周杰，章永泰，楊賢智
(上海佛欣愛建河道治理有限公司，上海200031)

　　摘 要：介紹了FOXIN多功能水質凈化船工藝，應用河流曝氣復氧技術，適量投加FOXIN生物菌群，可使河水迅速消除黑臭，恢復到景觀水的功能。運行結果表明，該工藝具有設備簡單、機動靈活、安全可靠、投資省、對水生生態不產生任何危害等優點，非常適合于城市景觀河道和微污染源水的治理。
　　關鍵詞：河道曝氣復氧；曝氣船；溶解氧；消除黑臭
　　中圖分類號：X522
　　文獻標識碼：C
　　文章編號：1000-4602(2001)04-0047-03

　　目前我國七大江河流域都已經受到不同程度的污染，特別是在全國138個城市河段中，流經繁華區域的絕大部分也受到不同程度的污染，其中低于國家《地面水環境質量標準》中V類水體的占38%。如何盡快解決城市河流的黑臭問題已成為城市環境工作的當務之急。
對河流水體進行人工曝氣復氧研究在國外已經開展了20多年，在水質凈化工作中占有重要位置。部分歐美國家的成功經驗和我國已經開展的一些試驗結果表明：人工曝氣復氧是治理河流污染的一種有效的工程措施。近年來在北京、上海等城市進行了一定規模的河道人工曝氣復氧試驗，如張明旭等對蘇州河進行的實驗室人工曝氣復氧研究和動力學分析結果表明：即使嚴重黑臭的水體，在有氧條件下20h后臭味基本消除，水體顏色明顯改觀，CODCr、BOD₅都有大幅度(30%～50%)降低。通過復氧，可以使天然水體逐步恢復自然的生態功能，最終達到消除黑臭污染的目的。

　　1　FOXIN多功能水質凈化船工藝

　　FOXIN多功能水質凈化船是將人工曝氣復氧、投加菌種、接觸氧化等設施安裝于一體的水質凈化設備，其充氧系統主要由安裝在船上的FOXIN純氧—混流增氧系統構成，包括供氧系統、水泵、混流裝置、噴嘴及相應的監測、計量裝置、控制系統。其工作原理為：由兩臺水泵分別從充氧船前部、兩舷下部抽取未充氧河水，加壓水經過文氏管時注入氧氣，通過(包括文氏管在內)混流增氧裝置強烈的紊流混合作用，將氧氣充分溶解于水中。經混流裝置增氧后的水從設置在船的兩舷后部水面以下的噴嘴噴出，并借助于螺旋槳推出的強烈紊動的水流，進一步增強氧在水中的溶解效果，提高充氧效率。
　　充氧船可以在行進中進行充氧操作，亦可以在停泊時進行充氧操作。充氧操作由駕駛員通過駕駛臺進行控制，純氧補給通過液氧運輸槽車在碼頭上進行。
為測試FOXIN純氧—混流增氧系統的氧利用率，建設部給排水設備產品質量監督檢驗中心在250 m³(深4.5m)的清水池中進行了現場測試，測試結果由式(1)計算：
　　　　ε＝qc／q×100%　　　　　　　　　(1)
　　式中ε ——標準狀態、充氧器的氧利用率(水深為3.5 m)，%
　　　　qc——標準狀態、充氧器的充氧能力，kg/h
　　　　q——標準狀態、充氧器的充氧量，m³/h
　　　　q按式(2)計算：
　　　　q=（q_bP_bT_a）_／（T_b·P）　　　　　　　　　　(2)
　　式中Pb ——氣體的絕對壓力，MPa
　　　　Tb——氣體的絕對溫度，K
　　　　P——0.1MPa
　　　　Ta——標準溫度，293K
　　　　qb——氧氣的實際流量，m³/h
　　充氧時轉子流量計計量條件與刻度標定條件之差按式(3)計算：
　　　　q_b＝q_b0（P_b0·T_bP_b·T_b0）^0.5　　　　(3)
　式中q_b0——轉子流量計的刻度流量，m³/h
　　　　P_b0——刻度標定時氣體的絕對壓力，0.1MPa
　　　　T_b0——刻度標定時氣體的絕對溫度，293K
　　經計算，該裝置氧的利用率為82%(3.5 m的水深)。
　　FOXIN工藝裝置圖見圖1。

　　2　工程實例

　　浦東新區整治河道辦公室通過公開招標，最后選定上海佛欣愛建河道治理有限公司提出的治理方案，即首先投加FOXIN生物菌群以強化有機物降解，接著采用了FOXIN多功能水質凈化船，進行大面積、大幅度的地毯式河道曝氣復氧。僅用了45 d就基本上消除了張家浜的黑臭，并在一年時間內保持了張家浜的水質達到景觀用水的目標，即符合國家《地面水環境質量標準》中V類水體的標準。
　　張家浜河床斷面約為96m²，治理長度為3km，水體總容量約23.33×10⁴m³。參與的曝氣復氧船以3艘計，每艘船的充氧能力為15kgO₂/h，以平均運行6h/d，則供氧量為270kgO₂/d。
　　經過曝氣復氧后，張家浜水體的溶解氧基本維持在7 mg/L左右(見圖2)，CODCr基本維持在25 mg/L左右(見圖3)，BOD5基本維持在7 mg/L左右(見圖4)，NH3-N基本維持在1 mg/L左右(見圖5)，TP基本維持在0.1 mg/L左右(見圖6)。

　　在曝氣復氧連續運行的一年中，整個FOXIN曝氣復氧裝置運行正常，管理也十分方便。因充氧機兼作推進器，船在運行中無其他動力裝置，所以能耗也較省。

　　3　討論

　　①人工曝氣復氧對即時消除河道水質黑臭效果良好，是治理河道水質黑臭的一種好方法，且無二次污染。
　　②在實施河道人工曝氣復氧時，適當地添加一定量的生物菌群，能加快有機污染物和氨氮的分解。
　　③FOXIN多功能水質凈化船(FOXIN工藝)在治理江河湖庫的水質污染時，具有機動靈活、操作方便、投資少、效果好的優點，對消除水質黑臭、抑制藻類的生長繁殖有良好的效果。
　　④在治理江河湖庫污染時，FOXIN工藝可因地制宜地采用移動式空氣曝氣和純氧曝氣的方法，同時還可采用一些生化加物化的方法，以達到盡快使水體清潔的目標。

　　參考文獻：
［1］傅國偉.河流水質數學模型及其模擬計算［M］.北京：中國環境科學出版社，1987.
［2］陳呂軍，錢易.氧化溝水平軸曝氣機性能指標研究［M］.北京：清華大學出版社，1995.
［3］高廷耀，顧國維.水污染控制工程(下冊)［M］.北京：高等教育出版社，1999.

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收稿日期：2001-02-06