生态河水质的工程设计

1材料与方法

1.1茫溪河水质现状通过查找资料，根据井研县环境监测站对茫溪河水质监测数据，得到目前茫溪河水质类别属于V类甚至是劣V类。1.2工程地点工程地点位于井研县王村镇永兴村的牛头滩见图1，牛头滩主要位于双龙桥和爱国桥两个监测断面之间，爱国桥作为井研段的出境断面和五通桥区的入境断面，其水质的好坏直接影响五通桥区的水质状况以及汇入岷江的水质状况，因此本文将在双龙桥断面和爱国桥断面之间的牛头滩设置微曝气生态浮床工程净化区。1.3工程设计区布局枯水期牛头滩的河宽大概在30m左右[7]，本工程区用柔性围栏在沿着牛头滩河坝的南侧，围出长25m，宽25m的区域。在河流两岸分别距堤坝8m和16m两处修建木板桥，其具体规格为：桥面：长×宽×高=30m×1m×0.2m，设置在水上0.8m处。在桥下每隔3.75m修建一个桥墩，用于支撑桥面，其尺寸为：长×宽×高=1m×0.8m×3.3m。在桥的两面设置栏杆，每隔2m设置一根护栏。浮床单体主要位于柔性围栏和木板桥的中间，分别在其中间设置6行×2列的浮床单体，浮床单体和浮床单体之间的距离0.5m。在河岸上安装路灯，在此选择250W的金属卤化物灯，照明方式选择常规照明方式，其为双侧对称布置，路灯高度为6m。对于房间内的照明灯的设置，主要选用40W的白炽灯。

2微曝气生态浮床结构设计

微曝气生态浮床系统由湿式有框浮床悬挂弹性立体填料+微曝气系统组成。在此本文浮床单体形状选用正方形，其面积为3m×3m。工程区的每一面选用6个浮床单体组成，每个浮床单体间隔为0.5m，则实验区总共有36个浮床单体组成，生态浮床总面积为324m2，占工程区总面积的51.84%。2.1浮床材料的确定湿式有框浮床见图2,主要由浮床框体、浮床床体、浮床基质和浮床植物组成[8]。通过查阅资料，具体选型如下所示：浮床框体选用PVC管，每个浮床单体由四根PVC管构成，形成一个口字，其规格为d=100mm，长度为3m，PVC管相互之间用钢丝固定形成一个框架，并用钢丝固定，以防止浮床单体随着水体运动，从而影响处理效果。浮床床体选用聚苯乙烯泡沫板，每个浮床床体的规格为：长×宽×高=3m×3m×100mm。为了在浮床床体上栽种植物，在每块聚苯乙烯泡沫板上每隔30cm为圆心，d=10cm为半径开小圆孔，则每两个小圆孔圆心之间的距离为10cm。浮床基质主要是用来固定植物植株，同时为了提供植物根系生长所需要的水分、氧气等物质，以及作为肥料载体，本文选用海绵作为浮床基质，用于固定植物，海绵主要填充在浮床床体的小圆孔里面。浮床植物必须满足当地的气候要求，因此本文主要选用水芹[9]作为漂浮浮床植物，将水芹幼芽插播在浮床床体小圆孔里，并且用浮床基质在幼苗四周固定，株间距为30cm。自然生长后覆盖载体水面，并对其进行遮阴[10]。2.2弹性立体填料的选型为了强化浮床植株的净化效果，选用YDT型弹性立体填料见图3,作为浮床的填料，其主要规格为：直径15cm，长度为2m，并将其绑在曝气系统支管上，下端系以沉子来保持舒展。2.3微曝气系统的设计微曝气系统选用多孔管鼓风曝气系统设施，其主要由风机、风机房、风管系统所组成[11]见图4。风管系统主要由主管和支管组成，主管采用焊接钢管，支管采用加强聚氯乙烯软管。在工程区总共布设66根主管，其规格为直径d=110mm，长度为3m，主管安装在浮床上侧40cm处。支管安装在水下，在浮床单体的北面和南面的主管下面布设支管，每根主管链接着6根支管，支管与支管之间的距离为50cm，支管直径d=60mm，长度为2.5m，总共布设324根，其在水中的深度与弹性生物膜填料的悬挂深度相同，沉于水下。风机主要选用罗茨鼓风机2台（一用一备），具体选型为：SSR-125，口径为125A，转速为1450rpm，风压39.2kPa，流量为8.95m3/min，轴功率为9.00kW，配用电机其型号为Y160M-4，其功率为11kW。

3、结论

（1）通过单因子评价法可知目前茫溪河水质类别属于Ⅴ类甚至是劣Ⅴ类，其水质日益恶劣，因此对于茫溪河的净化迫在眉睫。（2）微曝气生态浮床稳定运行后，可以改变工程区的理化环境，对污染物TN，CODcr，NH3-N等有明显的去除效果，其去除率能分别达到71.59%、39.02%、64.09%。（3）微曝气生态浮床通过微曝气系统提供氧气，改变了工程区水体中的DO，有效的抑制了沉积物中磷的释放，并且促进了沉积物对水体中的磷的吸收，并且给系统微生物处理水体中的污染物质，提供了良好的好氧环境。

作者：付永胜 谢婷 单位：西南交通大学地球科学与环境工程学院