二、超大流量微氣泡充氧技術
部分污染嚴重的河湖水體有機污染物超標、溶解氧不足，厭氧分解產生的臭氣和黑液造成水體發黑發臭。這類河湖水域在布放人工水草的同時還需對水體進行曝氣充氧。把河湖水域作為天然的接觸氧化處理池，把立體人工水草作為微生物填料，采用超大流量微氣泡充氧技術驅動龐大的河湖水體循環并高效曝氣，滿足生物接觸氧化的特征要求，實現水域的好氧凈化環境。 我們的超大流量微氣泡充氧曝氣機，是在美國的專利機芯基礎上，進行加工開發的適合在河湖水體應用的充氧曝氣設備。低耗能、高效率，功率僅370瓦到1100瓦，能在水中營造龐大的循環水流，用很小的耗能就能將龐大的河湖水體推動。并能把空氣在半真空的情況下壓縮成大量的0.25mm直徑的無壓微泡，氣泡不會增大，基本不上浮，微氣泡可在水中維持長達10小時之久，與水的接觸面積極大，溶氧率極高。在設定的水深處制造大量微氣泡，通過動力散布到水中各個角落，氧利用率可達 85%-95% 。耗電量小。在同樣輸出功率情況下，相對傳統設備效率高得多，節能效果明顯。由于其特殊的設計，設備可長年運行，無故障，無需維修保養，體積小巧，重量輕，運行時水面水下無噪音，安裝使用方便，無需大量基建投入。由于該設備靈巧緊湊、效率高、移動方便，當河道水景突發污染事件時，還可用作緊急充氧設備。 微氣泡充氧曝氣機的使用，可以迅速增加水中含氧量，迅速分解水中的各種有機顆粒，使之變為更小的微粒，有利于進一步的生化分解，并可大量減少污泥的沉淀。同時微氣泡又可以大幅度提高氧氣的供應量，使水體中產生大量的有益生物菌種，明顯提高生化處理能力。好氧情況下BOD去除率達95%以上，其余指標亦因此相應降低。用充氧法使水中有益生物菌種大量繁殖并分解污水中的有機物，見效快、效果好，節能節資，是符合環保節能的好方法。 河湖水域一般離電源較遠，接駁市電不僅很不方便，而且浪費能源，運行成本高,不符合環保節能的原則。在污染比較嚴重，需要動力源驅動曝氣充氧的地方，我們一般采用太陽能作為動力。由于我們的微氣泡充氧曝氣機單機功率僅550瓦，能耗低，效率高，為太陽能應用提供了方便。
在比較空曠的地方，沿河岸每隔一段距離，我們設一套“雙軸追日立桿太陽能電池板”，向微氣泡充氧曝氣機供電。在房屋比較密集的地方，我們把太陽能電池板架設在屋頂上，通過電纜向微氣泡充氧曝氣機供電。采用太陽能動力，不消耗礦石能源，不污染環境，一次性投資，理論壽命長達二十年，是生態治污、長效治污的重要措施之一。 湖泊水體的污染，除了自身水域范圍內的水體自然蒸發濃縮、地表徑流和雨水（因大氣污染）造成的污染外，*主要的污染來源于注水入湖的眾多河道。如果能夠減少這些河道給湖泊帶來的污染，則湖泊水體的污染將至少減少60%以上。 因此我們建議河湖水系的管理部門，如果這些河道的下游缺少水生植物，河水自凈能力差，則可以在河道入湖口以上的200-300米以內種植（布放）立體人工水草（一般不需要充氧曝氣）。使參與自我凈化的微生物大量附著到立體人工水草上生長繁殖，讓立體人工水草的慣性沖撞、屏蔽、過濾等物理作用和微生物的吸附、分解、增殖、氧化等生化作用有機的結合在一起，發揮綜合性作用。使河水在進入湖泊前就得到原位直接凈化，從而減少河水污染物對湖泊水體的污染。
以長1千米，寬15米，平均水深2.5米的河段為例，若感官上水體污染嚴重，水體發黑、發臭，能見度接近為零，則說明水中溶解氧消耗殆盡，基本處于厭氧狀態，需要對水體進行曝氣充氧。 在選取治理河段的上下游與非治理河段的分界處，我們采取20-30米范圍內立體人工水草密集布放，形成生物過濾分隔帶，對分隔帶內的1千米河段進行河水原位生態凈化。
若河水有一定的流速，溶解氧在2mg/L以上，水體能見度達到10cm以上，則不一定需要進行動力充氧曝氣，單獨布放立體人工水草，也能收到較好的效果。 待水體生態修復以后，如果沒有大量的污水進入河道，太陽能和充氧設備可以部分移到別處使用。立體人工水草也可以減少密度，部分人工水草可以提出水面，放到其他水域中使用。 如果僅需短時間曝氣充氧，現場距離市電又不是太遠，也可以采用市電作為動力，這樣一次性投資可以減少一些。 河湖水體原位生態凈化方法和傳統方法相比，一次性投資差距不大，但是對比水體治理的時間效果和水體生態的修復效果差距卻比較大。1、清淤。只能作為水體凈化的前期工程，需要和調水、配水相結合。但是調水、配水只是將污染水體從一個區域轉移到另一個區域，是污染水體的自身循環，無法從根本上解決問題。而且這種方法維持時間短，污染容易復發，往往需要重復頻繁實施。2、生態濕地修復。生態濕地具有降解污染物，凈化水質的功能。但是生態濕地要求面積大，凈化效率低。在經濟發達的城區不具備建造大型生態濕地的條件，而且對于重污染水源無法治理，甚至會使生態濕地遭受破壞，植物死亡產生腐蝕物質，釋放到水體中，會造成更嚴重的水體污染。3、投放微生物和復合酶。開始投放時效果比較明顯，但是如果沒有像立體人工水草這樣的微生物載體配合，效果的維持時間會很短，需要反復投放。而且投放的外來微生物不利于土著微生物的生長繁殖，不利于水體生態系統的恢復和建立。4、人工浮島技術。人工浮島具有植物根系附著生物多、水生植物能直接吸收N、P，對日光具有遮蔽效果，能抑制植物性浮游藻類，提高水體的透明度等。但是浮島水生植物生長期短，有很強的季節性。每年都需要清理、復種，比較麻煩。水生植物的枯敗枝葉如不及時清除，不僅影響景觀，而且污染水體。和上述四種方法相比，水體原位生態凈化方法具有以下明顯的優勢：1、維持時效長，一次性投資，今后十多年基本不需要再投資，只需簡單的維護管理就行；2、水體生態修復利用的是天然存在的土著微生物，通過大量增值的微生物的生命活動，把有機物轉化為無機物，逐步恢復水生生態系統，恢復水體的自凈功能。3、不受季節更替的影響，春夏秋冬一樣發揮作用。不會因為水生植物死亡腐爛，造成更嚴重的水體污染。
