水源水库扬水曝气水质污染控制技术

任务来源：

技术领域：水文水资源

技术来源：国家计划。结合主持的国家“863”项目、国家自然科学基金重点项目、国家重大科技专项等十余项科研课题的研究，形成了从理论研究、技术研发、装备研制到工程应用的系统性创新研究成果。

技术原理

扬水曝气技术具备深层水体垂向高效混合与底层厌氧水体持续充氧的双重功能。该技术通过将压缩气体连续送入水体底部形成高效循环充氧，快速高效提高底层水体溶解氧；通过高速上升的大型气弹带动水体垂向高效混合。该技术能有效控制水体富营养化和藻类生长，高效去除水中挥发性有机物VOCs和臭味，有效抑制底泥中氨氮、总磷、铁锰、硫化物等污染物的释放，诱导水体恢复自我修复功能。新一代扬水曝气强化好氧反硝化生物脱氮技术可从根本上解决水源水库原位脱氮的国际性难题。

技术特色

（1）同时具备底层高效循环充氧控制内源污染、上下层混合破坏光合作用条件抑制藻类繁殖、全层去除挥发性有机物和臭味物质等多重直接的水质改善功能。（2）能有效改善水库的微生物种群结构，提高功能微生物活性和水体自净效能，削减水库中的污染负荷和避免污染物的生成，大幅降低或消除水厂处理过程中的二次污染风险，同时使水处理成本大幅下降。（3）原位削减总氮和溶解性有机物。扬水曝气与好氧反硝化生物脱氮集成技术，有望解决水源水库原位脱氮和去除有机物的国际性难题。（4）突发性水源水质污染的应急控制。扬水曝气技术与物理吸附、化学沉淀等技术有机集成，可实现对突发性水源水质污染的原位控制。（5）系统运行方式灵活，可根据季节变化和水质情况及时调整。

技术指标

（1）扬水曝气技术主要由核心设备“多功能扬水曝气器”、空气压缩系统、供气管路等组成，扬水曝气器整体直立安装固定于水下，设备构成自上而下主要包括浮标、接触式生物反应器、导流筒、主体设备、锚固链、锚固墩和输气管路。主体设备包括：布气曝气器、曝气室、气室、回流室、水密仓等。（2）单台设备作用半径：控制藻类繁殖为40～160m，抑制底泥内源污染为150～400m。（3）主要污染物削减：藻类85%～99%，pH值为7.0～8.5，VOCs及嗅味90%～98%，DO>6.0mg/L，铁锰70%～99%，氨氮80%～91%，总磷70%～90%，硫化物>98%，总氮/硝氮20%～70%，DOM>20%，水质达到地表水Ⅲ类水以上。

应用范围及前景

适用于水源水库和湖泊水质原位改善与污染控制，适用于藻类大量繁殖和/或底泥中污染物厌氧释放导致水质污染的湖泊水库（水深>8m）。该技术以解决水源水库内源污染严重和藻类高发等突出水质问题为目标，已成功应用于我国天津水源（2003年）、山西汾河水库（2005年）、西安黑河金盆水库（2009年、2013年）、山东周村水库（2015年）、延安红庄水库（2017年）、西安李家河水库（2018年）和西安石砭峪水库（2019年）等水源水库水质污染控制与改善工程，实现了水库水质污染的源头控制，环境、社会与经济效益显著。典型应用案例：案例1：2005年3月汾河水库氨氮、Fe、Mn、色度严重超标。山西引黄工程总公司面向全国招标，最终确定在汾河水库坝前安装了11台多功能扬水曝气设备。系统运行期间，挽回经济损失2060万元/a。案例2：针对延安红庄水库藻类、氨氮、总磷、嗅味及有机物等严重污染问题，2017年4月在水库实施了扬水曝气水质改善工程，安装了5台新型扬水曝气设备。

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黄廷林

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