微小功率裝置改善富營養(yǎng)化水體品質(zhì)研究.pdf

1、底層微孔曝氣和機械擾動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,并且在湖泊、水庫、池塘等電力輸送困難的地方實施困難,推廣難度較大。
　　 針對此問題,本文設(shè)計底層曝氣和機械擾動兩種微小功率裝置,輸入功率約為9.3w,在12m3試驗水池中,加入高濃度污染用水,經(jīng)半年時間連續(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)對比方法,分析水池中各裝置改善水質(zhì)的效果;用流場模擬方法對裝置產(chǎn)生的流場進(jìn)行動力學(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)建了三個試驗水池,設(shè)計了底層曝氣和機械擾動兩種微小功率裝置,在此實驗平臺上進(jìn)行水質(zhì)改善試驗。
　　 (2)測量了水體透明度、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),以此對試驗水池水質(zhì)

3、改善效果進(jìn)行評價。
　　 (3)運用SPSS軟件對采集的試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了試驗結(jié)果分析。
　　 (4)利用FLUENT軟件對兩裝置產(chǎn)生的流場進(jìn)行了模擬分析,對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,對機械擾動裝置主要采用多重參考系法(MRF)進(jìn)行速度場分析,并進(jìn)行了實驗驗證。
　　 研究得到如下結(jié)論:
　　 (1)底層曝氣方式和機械擾動方式產(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,且機械擾動方式效果更好?？瞻讓Ρ瘸厝苎趿科骄底兓^大,且溶氧量呈下降趨勢。
　　 (2)底層曝氣和機械擾動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定量加入試驗水池,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,機械擾動池總氮、總磷分別增加0.006mg/l和0mg/l,空白對比池總氮、總磷分別增加0.038mg/l和0.0031mg/l。表明底層曝氣方式和機械擾動方式均有改善水質(zhì)的效果,且機械擾動方式效果更好。
　　 (4)流場模擬分析表明,底層曝氣裝置空氣流量增大時,相同時間內(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