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当前,我国大部分湖泊、水库都受到了一定程度的污染,水源水质原位改善技术的开发与应用成为城市饮用水水质安全保障的前沿研究课题。扬水曝气技术以其应用灵活、投资节省、水质改善效果显著成为一项极具潜力的水源水质原位改善新技术。该技术尤其适合于季节性变化大、内源污染较为严重的水源的水质原位改善。本文针对汾河水库的氨氮污染问题,较系统地研究了扬水曝气器在水库氨氮控制方面的作用与效果。主要包括三个方面的内容:(1)汾河水库水质现状及污染原因分析;(2)汾河水库底泥中污染物释放模拟实验;(3)扬水曝气器对汾河水库水质改善的效果。调查结果表明:汾河水库和万家寨水库主要水质问题是氨氮、铁、锰含量较高,发生时间3~5月份。汾河水库底泥特性沿水流方向存在明显的差别,坝址2.5km范围内底泥中有机质、氮、磷含量明显高于上游,是主要的污染底泥沉积区。实验结果表明:在4℃条件下,坝前2.5km范围内底泥平均耗氧速率约为4mg/(m~2·h),坝址上游2.5km以外底泥平均耗氧速率仅为0.45mg/(m~2·h)。溶解氧DO<2mg/L时,底泥氨氮、铁、锰释放速度快,DO>2mg/L释放缓慢。汾河水库水面结冰后,40天底泥表面溶解氧就从12.4mg/L下降到1~2mg/L。扬水曝气器运行后,由于扬水曝气器的混合、充氧作用,下层水体溶解氧下降的趋势得到遏制,底泥表面溶解氧维持在2mg/L以上。单台扬水曝气器可使水面不结冰区域达到120m,加之风浪的作用,在短期内可使水库底层水体溶解氧提高到8mg/L。扬水曝气器的运行抑制了底泥氨氮释放,使下层氨氮减少,上下层氨氮趋于均匀,并维持在0.05mg/L左右的低水平上。与2005年同期相比,氨氮降低了95%。扬水曝气技术是一种经济、简便、高效的除原水微污染技术,可与多种预处理工艺联用,具有显著的水质改善效果,将在我国水源水库水质改善和饮用水安全保障领域发挥极其重要的作用,具有非常广阔的应用前景。