界面納米水技術(shù)在河湖生態(tài)治理中的優(yōu)勢研究

楊 敏 劉菲菲 郎鋒杰

1.浙江裕騰百諾環(huán)保科技股份有限公司 浙江 杭州 300000

2.中煤科工集團杭州研究院有限公司 浙江 杭州 300000

前言：近年來,隨著各地經(jīng)濟社會的發(fā)展,一些企業(yè)盲目追求經(jīng)濟效益,不經(jīng)處理直接將工業(yè)廢水排入河湖中,導致河道發(fā)黑。隨著人們精神文明需求的增加,對城市水環(huán)境越來越重視,國家也出臺相關(guān)法律規(guī)范,在2020年前要基本消滅黑臭水體,河湖生態(tài)修復治理技術(shù)的需求越來越明顯。界面納米水技術(shù)的優(yōu)點是可以對底泥進行原位修復,減少或避免對底泥的擾動,不添加其他化學物質(zhì),易于維護,有效改善水質(zhì)。

一、界面納米水技術(shù)核心

可以對受污水體進行生態(tài)修復,并且可以在沒有清淤的情況下現(xiàn)場修復底泥,界面納米水技術(shù)特點如下：1.在水體中的停留時間長,并且覆蓋范圍廣；2.納米氣泡破裂時會產(chǎn)生羥基自由基,它可以非常有效地氧化水體中的有機污染物；3.界面納米水擴散并滲透到底泥中,可以即時修復底泥,從而顯著降低了清淤成本,4.界面納米水的特殊生物作用可快速恢復水體的氧氣生態(tài)系統(tǒng),并提高水體的自凈能力,能夠承受一定的污染負荷,5.不添加化學助劑,無二次污染,6.該技術(shù)的供氧效率比傳統(tǒng)的微米曝氣技術(shù)的效率高得多。

二、污染物控制原理

(一)降低氨氮。利用界面納米氣泡水體治理技術(shù)及設(shè)備,產(chǎn)生高濃度納米氣泡。納米氣泡表面是由帶負電荷的氣體分子狀態(tài)形成,由于水分子是帶雙極性分子,其正電荷便會附在負電荷的納米氣泡周圍,形成正負兩層的靜電效應(yīng),亦即電容效應(yīng)。這種正負的靜電分子力,使得納米氣泡能在水中遵循布朗運動長時效擴散進行生化反應(yīng),馴化微生物降解污水。納米氣泡高效氧化后,水體達到氨化與硝化反應(yīng)。另外,它提供了硝化細菌的反應(yīng)界面,并通過提供小的界面材料來促進細菌的生長而得到補充,這樣,硝化細菌在適當?shù)乃h(huán)境中繼續(xù)消耗氨氮[1]。

(二)降低COD。COD指標的下降主要是由于水體中納米氣泡的破裂時的產(chǎn)生“水力空化作用”,在此過程中會產(chǎn)生大量的羥基自由基,羥基自由基具有很強的氧化能力,可以有效地氧化水體中的有機污染物降低COD指標。另外,界面納米氣泡技術(shù)可以刺激水環(huán)境重固有的好氧微生物活性,同時可以將附著在底泥表面的厭氧微生物逐步訓化為好氧微生物,通過好氧微生物的新陳代謝分解水體中的營養(yǎng)物質(zhì)(蛋白質(zhì),多糖,脂質(zhì)等),起到降解COD指標的作用。

(三)減少總磷。底泥厭氧時沉積物中磷會被釋放到河道水體中,污染水環(huán)境。由界面納米水裝置產(chǎn)生的富氧納米氣泡由于其很小的尺寸具有荷電作用,治理污染水體期間可使水體含氧量提升,有效培養(yǎng)河道中優(yōu)勢好樣微生物,進行消化、降解久積富集的污染物,同時細小的納米氣泡可以滲透進入底泥內(nèi)部,逐步改善底泥內(nèi)部的 厭氧環(huán)境抑制厭氧反應(yīng),從而抑制了沉積物的中磷從底泥向水體釋放,起到控制總磷指標的作用,同時,在納米氣泡的作用下,富氧水環(huán)境還可以進一步激活聚磷菌在好氧條件下吸收磷酸鹽。界面納米水技術(shù)不僅抑制了沉積物中磷的釋放,而且還直接從水中吸收和去除了磷,有效地控制了總磷指數(shù)。

(四)提升透明度。納米氣泡的高表面能和攜帶負電荷等獨特的物理特性,能對水中污染物、懸浮物和藍藻等有效吸附,并形成浮渣收集。通過這種途徑,界面納米水處理技術(shù)可以有效提高水體的透明度,并使水更加清澈。

三、界面納米水技術(shù)優(yōu)勢

(一)納米氣泡發(fā)生技術(shù)。超小粒徑納米氣泡的產(chǎn)生是界面納米水技術(shù)的關(guān)鍵,產(chǎn)生“超小納米氣泡”的技術(shù)包括旋流剪切產(chǎn)生技術(shù)、高壓熔融和低壓排出技術(shù),該類型技術(shù)產(chǎn)生的氣泡濃度低并且消耗大量能量。現(xiàn)在可以采用“超小納米氣泡復合技術(shù)”,該發(fā)生技術(shù)由瀑布型氣液平衡部、迷宮式氣液破碎部和高速剪切噴霧部組成,該技術(shù)可以根據(jù)當?shù)靥幚硭畢^(qū)域的條件因地制宜地設(shè)置河床式和岸邊式的界面納米水調(diào)控裝備,該設(shè)備具有能耗低,納米氣泡濃度高和擴散范圍廣的特點。

(二)長效優(yōu)勢。通過適當調(diào)整界面納米水產(chǎn)生設(shè)備的類型,功率,數(shù)量和布局,同時配套相關(guān)水力機械,該設(shè)備產(chǎn)生的大量高質(zhì)量納米氣泡為沉積層和水體提供深層氧氣,刺激分解有機物的生物過程,并去除硫化氫、硫醚等水體的氣味,去除有機物并處理氨氮,COD和磷等氧化分解或?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移。此外納米氣泡的水力空化作用會產(chǎn)生羥基自由基,可直接有效地氧化水中的有機污染物。使用界面納米水設(shè)備和輔助機械,可以抑制、減少和移動影響透明度的物質(zhì)(懸浮的固體,膠體,浮游生物等),從而大大增強水體和水體等水體的感官效果。如,水色,透明度。此過程不添加化學藥品,而是利用納米級的特殊效果(小尺寸、表面負電性等)來實現(xiàn)長期有效的水治理并建立強大的生態(tài)系統(tǒng)。它解決了黑臭底泥對水體的威脅,該技術(shù)可以在不清淤的情況下快速修復底泥,簡而言之,界面納米技術(shù)是高度安全的,不會對周圍環(huán)境造成安全問題或環(huán)境影響,并且具有投資少,運行成本低,技術(shù)和工藝先進,操作管理方便等優(yōu)點。

結(jié)語

綜上所述,河流就是一個城市的代名詞,是一座城市的魂魄,是一座城市的母親。河湖水體修復是我國水環(huán)境提升的重點項目,界面納米水技術(shù)對實心河湖水質(zhì)和生態(tài)自凈能力的提升有很好的作用,并且成本低,效果好,可以廣泛的推廣使用。