底泥微曝气改善城市缓流水体水质的研究.pdf

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1、第30卷第3期黑龙江大学自然科学学报Vol_30No．32013年6月JOURNALOFNATURALSCIENCEOFHEILONGJIANGUNIVERSITYJune，2013底泥微曝气改善城市缓流水体水质的研究李大鹏，黄勇(苏州科技学院环境科学与工程学院，苏州215011)摘要：以城市缓流水体为研究对象，研究了底泥微曝气对水体中有机物、氨氮、磷等的去除效果以及对藻类生长的抑制作用和水体表观的影响。研究表明，底泥微曝气可以有效抑制水体中藻类的生长，这与底泥微曝气可以有效降低水体中磷的含量密切相关，但底泥微曝气对有机物、氨氮的去除效果一般。实验初期，底泥微曝气水体浊度与对照实

2、验和对水微曝气相一致，但实验后期，由于对照实验和对水微曝气中藻类大量生长，导致其浊度明显高于底泥微曝气。通过降低曝气量，使得底泥颗粒物质悬浮量、悬浮高度、藻类生长得到控制，致使实验过程中底泥微曝气水体表观良好。关键词：缓流水体；底泥微曝气；藻类；水体表观中图分类号：0189．1文献标志码：A文章编号：1001—7011(2013)03—0381—050引言目前，曝气复氧技术被广泛用于城市受损水体的修复¨J，特别是缓流水体。该技术主要是通过提高水体溶解氧水平、消除黑臭等来改善水体的表观状况，但是其在改善水体化学指标如有机物、氮、磷等方面的效果有限。为解决此问题，李大鹏等¨，4对曝气

3、方式进行了改进。他们采用底泥曝气促进底泥悬浮的方式，利用进入水体的悬浮物对氮、磷、有机物等进行吸附去除，并通过对底泥中耗氧物质的氧化，改变底泥中铁、铝、锰、钙等重金属离子的存在形态，在底泥表层形成一层氧化层。这样不仅使底泥在曝气结束后可以继续吸附水体中氮、磷等营养盐，而且可以抑制内源释放。尽管底泥曝气对氮、磷、有机物等具有一定的去除效果，但由于曝气量较高(20～25L·rain)，使得大量悬浮物进入水体，导致水体浊度增加、透明度降低，严重影响了水体景观功能。基于此，本文拟通过降低曝气量(底泥微曝气)来降低进入水体的底泥颗粒物质含量，并控制颗粒物质的悬浮高度，即从水体表面看不出颗粒

4、物质悬浮，进而在不影响水体景观功能的基础上，探讨底泥微曝气技术对水体氮、磷、有机物等的去除作用以及对藻类生长的抑制效果，为城市受损水体修复提供技术和理论支持。1实验部分1．1仪器与试剂森森ACO一818电磁式空气压缩机(浙江森森实业有限公司)；美国HACHDR2800分光光度计(上海恒奇仪器仪表有限公司)；美国HACHHQ30d溶解氧测定仪(上海恒奇仪器仪表有限公司)；pHs一3TC数显pH计(上海金鹏分析仪器有限公司)；WaterPam叶绿素荧光仪(德国Walz公司)；2100N实验室浊度仪(上海圣科仪器设备有限公司)；FA2004型电子天平(上海良平仪器仪表有限公司)。高锰酸

5、钾、草酸钠、浓硫酸、磷酸二氢钾、抗坏血酸、钼酸铵、酒石酸锑氧钾、氯化铵、碘化钾、碘化汞、酒石酸钾钠、氢氧化钠、盐酸均为分析纯。水为去离子水。收稿日期：2012—12—13基金项目：国家自然科学基金资助项目(50908154；50938005；51178284；51278523)作者简介：李大鹏(1975一)，男，副教授，博士，主要研究方向：城市水体修复，E-mail：ustsldp@163．tom引文格式：李大鹏，黄勇．底泥微曝气改善城市缓流水体水质的研究[J]．黑龙江大学自然科学学报，2013，30(3)：381—385·382·黑龙江大学自然科学学报第3O卷1．2样品采集与分

6、析以江南地区某典型缓流水体为研究对象，该水体位于某高校内，上下游均设有闸门，除定期调控外，闸门均处于关闭状态。利用自制的底泥采样器采集河流入口处的底泥样品，采集表层3cm的底泥样品，同时采集上覆水。采样后立即运回实验室，并开始实验。上覆水的部分理化性质如表1。6表1上覆水的理化性质Table1Physicochemicalpropertiesoftheoverlyingwater1．3实验方法3个220L塑料桶(0．48inX0．48m×0．95m)作为实验装置，分别编号为El、E2、E3。塑料桶放置于室外无遮光处。实验期间，塑料桶四周采用遮光布缠绕以避光，塑料桶不盖盖子以利于大

7、气复氧和阳光照射。室外温度处于28～38℃之间，平均温度32clC。在塑料桶的底部各平铺一层新鲜底泥，厚度10CITI。同时加入采集的河水185L，水深80cm，小心加入，尽量避免底泥悬浮。采用电磁式空气压缩机通过设置在塑料桶底部的微孔曝气头(气泡尺寸1．5～3．0mm)对El底泥进行曝气(20L·h～，每天连续曝气30rain)，使表层底泥悬浮。在塑料桶底部共设置微孔曝气头2个，沿中线均匀布置(间隔16cm)。采用电磁式空气压缩机通过设置在水中的微孑L曝气头(气泡尺寸1．5～3