加药气浮技术在苏南地区某市河道水质维护工程中的运用

钟力云

（上海林同炎李国豪土建工程咨询有限公司，上海市 200437）

0 前言

随着我国城市经济的快速发展，城市水体特别是景观水体都发生着不同程度的水质恶化现象。依据太湖流域的水环境现状，结合工程实践的经验可知太湖流域城市水体水质恶化的主要原因是富营养化。因此选择合适的工艺,对城市水体,尤其是具有景观功能的城市水体的富营养化进行治理,对于城市开发具有重大意义。

1 项目概况

该工程所整治的河道位于苏南某市拟建商业街的中央。所需整治的河道范围与拟建商业街范围相同。河道总长约550 m，河深约4 m，河宽15 m左右，水体总量约为33 000 m3。根据当地市政府要求，该商业街将打造为水清、岸绿、人乐其中、集休闲、交流、购物为一体的市民生活广场。因此必须对位于商业街中心的河道的水质进行维护，以达到市政府“水清亲水”的要求。

2 设计进出水水质

通过水质检测可知,工程范围内水体的现状水质如表1所列。

通过现场踏勘及水质检测可知现状水质较差，特别是富营养化较为严重。其中氨氮、总磷和总氮指标分别处于地表水IV类、V类和劣V类水平。

为了达到当地市政府“水清亲水”的要求,依据《地表水环境质量标准》[1]，经过处理后，河道水质应该达到地表水IV类水平。

表1 现状水质状况一览表

3 处理工艺选择

目前国内河道水质维护的方法主要可以分为机械处理技术和生态修复技术。机械处理技术可以分为物化净化技术、化学净化技术和生物净化技术。物化净化技术分为人工曝气技术，混凝沉淀技术，加药气浮技术等；化学净化技术分为药剂除藻，氯消毒，臭氧消毒等；生物净化技术包括曝气生物滤池，生物接触氧化技术，膜生物反应器技术，膜生物反应器等。生态修复技术是指利用生态系统自我恢复能力，辅以人工措施，使遭到破坏的生态系统逐步恢复或使生态系统向良性循环方向发展。其主要指致力于那些在自然突变和人类活动活动影响下受到破坏的自然生态系统的恢复与重建工作，恢复生态系统原本的面貌。生态修复技术可分为生态浮床技术、人工湿地技术、生态护岸技术、植物缓冲带、生态公园技术等。机械处理技术优点是水质处理效果好，见效快，便于控制；缺点是能耗较大，并不是一种“绿色”的技术。生态修复技术的优点是效益较好、成本较低、具有多方面的效益，并且是一种绿色的方法；缺点是生态净化技术必须与气候和地理位置协调、工期较长、效益不稳定、受变化不定的自然界的影响、占用土地面积的较大、且成功运用取决于周边生态环境的整体的改善。该河道水质维护工程作为商业街建设的配套工程，工程范围仅550 m，在周边水环境得不到有效治理的前提下,为了在局部空间内达到“水清、亲水”的效果，且处理结果可控，故采用了机械处理技术。

机械处理的技术可以分为物化净化技术、化学净化技术、生物净化技术等。化学净化技术投药量较大，且容易造成二次污染，生物净化技术工艺复杂，投资成本较高，且对去除N、P效果有限，该工程选择加药气浮技术，加药气浮技术对于去除藻类，降低水体中的N,P具有良好的效果，在去除水体藻类中有较多的运用，且能增加水体内的溶解氧含量。因此，该工程采用以气浮为核心的组合净化技术，具体包含了加药、絮凝、气浮、过滤四个部分。

4 工艺流程

该工程设计，在河道上、下游设置两条拦水坝，以避免周围水体对设计河道的水质产生影响。并设置进水泵井、补水泵井及水处理机房以实现设计河道内水体的循环处理及外河补水处理。水处理机房内设置一体化处理设备。处理设备主要包括絮凝反应池、气浮接触室、气浮分离室、过滤池、清水池。内河循环水和外河补充水分别经进水泵井、补水泵井提升后进入水处理机房，经过絮凝、气浮分离、过滤处理后，由出水泵加压后均匀的排放至设计河道。

具体工艺流程见图1所示。

图1 工艺流程图

5 设计参数

该工程水体总水量约为33 000 m3，采用5.5 d作为处理周期，循环处理能力为250 m3/h，补充水设计流量取100 m3/h，故设备设计流量为250 m3/h。

絮凝反应池尺寸为3 000 mm（长）×5 000 mm（宽）×1 500 mm（高），采用气浮法可缩短絮凝反应时间，该工程取5.4 min[2]。

气浮接触室大小为1 000 mm（长）×5 000 mm（宽）×1 500 mm（高），溶气回流比为10%，接触室上升流速为15 mm/s，停留时间为1.8 min[2]。

气浮接触室大小为：6 100 mm（长）×5 000 mm（宽）×1 500 mm（高），溶气回流比为10%，分离室下向流速为2.5 mm/s，停留时间为10 min[2]。

过滤池大小为：2 800 mm（长）×5 000 mm（宽）×1 500 mm（高），设计滤速为18 m/h，采用三层滤料[3]。

清水池大小为：1 600 mm（长）×5 000 mm（宽）×1 500 mm（高）。

该工程絮凝反应池、气浮接触室、气浮接触室、过滤池、清水池采用一体化设备，设备总尺寸为14 500 mm（长）×5 000 mm（宽）×1 500 mm（高）。

6 运行情况

该工程项目完成以后，通过提取水样由环境检测站检测，得出水质结果如表2所列。

表2 各取水点水质状况一览表

经过加药、气浮、过滤装置进行处理后，河道水质有明显改善，除总磷外其他指标均可以达到地表水IV类标准。

7 结论

（1）对于具有景观功能的河道整治工程，采用加药气浮工艺进行循环处理具有成本低、见效快、处理效果可控等优点。

（2）采用加药气浮处理富营养化水体的工艺流程可采用依次采用加药、混合、絮凝、气浮、过滤等处理方法。

（3）按上述工艺流程处理富含藻类的富营养化水体，可有效地去除藻类，降低水体中的N、P含量。可使原V类和劣V地表水体达到地表水IV类标准，满足景观娱乐用水的功能要求。

[1]GB3838—2002，地表水环境质量标准[S].

[2]北京市环境保护科学研究院，等.三废处理工程技术手册(废水卷)[M].北京：化学工业出版社，2000.

[3]GB50013—2006，室外给水设计规范[S].