（1）概述

城市河流受到耗氧有机物污染后，水体溶解氧被耗氧有机物消耗，水体出现缺氧，危害水生生态系统，严重时河水黑臭。

人工曝气技术是针对这类城市河道的特点，采用各种强化曝气技术，人工向水体中充入空气（或氧气），加速水体复氧，以提高水体的溶解氧水平，恢复和增强水体中好氧微生物的活力，使水体中的污染物质得以净化，从而改善河流水质。人工曝气充氧的具体作用如下：

①加速水体复氧过程，使水体的自净过程始终处于好氧状态，提高好氧微生物的活力，同时在河底沉积物表层形成一个以兼氧菌为主，且具备好氧菌群生长潜能的环境，从而能够在较短的时间内降解水体中有机污染物。

②充入的溶解氧可以氧化有机物厌氧降解时产生的H₂O、CH₄S及FeS等致黑、致臭物质，有限改善水体黑臭的状况。例如，美国圣克鲁斯港曝气研究显示曝气后的H₂S浓度只是曝气前的1/2~1/3.

③增强河流水体的紊动，有利于氧的传递、扩散以及水体的混合。

④减缓底泥释放磷的速度，当溶解氧水平较高时，Fe²⁺易被氧化成Fe³⁺，Fe³⁺与磷酸盐结合形成难溶的FePO₄，使得在好氧状态下底泥释放磷的过程减弱，而且在中性或者碱性条件下，Fe³⁺生成的Fe（OH）₃胶体，吸附上覆水中的游离态磷，并且在水底沉积物表面形成一个较密实的保护层，在一定程度上减弱了上层底泥的再悬浮，减少底泥中污染物向水体的扩散释放。

（2）河流曝气充氧设备形式

根据需曝气河流水质改善的要求（如消除黑臭、改善水质、恢复生态环境）、河流条件（包括水深、流速、河流断面形状、周边环境等）、河段功能要求（如航运功能、景观功能等）、污染源特征（如长期污染负荷，冲击式污染负荷等）的不同，河流人工曝气可采用固定式充氧和移动式充氧不同形式。

①固定式充氧技术：即在需要曝气曾氧的河段上安装固定的曝气装置。固定式充氧站可以采用不同的曝气形式。

②移动式曝气充氧技术：移动式充氧平台可以根据需要自有移动，这种曝气形式的突出优点是可以根据曝气河流污染状况、水质改善程度，机动灵活地调整曝气设备的位置和运行，从而到达经济、高效的目的。

（3）曝气充氧设备分类与特征

当前国内外已经工程应用的曝气充氧设备种类比较多。从充氧所需的氧源来分，有纯氧曝气与空气曝气。按工作原理来分，有鼓风机-微孔布气管曝气系统、叶轮吸气推流式曝气器、曝气复氧船、太阳能曝气机、纳米曝气装置等。

这些曝气装置中，纳米曝气装置是较为实用的，青藤环境科技的纳米曝气装置，利用纳米曝气装置产生的纳米气泡直径为10-200nm，与水分子有较大的接触面积，使得纳米气泡能够快速增加水中溶解氧的含量。纳米气泡的体积小，在范德华力和表面张力等作用下，能够在水中长时间停留，持续补充水中消耗的溶解氧，提升氧的转移和利用效率。采用纳米曝气专利技术，迅速且持续提升水中的溶解氧，突显了该处理工艺的先进性，具有运行费用低，处理效果稳定，易于操作和管理等特点。