在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的大背景下，市內(nèi)河道污染問題越來越突出。本文根據(jù)花園河橋至桃源橋工程段進(jìn)行污染管理的實(shí)際工程比較實(shí)驗(yàn)，介紹了太陽能曝氣機(jī)的功能原理，研究分析了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，太陽能曝氣功能在較大范圍內(nèi)進(jìn)行污染管理，有效提高DO濃度，平衡水體內(nèi)氧含量，提高微生物活性的水體中COD和TP含量，有效解決了河道黑臭問題。

在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的現(xiàn)代化背景下，工業(yè)化進(jìn)程明顯加快，城市居民生活水平明顯提高，隨著市內(nèi)河道污染問題逐漸嚴(yán)重，甚至出現(xiàn)黑臭現(xiàn)象，嚴(yán)重影響人們的生活。曝氣技術(shù)在國外應(yīng)用廣泛，需要深入研究曝氣技術(shù)，解決水體污染問題。本文介紹了太陽能曝氣機(jī)的工作原理和技術(shù)參數(shù)，采用實(shí)際工程比較實(shí)驗(yàn)，利用理論與實(shí)際工程相結(jié)合的技術(shù)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(jìn)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(zhǎng)1290m，河道呈倒t形。河道設(shè)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(jī)的工作原理和技術(shù)參數(shù)

2.1太陽能曝氣機(jī)的工作原理

太陽能曝氣機(jī)主要由泵系統(tǒng)和太陽能動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)成(見圖1)。設(shè)備工作時(shí)，泵系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)水體垂直流動(dòng)，同時(shí)在水氣交界面形成水平流動(dòng)層。經(jīng)過曝氣機(jī)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(xiàn)象，促進(jìn)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(jī)技術(shù)參數(shù)

a.整個(gè)設(shè)備概況。整個(gè)設(shè)備呈蘑菇形，最寬4.88m，重272.40kg。b.驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。設(shè)備采用直流電力供使用無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)。c.浮筒系統(tǒng)。由三個(gè)浮筒按正三角形方式排列，各浮筒安裝有漂浮臂，可垂直調(diào)節(jié)浮筒的漂浮狀態(tài)。d.軟管系統(tǒng)。軟管直徑90cm，長(zhǎng)1.50m，上部與泵系統(tǒng)相連，下部與引水口相連。e.傳動(dòng)裝置。主要由電機(jī)、葉輪、套筒等組成。其中，電機(jī)安裝有可拆卸組件，葉輪控制球形物的擺動(dòng)狀況，套管用于保護(hù)傳動(dòng)軸和墊片。f.流量。主要干擾水流量為11.20m2/min，周圍感應(yīng)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(jié)合，設(shè)置在耐腐蝕設(shè)施中。h.錨固方法。用不銹鋼鏈接連接設(shè)備和混凝土塊。

3實(shí)驗(yàn)方案

3.1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和采樣分布

采用太陽能曝氣機(jī)作為主要管理設(shè)施，在管理開始前，首先進(jìn)行河道截留處理。在T形三岔路口設(shè)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(shè)置一個(gè)采樣點(diǎn)，在治理區(qū)設(shè)置三個(gè)采樣點(diǎn)，分別編號(hào)為Y1、X1、X2、X3，其中三個(gè)治理點(diǎn)相隔50m(見圖2)。

3.2對(duì)照組可行性驗(yàn)證

在攔水壩建成后，對(duì)檢測(cè)點(diǎn)的污染指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)，以驗(yàn)證對(duì)照組的合理性(檢測(cè)結(jié)果見下表)。86由表可知，治理區(qū)與原始區(qū)內(nèi)檢測(cè)點(diǎn)各污染指標(biāo)濃度相近，其指標(biāo)值均嚴(yán)重超標(biāo)，因此，對(duì)比實(shí)驗(yàn)的可行性良好，能充分驗(yàn)證治理效果。

4研究結(jié)果和分析

經(jīng)過3個(gè)月的管理，河道污染狀況明顯改善，各污染指標(biāo)達(dá)到管理目標(biāo)。

4.1水體內(nèi)DO和COD的管理結(jié)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(shì)圖4COD濃度變化趨勢(shì)圖3可知，管理區(qū)內(nèi)三個(gè)檢測(cè)點(diǎn)濃度變化趨勢(shì)基本相同，X1、X2、X3、Y1、7月中旬檢測(cè)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(jī)在100m范圍內(nèi)作用良好，可以充分?jǐn)嚢杷�體，有效改善污染現(xiàn)狀。圖4顯示，管理一段時(shí)間后，管理區(qū)COD濃度相對(duì)原始區(qū)上升。經(jīng)過分析，太陽能曝氣機(jī)攪拌水體，使底部污染物翻到水面上。隨著時(shí)間的增加，COD濃度逐漸下降，最終的X1、X2、X3、Y1、7月中旬檢測(cè)濃度分別為37mg/L、35.40mg/L、36.20mg/L、95.30mg/L。這種現(xiàn)象是DO濃度增加，水中含氧量增加，微生物降解能力促進(jìn)，COD濃度下降，達(dá)到管理要求。

4.2水體內(nèi)TP和透明度的管理結(jié)果

圖5顯示，隨著時(shí)間的推移，TP濃度呈逐漸下降的傾向，最終達(dá)到0.20mg/L。分析顯示，水溫上升增強(qiáng)了微生物的活性，在一定范圍內(nèi)，水溫與TP的去除成為現(xiàn)在的關(guān)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(gè)月的管理，基本消除了水體的黑臭現(xiàn)象，加強(qiáng)了微生物的活性。b.太陽能曝氣機(jī)在上游50m和下游50m以內(nèi)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(nèi)處理水體污染現(xiàn)象。c.經(jīng)過近4個(gè)月的管理，太陽能曝氣機(jī)大大提高了水體透明度，明顯降低了其他污染評(píng)價(jià)指標(biāo)。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(jī)巧妙地將豎直向與水平向水體流動(dòng)結(jié)合起來，加強(qiáng)了河道底部與水氣交接處水體的對(duì)流，使整個(gè)處理區(qū)水體內(nèi)的氧含量均勻分布，為好氧微生物活性提供動(dòng)力。e.太陽能曝氣機(jī)結(jié)合先進(jìn)的太陽能技術(shù)，有效節(jié)省了能源，同時(shí)將多種污染處理技術(shù)相結(jié)合，達(dá)到較好的治理效果。

5結(jié)語

在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的現(xiàn)代城市，解決河道污染問題迫在眉睫。利用太陽能曝氣技術(shù)，對(duì)丹東市內(nèi)花園河花園河橋至桃源橋段進(jìn)行近4個(gè)月的管理，污染問題基本解決，河道生態(tài)基本恢復(fù)。太陽能曝氣功能在短時(shí)間內(nèi)改善水質(zhì)，管理效果達(dá)到v級(jí)水平。隨著時(shí)間的推移，管理效果不能進(jìn)一步提高。下一步可以結(jié)合微生物管理和曝氣技術(shù)進(jìn)行研究，更好地達(dá)到預(yù)期的管理效果。