在經(jīng)濟高速發(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行污染管理的實際工程比較實驗，介紹了太陽能曝氣機的功能原理，研究分析了實驗結(jié)果。實驗結(jié)果表明，太陽能曝氣功能在較大范圍內(nèi)進行污染管理，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)濟快速發(fā)展的現(xiàn)代化背景下，工業(yè)化進程明顯加快，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重，甚至出現(xiàn)黑臭現(xiàn)象，嚴重影響人們的生活。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的工作原理和技術(shù)參數(shù)，采用實際工程比較實驗，利用理論與實際工程相結(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太陽能曝氣機的工作原理和技術(shù)參數(shù)

2.1太陽能曝氣機的工作原理

太陽能曝氣機主要由泵系統(tǒng)和太陽能動力系統(tǒng)構(gòu)成(見圖1)。設(shè)備工作時，泵系統(tǒng)驅(qū)動水體垂直流動，同時在水氣交界面形成水平流動層。經(jīng)過曝氣機的攪拌作用，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太陽能曝氣機技術(shù)參數(shù)

a.整個設(shè)備概況。整個設(shè)備呈蘑菇形，最寬4.88m，重272.40kg。b.驅(qū)動系統(tǒng)。設(shè)備采用直流電力供使用無刷電機驅(qū)動葉輪旋轉(zhuǎn)。c.浮筒系統(tǒng)。由三個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1.50m，上部與泵系統(tǒng)相連，下部與引水口相連。e.傳動裝置。主要由電機、葉輪、套筒等組成。其中，電機安裝有可拆卸組件，葉輪控制球形物的擺動狀況，套管用于保護傳動軸和墊片。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實驗方案

3.1實驗設(shè)計和采樣分布

采用太陽能曝氣機作為主要管理設(shè)施，在管理開始前，首先進行河道截留處理。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)置一個采樣點，在治理區(qū)設(shè)置三個采樣點，分別編號為Y1、X1、X2、X3，其中三個治理點相隔50m(見圖2)。

3.2對照組可行性驗證

在攔水壩建成后，對檢測點的污染指標進行檢驗，以驗證對照組的合理性(檢測結(jié)果見下表)。86由表可知，治理區(qū)與原始區(qū)內(nèi)檢測點各污染指標濃度相近，其指標值均嚴重超標，因此，對比實驗的可行性良好，能充分驗證治理效果。

4研究結(jié)果和分析

經(jīng)過3個月的管理，河道污染狀況明顯改善，各污染指標達到管理目標。

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濃度變化趨勢圖4COD濃度變化趨勢圖3可知，管理區(qū)內(nèi)三個檢測點濃度變化趨勢基本相同，X1、X2、X3、Y1、7月中旬檢測濃度分別為4.70mg/L、5.20mg/L、3.70mg/L、0.50mg/L這充分說明了太陽能曝氣機在100m范圍內(nèi)作用良好，可以充分攪拌水體，有效改善污染現(xiàn)狀。圖4顯示，管理一段時間后，管理區(qū)COD濃度相對原始區(qū)上升。經(jīng)過分析，太陽能曝氣機攪拌水體，使底部污染物翻到水面上。隨著時間的增加，COD濃度逐漸下降，最終的X1、X2、X3、Y1、7月中旬檢測濃度分別為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，COD濃度下降，達到管理要求。

4.2水體內(nèi)TP和透明度的管理結(jié)果

圖5顯示，隨著時間的推移，TP濃度呈逐漸下降的傾向，最終達到0.20mg/L。分析顯示，水溫上升增強了微生物的活性，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個月的管理，基本消除了水體的黑臭現(xiàn)象，加強了微生物的活性。b.太陽能曝氣機在上游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個月的管理，太陽能曝氣機大大提高了水體透明度，明顯降低了其他污染評價指標。其中COD、TP濃度分別降至37mg/L、0.20mg/L，有效降低水體污染。d.太陽能曝氣機巧妙地將豎直向與水平向水體流動結(jié)合起來，加強了河道底部與水氣交接處水體的對流，使整個處理區(qū)水體內(nèi)的氧含量均勻分布，為好氧微生物活性提供動力。e.太陽能曝氣機結(jié)合先進的太陽能技術(shù)，有效節(jié)省了能源，同時將多種污染處理技術(shù)相結(jié)合，達到較好的治理效果。

5結(jié)語

在經(jīng)濟快速發(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)，對丹東市內(nèi)花園河花園河橋至桃源橋段進行近4個月的管理，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間內(nèi)改善水質(zhì)，管理效果達到v級水平。隨著時間的推移，管理效果不能進一步提高。下一步可以結(jié)合微生物管理和曝氣技術(shù)進行研究，更好地達到預(yù)期的管理效果。