依靠源頭根治、工程防治、依法嚴治、全民群治，全力抓好水環境綜合整治工作，大力推行“一河一策”治理，通過對癥下藥，全面推進剿滅劣Ⅴ類及黑臭水體工作。基本消滅劣Ⅴ類水體后，希望實現城鎮河道在現有水質基礎上提升一個類別以上，水環境質量得到進一步明顯好轉。

一、幾種常規治理方法及其局限性

     1、清淤與底泥 

     清淤是清除內源污染的措施之一。其方法主要有兩種，一種是抽干湖河水后使水體底泥裸露出來沖挖淤泥，另一種是用水力清淤設備利用高壓水槍沖刷河床中的淤泥，然后通過泥漿泵的絞吸、抽吸等作用將懸浮起來的淤泥吸入直接從水中清除游泥，常用的工具是挖泥船。 

表面上看，清淤改善水體速度快、清除污染物徹底，但是該途徑存在極大的生態風險性，破壞水體原有生態，且從水底清除的大量底泥無處存放，轉移至陸地后易產生二次污染。所以國外環保界對此途徑多持慎重態度，即使采用清淤的途徑來治理水體，也需要開展徹底的環境影響評價，對可能造成的環境影響提出相應對策。 

     2、補水及換水

     即通過從水庫或其他優質水源調水至污染水體進行簡單的物理置換來達到快速遷移、稀釋污染物的目的。首先，這種途徑沒有從根本上切斷污染源，因而不是長效的治理方法；其次，我國的淡水資源極為有限，優質的淡水資源要用來優先保障人民群眾的生活用水需求，顯然，靠補水及換水來治理大規模水體不是可取的途徑。

     3、化學藥劑 

     使用藥劑可以通過物理法使污染物快速絮凝、沉淀，或者通過化學法使污染物降解或者通過化學反應從水中析出、沉淀。這類方法的一個共性是見效快但是失效也快，且不可避免的破壞生態環境。所以這類方法只能作為應急使用，而不能應用于大規模水體治理，特別是長效治理。

     4、微生物菌劑 

     向水體中加入微生物菌劑是生態修復的一種方法，但是該種方法成本高昂，且引入外來菌種產生內在的矛盾：如果該菌種不適應新的環境，則很難發揮作用，特別是實現長效治理的目的；如果該菌種適應新的環境迅速繁殖，對原生態的微生物環境又可能產生很大的破壞。因此，與引入外來微生物菌劑相比，改善土著微生物環境、依靠底泥及水體中的土著微生物來治理水體是更可取的途徑。

     5、常規曝氣增氧技術 

     依靠曝氣增氧提高水體溶解氧濃度是水環境治理和水生態修復的重要途徑。但是常規的曝氣增氧技術很難將氧氣傳送至底泥上方，即使直接在底泥上方曝氣，氧氣也會以氣泡的形式上浮甚至溢出水面，不能在底泥上方形成覆蓋底泥的一層有高溶解氧濃度的滯水層，而底泥及直接接觸底泥的水層恰恰是最缺乏氧氣的區域，因此常規曝氣技術對底泥修復能力非常有限，因而對整個水體的修復能力也非常有限。

二、使用超微細氣泡進行河湖生態修復的作用及優勢

     超微細氣泡是直徑小于1000nm的氣泡，具有氣泡密度高（內壓達3~30bar、電位-40~-100mV）、均質提升溶解氧（上浮1m＞21天、存在時間＞90天）、強氧化分解污染物（氣泡壓壞效應、生成大量· OH）等特性。超微細氣泡技術應用于廢水處理中，可以簡化處理工藝，降低投資成本，并且可以跟臭氧、MBR等傳統工藝進行耦合，無需或大幅減少藥劑使用，節約能耗成本，是一種新型的高效水處理技術。 

     超微細氣泡對河湖生態修復的作用：富含超微細氣泡的水體對水中的動植物及微生物的生物活性都具有一定的促進作用。向水體中通入超微細氣泡可不斷向水中補充活性氧，從而促進水中生物的新陳代謝，加速其對水體及地泥中污染物的降解，實現河流湖泊的生態修復。

     超微細氣泡對河湖生態修復的優勢：超微細氣泡與普通氣泡相比尺寸更小，比表面積更大，極大的增加了氣泡與水體的接觸面積。超微細氣泡還具有溶解氧濃度高、傳質性能好等優勢，氣泡破裂還能產生大量具有強氧化性的羥基自由基，從而達到分解難降解有機物、吸附水體中懸浮物的目的。

     “超微細氣泡”生態修復技術是根據河流受到污染后缺氧的特點，人工向水體中充入大量超微細氣泡，氣泡直徑在0至1000納米之間。該種氣泡具有密度高、均質提升溶解氧、強氧化分解污染物（氣泡壓壞效應，生成大量·OH）等特點，可實現以下效果：抑制綠藻，分解淤泥，消除水體惡臭，提升水底溶解氧，激活微生物和動植物，強氧化分解污染物（COD、氨氮、總磷等）。在不添加任何藥劑的情況下，恢復河道自凈能力，實現河道生態修復，做到真正的“以水治水”。該技術目前在日本、美國等國家快速推廣應用，是一種前沿的超高效水質凈化技術。

三、原位水質提升一體機

     在技術的應用上，長凈環保自主開發的原位水質提升一體機來治理河湖生態污染。依托超微細氣泡存留時間長、均質提升溶解氧、強氧化分解污染物（COD、NH3-N、TP、TN）等特性，以水治水，恢復河湖自凈能力，實現水質達標和生態修復的目的。
 

     1、 基本功能方面

     (1) 均質提升溶解氧；

     (2) 抑制綠藻；

     (3) 消除惡臭；

     (4) 降解水中污染物（COD、氨氮、總磷等）；

     (5) 消解有害淤泥；

     (6) 原位水質提升達標；

     (7) 激活水中微生物與動植物，恢復生態圈；

     (8) 持續改善生態環境，恢復生態自凈能力。

     2、 控制功能方面

     我司設備搭載云端物聯網模塊，遠程即可進行操控設備運行狀態，包含以下內容：

     (1) 遠程控制設備啟停；

     (2) 定時自動啟停。

     3、 保護功能方面

     防止設備損壞，影響提升水質狀況，我司在設備內部設置多項電路保護措施及配合云端物聯網模塊上的數據分析，確保設備運行正常，此方面包含以下功能：

     (1) 低液位自動停機；

     (2) 低流量自動停機；

     (3) 過載保護；

     (4) 漏電保護；

     (5) 缺項保護。

     4、 監控及報警功能

     為及時、準確了解設備運行狀況，設備內部的云端物聯網模塊對設備運行數據（流量、壓力）進行及時分析統計，便于維護人員對設備情況的了解。除此之外，水質狀況（ORP、TDS、DO）也可實時檢測，通過水質狀況的分析，設備可進行自動啟停，并且也可通過數據分析河道內部是否有污染源排入，為了解河道狀況提供及時性的數據，此方面包含以下功能：

     (1) 流量、壓力實時監控及報警；

     (2) ORP、TDS、DO實時監控及報警；

     (3) 在線視頻實時監控及報警；

     (4) 天氣數據實時監控及報警。

5、 數據化功能

     由于設備內部搭載先進的云端物聯網系統，可儲存大量數據，每5分鐘記錄一次設備運行數據及水質狀況數據，對于過往數據分析起到至關性作用。數據記錄包含以下內容：

     (1) 設備運行方面：設備流量、壓力、電耗及處理水量實時數據；

     (2) 水質方面：ORP、TDS、DO實時數據。