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【中國(guó)環(huán)保在線 技術(shù)前沿】近年來，我國(guó)污水治理技術(shù)不斷攻堅(jiān)克難，使水環(huán)境治理技術(shù)日益成熟。現(xiàn)下水環(huán)境治理技術(shù)不僅完成了多種曝氣技術(shù)的進(jìn)一步革新，而且使曝氣技術(shù)在地表水環(huán)境治理中得到了更廣泛的應(yīng)用。而多種曝氣增氧技術(shù)登上市場(chǎng)舞臺(tái)，哪一種對(duì)水環(huán)境的治理作用更為顯著？且看文中的對(duì)比分析。
目前，我國(guó)的水環(huán)境治理技術(shù)主要包物理技術(shù)、化學(xué)技術(shù)、生物技術(shù)以及綜合技術(shù)的應(yīng)用等。其中，曝氣增氧技術(shù)是物理技術(shù)中核心的技術(shù)。雖然曝氣在污水治理中是非常成熟的技術(shù)與產(chǎn)品，但河道、景觀水體、水庫等城市地表水體具有面積大、形狀各異、通電困難等問題，造成污水處理中常規(guī)的曝氣技術(shù)與產(chǎn)品很難應(yīng)用到地表水環(huán)境治理中。據(jù)調(diào)查，我國(guó)的水環(huán)境治理公司通過技術(shù)引進(jìn)、研發(fā)等開發(fā)了多種適用于地表水環(huán)境的曝氣增氧產(chǎn)品，并已成功地運(yùn)用到多個(gè)項(xiàng)目中去。
隨著城市發(fā)展速度的加快，城市水體污染成為我國(guó)一個(gè)突出的問題和治理難題。城市河流、景觀水體多為靜止或流動(dòng)性差的封閉水體，具有水域面積小、易污染、水環(huán)境容量小、水體自凈能力差等特點(diǎn)，加上外源污染，極易造成水體的富營(yíng)養(yǎng)化以及黑臭現(xiàn)象。通過曝氣增氧技術(shù)提高水體溶解氧來恢復(fù)水體環(huán)境并處理水中污染物是水環(huán)境治理中常見的手段。
增氧曝氣技術(shù)的類別
根據(jù)氣泡大小、作用原理及能源的不同，目前應(yīng)用到工程中的曝氣技術(shù)及產(chǎn)品主要有以下三種。一種是微納米曝氣機(jī)，其通過氣相和液相的高度分散，產(chǎn)生直徑小于3μm的微米級(jí)氣泡和納米級(jí)氣泡。微納氣泡具有存活時(shí)間長(zhǎng)、比表面積大、高界面活性、帶能帶電等特殊的理化特性。一種是清潔能源曝氣機(jī)，如太陽能曝氣機(jī)、風(fēng)能曝氣機(jī)，及風(fēng)光兩用曝氣機(jī)。這種曝氣機(jī)一般采用清潔能源帶動(dòng)電機(jī)，以機(jī)械部件實(shí)現(xiàn)大氣富氧或者鼓風(fēng)、氧的傳送等。一種是推流曝氣機(jī)，可根據(jù)需要在一定區(qū)域內(nèi)形成造流作用，增強(qiáng)水循環(huán)，同時(shí)兼具曝氣功能。從富氧效果來看，微納米氣泡曝氣機(jī)效果好，但受制于作用面積小、耗電量大等問題。
增氧曝氣技術(shù)的兩種理論及產(chǎn)品
目前在學(xué)術(shù)界，對(duì)水環(huán)境中富氧、曝氣主要有兩種理論。一種是“活水”理論，即活水不死，只要水是流動(dòng)的，水體通過自凈能力就能保持相對(duì)好的水質(zhì)。這種理論在美國(guó)的曝氣技術(shù)產(chǎn)品中得到了好的應(yīng)用。如美國(guó)的曝氣機(jī)solarbee，在河流、水庫及污水廠的曝氣池、自來水的大型儲(chǔ)蓄罐中均得到了廣泛應(yīng)用。目前，該產(chǎn)品已被南京環(huán)保引進(jìn)并消化吸收，研發(fā)出系列的艾溥IPOCH太陽能曝氣機(jī)。
另一種是尊重自然，不改變水體的生態(tài)環(huán)境理論。這種理論認(rèn)為自然水體每層都有不同的生態(tài)環(huán)境，如根據(jù)氧的不同，在水體中有不同的藻類、微生物、魚類等，不能因?yàn)橹卫硭h(huán)境而破壞自然環(huán)境。這種理論在日本的曝氣技術(shù)產(chǎn)品中得到了應(yīng)用。如日本NANOMAIZU超微氣泡技術(shù)，松江土建株式會(huì)社及日本土木研究所的深層曝氣技術(shù)等，僅是通過物理技術(shù)對(duì)底層富氧，而不改變水體中層及上層的狀態(tài)。
日本的這兩種產(chǎn)品，目前也已經(jīng)被國(guó)內(nèi)的公司引進(jìn)吸收。如南京金禾水環(huán)境股份有限公司的微納米氣泡發(fā)生器，以及江蘇中宜水體修復(fù)公司的WEP曝氣機(jī)。國(guó)內(nèi)也研發(fā)了一些曝氣技術(shù)，這兩種理論都有應(yīng)用。比較典型的是由于水環(huán)境治理中用電的不便，一些科研院所、水環(huán)境治理公司等研發(fā)了以清潔能源為主的曝氣機(jī)，部分產(chǎn)品在國(guó)家的科技計(jì)劃，如水專項(xiàng)中得到了應(yīng)用，但尚未產(chǎn)業(yè)化。
增氧曝氣技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用
無論是微納米曝氣技術(shù)、還是太陽能、風(fēng)能曝氣技術(shù)以及常規(guī)的推流曝氣技術(shù)，在我國(guó)的水環(huán)境治理中都得到了廣泛應(yīng)用。
在大型的水庫及飲用水源地，如南京溧水方便水庫，東莞松木山水庫、北京官?gòu)d水庫、宜興龍珠水庫等，采用了太陽能曝氣機(jī)、WEP生態(tài)水環(huán)境修復(fù)系統(tǒng)以防止水體的富營(yíng)養(yǎng)化并改善水質(zhì)。在一些富營(yíng)養(yǎng)化的湖泊中，如太湖、云南滇池、無錫五里湖等，溫州蒲州橫河、南京里圩河等黑臭水體，以及上海豫園、北京北海公園等城市景觀水體均采用了增氧曝氣技術(shù)。
增氧曝氣技術(shù)產(chǎn)品的參數(shù)對(duì)比
在水環(huán)境治理中，筆者認(rèn)為衡量增氧曝氣技術(shù)產(chǎn)品性能的參數(shù)主要為：氧氣輸送量、耗電量及擴(kuò)散范圍。據(jù)筆者所知我們不妨以均具有技術(shù)并已得到應(yīng)用的MBO微納氣泡發(fā)生器、IPOCH太陽能曝氣機(jī)、OBAO揚(yáng)水式太陽能曝氣機(jī)、WEP生態(tài)水環(huán)境修復(fù)系統(tǒng)、風(fēng)光互補(bǔ)曝氣系統(tǒng)來進(jìn)行對(duì)比。
MBO微納氣泡發(fā)生器：日本NANOMAIZU技術(shù)，在中國(guó)授權(quán)生產(chǎn)(南京金禾)，核心部件從日本進(jìn)口，在國(guó)內(nèi)按照日方的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行組裝生產(chǎn)。
IPOCH太陽能曝氣機(jī)：美國(guó)SOLARBEE技術(shù)產(chǎn)品在中國(guó)的消化吸收，南京環(huán)保已申請(qǐng)中國(guó)并生產(chǎn)。
OBAO揚(yáng)水式太陽能曝氣機(jī)：技術(shù)原理依然為美國(guó)SOLARBEE技術(shù)，上海歐保環(huán)境生產(chǎn)。
WEP生態(tài)水環(huán)境修復(fù)系統(tǒng)：日本松江土建株式會(huì)社及土木研究所開發(fā)的深層曝氣技術(shù)，授權(quán)江蘇中宜水體修復(fù)在中國(guó)生產(chǎn)，核心部件從日本進(jìn)口，目前在國(guó)內(nèi)已經(jīng)獲得。
風(fēng)光互補(bǔ)曝氣系統(tǒng)：國(guó)家水專項(xiàng)課題成果，環(huán)境保護(hù)部南京環(huán)境保護(hù)研究所開發(fā)，技術(shù)原理為傳統(tǒng)的鼓風(fēng)曝氣設(shè)備，但用清潔能源代替電能。
從氧氣輸送量來看，MBO微納氣泡發(fā)生器高，WEP生態(tài)水環(huán)境修復(fù)系統(tǒng)及風(fēng)光互補(bǔ)曝氣系統(tǒng)次之，而通過大氣復(fù)氧增氧的IPOCH太陽能曝氣機(jī)及OBAO揚(yáng)水式太陽能曝氣機(jī)較低。嚴(yán)格意義上來說，MBO微納氣泡發(fā)生器并不是一種曝氣機(jī)，而是一種超微氣泡氧化技術(shù)，其通過超微氣泡帶能帶電高表面能的特性，對(duì)水中污染物進(jìn)行開環(huán)降解、氧化降解和高溫?zé)峤猓瑥氐紫诔簦罨w，促使底泥表層礦化，改善水質(zhì)，提高透明度。
原標(biāo)題：對(duì)比分析水環(huán)境治理中增氧曝氣技術(shù)
