微小功率裝置改善富營養(yǎng)化水體品質(zhì)研究.pdf

1、底層微孔曝氣和機(jī)械擾動(dòng)增氧是改善水體富營養(yǎng)化兩種有效的方法,但這些方法存在功率高,能耗大等缺點(diǎn),并且在湖泊、水庫、池塘等電力輸送困難的地方實(shí)施困難,推廣難度較大。
　　 針對(duì)此問題,本文設(shè)計(jì)底層曝氣和機(jī)械擾動(dòng)兩種微小功率裝置,輸入功率約為9.3w,在12m3試驗(yàn)水池中,加入高濃度污染用水,經(jīng)半年時(shí)間連續(xù)作用表明,裝置有改善水質(zhì)的效果。理論上,該裝置放大后投入湖泊、水庫、池塘中,也將起到防止和改善水體富營養(yǎng)化的作用。
　　

2、 研究采取水質(zhì)指標(biāo)對(duì)比方法,分析水池中各裝置改善水質(zhì)的效果;用流場(chǎng)模擬方法對(duì)裝置產(chǎn)生的流場(chǎng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,為后續(xù)研究建立基礎(chǔ)。
　　 本論文主要研究工作包括:
　　 (1)通過文獻(xiàn)閱讀,分析了造成水體富營養(yǎng)化的原因;構(gòu)建了三個(gè)試驗(yàn)水池,設(shè)計(jì)了底層曝氣和機(jī)械擾動(dòng)兩種微小功率裝置,在此實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行水質(zhì)改善試驗(yàn)。
　　 (2)測(cè)量了水體透明度、溶解氧、pH值、水溫、總氮與總磷、化學(xué)需氧量等水質(zhì)指標(biāo),以此對(duì)試驗(yàn)水池水質(zhì)

3、改善效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。
　　 (3)運(yùn)用SPSS軟件對(duì)采集的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了試驗(yàn)結(jié)果分析。
　　 (4)利用FLUENT軟件對(duì)兩裝置產(chǎn)生的流場(chǎng)進(jìn)行了模擬分析,對(duì)底層曝氣裝置主要采用氣液兩相流中(VOF)模型進(jìn)行氣含率分析,對(duì)機(jī)械擾動(dòng)裝置主要采用多重參考系法(MRF)進(jìn)行速度場(chǎng)分析,并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　 研究得到如下結(jié)論:
　　 (1)底層曝氣方式和機(jī)械擾動(dòng)方式產(chǎn)生的溶氧量平均值分別從8.0853mg/l和8

4、.9527mg/l增加到10.7580mg/l和11.0037mg/l。進(jìn)一步分析標(biāo)準(zhǔn)差,表明溶氧量分布較均衡,打破了溶氧量分層,有利于水質(zhì)的改善,且機(jī)械擾動(dòng)方式效果更好?？瞻讓?duì)比池溶氧量平均值變化較大,且溶氧量呈下降趨勢(shì)。
　　 (2)底層曝氣和機(jī)械擾動(dòng)裝置將水從底層提至表面,形成循環(huán)作用,打破了水溫分層現(xiàn)象,也有利于水體凈化。
　　 (3)以氮、磷作為模擬污染源定時(shí)定量加入試驗(yàn)水池,添加濃度分別為0.042mg/l和

5、0.0032mg/l情況下,底層曝氣池總氮、總磷分別增加0.008mg/l和0.002mg/l,機(jī)械擾動(dòng)池總氮、總磷分別增加0.006mg/l和0mg/l,空白對(duì)比池總氮、總磷分別增加0.038mg/l和0.0031mg/l。表明底層曝氣方式和機(jī)械擾動(dòng)方式均有改善水質(zhì)的效果,且機(jī)械擾動(dòng)方式效果更好。
　　 (4)流場(chǎng)模擬分析表明,底層曝氣裝置空氣流量增大時(shí),相同時(shí)間內(nèi),導(dǎo)流筒中氣含率分布變大,溶入水中的氧氣量增多,達(dá)到了一定的增