曝氣誘導(dǎo)內(nèi)波破壞水庫(kù)水溫分層中試研究.pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,城市人口越來(lái)越多,為滿足供水需求量的增加,水庫(kù)正逐漸成為我國(guó)多數(shù)城市的主要供水水源。針對(duì)我國(guó)現(xiàn)階段分層型水庫(kù)污染現(xiàn)狀,以及傳統(tǒng)破壞分層技術(shù)的低效率、高能耗等普遍問(wèn)題,提出一種新的方法——通過(guò)曝氣誘導(dǎo)形成內(nèi)波,充分利用內(nèi)波潛在的巨大能量對(duì)水體已有分層進(jìn)行破壞,實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能的目的。研制了能模擬基于自然對(duì)流而形成水溫分層的中試模型水庫(kù),研究了曝氣誘導(dǎo)形成內(nèi)波的可行性,分析了內(nèi)波破壞水體分層的過(guò)程和效果。該研究將為應(yīng)用等溫

2、層曝氣誘導(dǎo)內(nèi)波混合技術(shù)經(jīng)濟(jì)高效地改善分層型水源水庫(kù)水質(zhì)提供科學(xué)的理論依據(jù)和直接的理論支持。
　　本實(shí)驗(yàn)主要研究?jī)?nèi)容:
　　(1)研制了能模擬基于自然水溫分層的中試模型水庫(kù),采用空調(diào)冷凝管構(gòu)成的冷源系統(tǒng)冷卻底部水體,實(shí)現(xiàn)了與實(shí)際水庫(kù)類似的基于自然對(duì)流的水溫分層結(jié)構(gòu),在不同室溫條件下形成較為穩(wěn)定的溫度分層。具有同一水平面水溫均勻,制冷速度快,能耗低,裝置簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
　　(2)根據(jù)在兩不同密度接口處的外部擾動(dòng)能生成內(nèi)波的結(jié)

3、論,揚(yáng)水曝氣產(chǎn)生的周期性出流能作為擾動(dòng)源,在分層水環(huán)境中誘導(dǎo)形成內(nèi)波。研究了在50、75、100、125、150、175、200L/h這7種曝氣量條件下,曝氣誘導(dǎo)形成內(nèi)波的可行性,分析了內(nèi)波破壞水體分層的過(guò)程。當(dāng)曝氣量為100-150L/h時(shí),能形成較為規(guī)則的內(nèi)波,內(nèi)波周期與氣彈形成周期基本一致,內(nèi)波波長(zhǎng)和波高較大。
　　(3)曝氣器的出口位置影響內(nèi)波的形成,當(dāng)揚(yáng)水曝氣器的出口位于等溫層頂部,介于等溫層與躍溫層的分界面時(shí),曝氣能誘

4、導(dǎo)形成內(nèi)波;當(dāng)揚(yáng)水曝氣器的出口位于變溫層中,曝氣不能誘導(dǎo)形成內(nèi)波。內(nèi)波破壞分層過(guò)程主要以減小表層和底層水溫差別、躍溫層逐步下潛、等溫層變薄為特征,破壞分層的速度與曝氣量正相關(guān)。
　　(4)試驗(yàn)中距離曝氣器出口不同距離處水體垂向溫度斷面在同一時(shí)刻的差別不大,說(shuō)明內(nèi)波覆蓋范圍廣,破壞水體分層的效果較為均勻。
　　(5)相對(duì)傳統(tǒng)的循環(huán)水流混合,等溫層水溫為5℃時(shí),躍溫層溫度梯度約為0.565-0.410℃/cm和等溫層水溫為10℃