浅水湖泊防控黑臭水体复氧技术_刘海洪
黑臭水体治理有哪些新的技术路径
黑臭水体治理有哪些新的技术路径在城市化和工业化快速发展的进程中，黑臭水体问题日益凸显，严重影响了生态环境和居民的生活质量。
为了改善这一状况，科研人员和环保工作者不断探索和创新，开发出了一系列新的黑臭水体治理技术路径。
一、微生物修复技术微生物在水体的自净过程中起着至关重要的作用。
微生物修复技术就是利用微生物的代谢活动，将水体中的有机污染物分解为无害物质。
例如，一些特定的细菌和真菌能够分解有机物，吸收氮、磷等营养物质，从而降低水体的污染程度。
通过向黑臭水体中投放经过筛选和培养的高效微生物菌群，可以加速水体的净化过程。
这种技术的优点在于成本相对较低，不会产生二次污染，而且能够从根本上改善水体的生态系统。
但微生物的生长和代谢受到环境因素的影响较大，如温度、pH 值、溶解氧等，因此在实际应用中需要对水体环境进行适当的调控，以保证微生物的活性和修复效果。
二、生态浮床技术生态浮床是一种将水生植物种植在浮体上的技术。
这些水生植物的根系能够吸收水体中的氮、磷等营养物质，同时还能为微生物提供附着的表面，增强水体的自净能力。
常见的水生植物包括美人蕉、菖蒲、水葱等，它们不仅具有良好的净化效果，还能美化水体景观。
生态浮床技术的优势在于操作简单，维护成本低，同时能够提高水体的生态多样性。
但需要注意的是，植物的选择要因地制宜，根据水体的水质、水深和气候条件等因素进行合理搭配，以确保植物能够正常生长和发挥净化作用。
三、人工湿地技术人工湿地是模拟自然湿地的生态系统，通过构建湿地基质、水生植物和微生物的协同作用来净化水体。
污水在流经人工湿地时，其中的污染物会被基质过滤、吸附，植物吸收以及微生物分解。
人工湿地可以分为表面流湿地、潜流湿地和垂直流湿地等类型，不同类型的湿地具有不同的特点和适用范围。
该技术具有处理效果好、运行成本低、生态景观效益佳等优点。
但人工湿地的建设需要占用一定的土地面积，而且在冬季低温时，净化效果可能会受到一定的影响。
水体复氧技术
水体复氧技术简介水体复氧技术是一种通过增加水体中的溶解氧来改善水质的方法。
复氧技术可以提高水体中的氧气含量，促进水体中的生物活动，改善水生态环境。
本文将介绍水体复氧技术的原理、应用和效果，并探讨其在环境保护和水资源管理中的重要性。
原理水体复氧技术的原理是通过加氧装置向水体中注入氧气。
加氧装置可以采用气体曝气、溶氧装置或氧气发生器等方式，将氧气导入水体中。
在水体中，氧气可以溶解在水中，提高水体中的溶解氧含量。
溶解氧是水中生物生存和繁衍所必需的，可以促进水生生物的新陈代谢和呼吸作用，提高水体的自净能力。
应用水体复氧技术广泛应用于水环境修复、水产养殖和水资源管理等领域。
水环境修复在污染严重的水体中，水体复氧技术可以提高水体中的溶解氧含量，促进水中有机物的降解和氧化反应，加速水体的自净过程。
此外，复氧技术还可以改善水体中的氧化还原电位，促进有害物质的转化和去除。
通过水体复氧技术，可以有效修复富营养化水体、重金属污染水体和有机污染水体等。
水产养殖水体复氧技术在水产养殖中也有重要应用。
水产养殖中的鱼类、虾类等生物需要充足的溶解氧来维持其正常生理功能。
通过水体复氧技术，可以增加水体中的溶解氧含量，提高水质，促进水产养殖业的发展。
此外，复氧技术还可以改善养殖水体的水质环境，减少养殖过程中的废水排放和污染。
水资源管理水体复氧技术在水资源管理中起到重要作用。
复氧技术可以提高水体中的溶解氧含量，改善水体的水质，增加水体的生态容量。
通过水体复氧技术，可以提高水体的自净能力，促进水体的自我修复和再生。
此外，复氧技术还可以提高水体的氧化还原能力，促进有害物质的转化和去除。
通过有效管理水体资源，可以更好地保护水生态环境，实现可持续发展。
效果水体复氧技术的应用可以带来以下效果：1.提高水体中的溶解氧含量，改善水质；2.促进水中有机物的降解和氧化反应，加速水体的自净过程；3.改善水体中的氧化还原电位，促进有害物质的转化和去除；4.提高水产养殖的产量和质量，促进养殖业的发展；5.减少养殖过程中的废水排放和污染；6.增加水体的生态容量，提高水体的自净能力；7.促进水体的自我修复和再生；8.保护水生态环境，实现可持续发展。
浅水湖泊水体富营养化治理技术研究进展
2.1氧化法 化学氧化剂可以有效地通过氧化作用破坏藻细
胞结构，干扰藻类进行正常的新陈代谢作用，最终导 致藻类细胞失去生理活性而死亡，达到抑制水体富营 养化的目的。常见的抑制水体富营养化的氧化剂包括 氯气（Cl?）、过氧化氢（H202）和臭氧（。3）等。 2.2植物化感
植物化感是指一种植物通过向环境释放化学物 质而对另一种植物（包括微生物）所产生的直接或间 接的伤害或促进作用铁诸多研究表明，浅水湖泊中 的沉水植物对浮游植物生长有明显影响，苦草、金鱼
4微生物修复技术
近年来，关于利用微生物来修复富营养化水体 的相关研究十分活跃。微生物对富营养化水体修复能 起到显著的效果，主要依靠微生物修复剂投加技术和 微生物固定化技术。 4.1微生物修复剂
微生物修复技术主要利用微生物的生物代谢作 用，使水体中有机物、氮、磷等污染物含量降低，水 质得到改善。微生物修复剂是以特异功能菌为主要成 分的微生物复合制剂。利用微生物“组团”作战，“消 灭”水体富营养物质。在特异性功能菌作用下，水体 中NH3, NH4\ NO3-、NO2-可通过微生物的氨化-硝
微滤膜可以截留溶液中的悬浮物、细菌、藻类， 从而达到净化水质的目的。超滤膜膜具有更小的孔 径，可以有效滤除废水中的悬浮物、胶体、蛋白质和 微生物等大分子物质。微滤/超滤可大大减少化学药 剂的使用量，可设计成自动化系统，运行简易，占地 面积小。将藻类以悬浮或固定化方式附着在载体上， 形成藻类膜，其具有脱氮除磷的优异功效。藻类膜以 氨氮（NH3-N）为氮源，通过藻类光合作用和硝化脱 除NH3-N,进而加快脱氮进程，总氮和NH3-N的去 除率分别可达力.9%和85.59%O通过同化反应和化 学沉淀，藻类膜对TP的去除率可达80.79%叫 1.4环浚
水芹、风车草、纸莎草、莺尾、菖蒲、石菖蒲、芦苇、 芦竹、菱白和千屈菜。有研究报道，黄花莺尾和千屈 菜对总氮的去除效果好于其他植物，黄花莺尾和香蒲 的总磷去除效果好于其他植物，对磷酸盐的去除能力 大小排序为：芦苇〉水葱〉慈姑〉水花生〉香蒲怙 沉水植物主要有狐尾藻、轮叶黑藻、金鱼藻、马来眼 子菜、苦草、范草等。其中，金鱼藻具有较为突出的 TP去除能力和相对较好的生长状况，是一种较有前景 的水体修复植物。沉水植物的另一水体修复机制是通 过化感作用抑制藻类生长。与挺水植物相比，沉水植 物生长易受水深、底泥营养盐浓度、水体透明度等影响, 其使用可能会受到一定的水体条件限制。此外，沉水 植物的种植和生长调控需要一定的技术和管理水平。
黑臭恶臭水体生态环境系统性修复技术
5月25日 31.2 75 0.17 0.09 70
6月5日 27.1 12
低于检出限
0.05
6月19日 去除率 14 79.50% 8 83.30% 0.06 95.50% 0.04 97.30% 65
*红色线为地表水四类水标准。
施工部分
景观水体
广州中山Y公园施工
施工日:2013年10月11日
未施工部分
技术优势：
复合型生物制剂 （好氧厌氧兼并）
安全 高效能菌剂
恢复生态链
施工简单 成本低廉
降解水体中氨氮，cod等有害有 机物的同时可以降解底泥中的硫 化物等有害物质。水体和底泥综 合治理
整体修复
繁殖能力强， 持续效果时 间长。不是化学药剂 不会造成二次污染
与现有的生物共存， 改善环境恢复已破坏 生态链
●Hｍ畜牧业用生物制剂：改善动物肠内免疫能力， 消除恶臭，提高肉质品质，降低疾病死亡率。
根据项目的具体情况采取不同包装产 品提案。 本产品分为两种包装，速效性的罐装和 持续性的袋装。 均为1kg包装根据水环境， 水流的流速来判断使用。水流很快的地 方以袋装为主。
本产品为高效能生物制剂，1kg可针对500t到1000t，根据水质情况，已经周边情况， 酌量增减用量。
硫化物（mg/l)
1.6
1.4
施工前后
1.2
标准值
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0 4月11日-0.2来自4月21日5月1日
5月11日 5月21日 5月31日 6月10日 6月20日 6月30日 7月10日 7月20日
总 磷（mg/l)
1.4
1.2
施工前后
1
标准值
黑臭水体治理中的工程应用：超微气泡富氧+生物活化技术
黑臭水体治理中的工程应用：超微气泡富氧+生物活化技术研究背景近几年，随着国内城市黑臭水体综合整治工作的开展，整治效果逐渐体现，但也出现了治理后水质不稳定，黑臭现象反复的问题。
研究表明，该问题主要与内源污染物的微生物降解和外源污染物的输入有关，因此，实现长效治理除应保证外源污染得到有效控制外，内源污染治理及治理后水环境的生态修复成为关键。
目前国内外常采用清淤换水、曝气富氧、微生物修复、生态修复等技术实现水体净化和底泥修复，其中，微生物修复和曝气富氧作为原位修复技术，以其治理效果好、对原生态系统冲击小，成本低等优点得到广泛的应用与研究。
生物促生剂(亦称生物活化剂)是微生物修复的一种。
曝气富氧是黑臭水体治理的常用技术，曝气富氧能够提高水体和底泥的含氧量，改善供耗氧失衡问题，去除沉积物中的致黑物质，使底泥颜色恢复至正常的黄褐色，对黑臭水体和底泥修复有较好效果。
目前关于生物促生剂和曝气富氧技术多以实验研究为主，缺少实际工程应用及其治理长效性的效果验证。
基于此，本文以某重度黑臭河道为例实施工程治理，应用超微气泡富氧技术(移动式曝气船+定点式曝气设备)和生物活化技术对治理区的水质和底质进行原位治理，再辅以常规生态修复技术，以实现黑臭消除与生态恢复目的，同时对治理效果的长效性进行分析，为类似的黑臭水体治理工程提供技术支撑与借鉴经验。
摘要近几年，随着国内城市黑臭水体综合整治工作的开展，整治效果逐渐体现，但也出现了治理后水质不稳定，黑臭现象反复的问题。
研究表明，该问题主要与内源污染物的微生物降解和外源污染物的输入有关，因此，实现长效治理除应保证外源污染得到有效控制外，内源污染治理及治理后水环境的生态修复成为关键。
目前国内外常采用清淤换水、曝气富氧、微生物修复、生态修复等技术实现水体净化和底泥修复，其中，微生物修复和曝气富氧作为原位修复技术，以其治理效果好、对原生态系统冲击小，成本低等优点得到广泛的应用与研究。
生物促生剂(亦称生物活化剂)是微生物修复的一种。
黑臭水体整治实施方案
黑臭水体整治实施方案一、背景介绍黑臭水体是指污水长期积存、污染物长时间滞留，致使水体发生腐败、恶臭、变黑等现象的水体。
黑臭水体不仅给人们的生活带来了巨大的困扰，还严重影响了城市的形象和可持续发展。
为了改善环境质量，保护水资源，需要制定一套科学合理的黑臭水体整治实施方案。
二、整治目标本方案的整治目标是彻底改善黑臭水体现象，恢复水体环境的自净能力，达到以下几个方面的要求：1.消除水体中的臭味，恢复水体的清新气息；2.降低水体中的污染物浓度，改善水质；3.提高水体的生态功能，恢复水生态系统的健康状态；4.修复水体周边的景观环境，改善城市形象。
三、整治措施根据黑臭水体的成因和特点，采取以下综合措施进行整治：1. 收集和处理污水通过扩建下水道管网，引导污水排入污水处理厂进行处理，避免直接排入水体。
同时，对于无法接入下水道的区域，采取合理的收集和处理措施，确保污水不进入水体。
2. 修复水体周边环境通过植树造林、绿化景观等措施，修复水体周边的生态环境，提高水体的景观效果，为市民提供一个良好的休闲环境。
3. 河道清淤和改造对于积存大量污泥和垃圾的河道，进行清淤工作，清除淤泥和垃圾，恢复河道的正常流量。
同时，对于破损的堤岸、倒塌的护岸等，进行修复和改造，确保河道的畅通。
4. 水质提升和生态恢复通过投放水质净化剂和生态修复材料，改善水体中的污染物浓度，降低水质的污染程度。
同时，引入适应性强的水生植物，促进水体中生物多样性的恢复。
5. 监测和评估在整治过程中，建立科学的监测体系，对整治效果进行实时监测和评估。
根据监测结果，及时调整整治策略，确保整治效果的可持续性。
四、预期效果经过一段时间的整治工作，预计将取得以下效果：1.黑臭水体现象得到根本改善，水体清新无异味；2.水质明显提升，污染物浓度大幅降低；3.水生态系统逐渐恢复，生物多样性得到增加；4.水体周边环境得到修复和改善，城市形象得以提升。
五、实施计划制定完善的实施计划是顺利实施整治工作的关键。
黑臭水体治理有哪些新的技术路径
黑臭水体治理有哪些新的技术路径在城市化和工业化快速发展的进程中，黑臭水体问题日益凸显，不仅严重影响了城市的生态环境和居民的生活质量，也对水生态系统造成了巨大的破坏。
为了改善这一状况，科学家和工程师们不断探索和创新，研发出了一系列新的技术路径来治理黑臭水体。
一、生态修复技术生态修复技术是一种基于自然生态系统原理的治理方法，旨在恢复水体的生态功能和自净能力。
其中，水生植物修复技术是较为常见的一种。
通过在水体中种植适宜的水生植物，如荷花、睡莲、菖蒲等，它们能够吸收水体中的氮、磷等营养物质，同时为微生物提供栖息和附着的场所，促进水体的净化。
此外，人工湿地技术也是生态修复的重要手段之一。
人工湿地是模拟自然湿地的生态系统，通过构建由土壤、沙石和水生植物组成的湿地床，让污水在流经湿地时得到净化。
湿地中的植物根系和微生物能够有效地去除有机物、氮、磷等污染物，同时还能增加水体的溶解氧含量，改善水质。
生态浮床技术则是将水生植物种植在浮床上，使其漂浮在水面上。
浮床上的植物可以吸收水体中的污染物，同时其根系还能分泌一些物质，促进微生物的生长和代谢，进一步提高水体的净化效果。
二、微生物修复技术微生物在水体的物质循环和能量流动中起着至关重要的作用。
微生物修复技术就是利用微生物的代谢活动来降解水体中的污染物。
例如，投加高效降解菌可以加速有机物的分解，从而减少水体中的污染物含量。
另外，生物膜技术也是一种有效的微生物修复方法。
通过在水体中设置载体，如纤维束、塑料填料等，微生物会在载体表面形成生物膜。
生物膜中的微生物能够与水体中的污染物充分接触，进行吸附、降解和转化等作用，从而达到净化水体的目的。
三、物理修复技术物理修复技术主要包括底泥疏浚和曝气增氧。
底泥是水体污染物的重要蓄积库，其中含有大量的有机物、氮、磷等污染物。
通过底泥疏浚，可以将富含污染物的底泥清除，减少内源污染的释放，从而改善水体质量。
曝气增氧则是通过向水体中注入空气或氧气，增加水体的溶解氧含量。
纯氧纳米气泡水生态修复技术在黑臭水体治理中的应用
27污水处理篇1、前言随着我国经济快速发展，城市规模迅速扩张，工业废水和生活污水排放量日益增大，大量污水排入城市水体，有机和无机污染物浓度严重超标，出现季节性或终年黑臭水体现象[1]。
黑臭水体导致城市河道、景观湖泊等水体水质变差，景观性降低，生态环境问题日益凸显，严重影响居民生活和城市发展。
《水污染防治行动计划》(简称“水十条”)第一次明确将城市黑臭水体纳入国家水治理体系范畴。
遵循节水优先、系统治理的原则，贯彻安全、清洁、健康的方针，采用源头控制、科学治理的方法，以达到水环境质量逐步改善，生态系统实现良性循环的目标。
“水十条”要求“到2020年，地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内，到2030年，城市建成区黑臭水体总体得到消除”[2]。
为贯彻落实“水十条”，消除黑臭水体，促进城市生态文明建设，纯氧纳米气泡水生态修复技术治理技术应运而生，为黑臭水体治理和水生态修复提供了一种切实可行的解决方案。
2、纯氧纳米气泡水生态修复技术纯氧纳米气泡水生态修复技术是将高浓度的纯氧纳米气—水混合液充入污染水体，使溶解氧快速增加，好氧微生物快速激活，水中污染物被降解，黑臭现象开始改善，水体透明度提高。
生物活性被强化，生物现象开始显现，氨氮、有机污泥逐步降解、消减，污染水体开始恢复，水体生态的良性循环系统随之开始建立。
2.1 纳米气泡的特性一般气泡在水中由产生到浮出水面并破碎消失的时间较短，即气泡停留时间短。
而微米气泡在水中由产生到最终破裂消失会持续几十秒或几分钟[3]。
Takahashi [4]在研究中指出，20μm 的气泡一般存在10秒左右，纳米气泡可在水中停留几个月。
纳米气泡的表面是由带负电荷的分子状态形成，由于水分子纯氧纳米气泡水生态修复技术在黑臭水体治理中的应用□ 太仓昊恒纳米环保有限公司 李光勇 范丹丹 吉林安摘要关键词纯氧纳米气泡水生态修复技术为黑臭水体治理提供了一项新的实用技术手段，通过向水体中通入高浓度纯氧纳米气—水混合液，快速提升水体中溶解氧，激活土著微生物，消除水体黑臭，提升水体水质。
水体生态修复技术在黑臭河道治理中的应用
河流为我们人类提供了非常宝贵的淡 水资源．带来了从古至今的航运之便。促 进了人类文化文明和社会发展，是人类赖 以生存和发展的起源地。河流能够为人类 提供生活消费的产品和提供保证人类生活 质量的服务，这样便形成了一个与人类文 明息息相关的河流生态系统。随着我国的 经济不断增长、城市化进程的不断加快． 城市人口聚集。导致工业废水和生活污水 排放量增加。使城镇及周边环境污染、河 水环境质量急剧下降，绝大多数河流水质 属劣Ｖ类，河流黑臭现象日益严重。这一 现象严重阻碍了当前经济社会的可持续发 展和沿岸居民的健康生活。
１生物修复技术 生物强化技术已广泛应用于水产养 殖、农业等领域，实际上它就是外源微生 物投放技术。即向水体当中添加微生物科 技产物制剂。使水体当中拥有的污染物能 够快速讲解，全面增强水体自身拥有的自 动净化这一功能，在我国的各个城市当中 水体生态环境的有效治理当中进行使用微 生物科学制剂产物包括ＣＩｅａｒ—ＦＩｏｒａ菌剂、 ＬＬＭＯ生物活性液、日本的有效微生物茵 群、中国的光合细菌、硝化细菌等，并取 得了一定的治理效果。一些城市水务部门 应用“东江放线菌”、放线菌、水底曝氧 和投放微生物相结合等办法，目前为止我 国已经在生物促生这一技术上取得了非常 显著成绩，其成功案例包括：上海的随塘 河、绥宁河、上澳塘、静安公园；广州市
三、水体生态修复技术在黑臭河道 治理中的应用
目前，针对中小河道生态修复的方法 包括污染控制技术、河道的生物修复技术、 河道的生态环境修复改造技术、生态护岸、 水生植物种植、生态浮床等。另外．对于 不同类型的河道，生态修复的侧重点应有 所不同。中心城市与郊区小城镇的河道形 态宜遵循河道自身现有的形态布局，生物 或生态治理的重点应该放在河道内部的护 岸改造、地形组建、水质净化和生态绿化 等；农村及乡镇的河道生态治理重点应为 生物环境多样性的保护及构建、水生动植 物、微生物的恢复及生态环境的绿化【２】。
黑臭水体治理黑臭水体治理技术
黑臭水体治理黑臭水体治理技术黑臭水体治理篇(一):黑臭水体的成因及管理对策到2020年，我国地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内；到2030年，城市建成区黑臭水体总体得到消除。
这是国务院发布的《水污染防治行动计划》（简称“水十条”）对黑臭水体治理提出的明确要求。
城镇区域黑臭水体不仅给群众带来了极差的感官体验，也是直接影响群众生活的突出水环境问题。
当务之急，就是要认清其成因并采取有效治理措施，消除黑臭。
1黑臭水体是感官性污染常见现象20世纪中期，英国的泰晤士河是世界上最早发生黑臭问题的河流之一。
上世纪70年代，德国的莱茵河由于流经重工业区，工业污水排入莱茵河，其污染也达到了顶峰。
同时期美国的芝加哥河、特拉华河等，也因为遭到严重污染导致水体常年黑臭。
在我国城市化和工业化进程加快的过程中，由于水污染控制与治理措施滞后，或者能力有限与水平低下，一些城市水体尤其是中小城市水体，直接成为工业、农业及生活废水的主要排放通道和场所，导致城市水体大面积受污染，引起水体富营养化，形成黑臭水体。
所谓“黑臭”，主要属于环境景观、物理指标范畴。
是指在视觉上河流水体呈现因污染而产生的明显异常颜色（通常是黑色或泛黑色），同时产生在嗅觉上引起人们感觉不适甚至厌恶的气味，是水体感官性污染最常见的一种现象。
我国河流黑臭现象最早出现在上海苏州河，随后南京的秦淮河、苏州的外城河、武汉的黄孝河和宁波的内河等，均出现不同程度的黑臭现象。
近几十年来，黑臭水体的范围和程度不断加剧，在全国大部分城市河段中，流经繁华区域的水体绝大部分受到不同程度的污染。
尤其是各大流域的二级与三级支流的黑臭问题更加突出，且劣化程度逐年提高。
如淮河，2014年国家环境质量状况公报数据表明，干流水质全年都在Ⅳ类水以上，但主要支流的劣Ⅴ类水体超过23%；在各大水系中海河的劣Ⅴ类水质程度最高，国控断面监测数据表明，干流劣Ⅴ类达37%、支流劣Ⅴ类达44%。
2缺氧与富营养为水体黑臭主因水体黑臭主要是水体缺氧造成的，同时也与水体富营养化和底泥沉积有关。
黑臭水体臭氧化纯氧曝气处理
黑臭水体臭氧化纯氧曝气处理
高静思;张锡辉;宋乾武
【期刊名称】《建设科技》
【年(卷),期】2008(000)021
【摘要】水体黑臭主要是水体受到严重有机污染所致。
溶解氧大幅下降，水体进
入厌氧阶段，引起污染物酸化分解和厌氧细菌分泌代谢产物，表现为水体发黑发臭。
近年来，国内外已经开展了很多关于消除黑臭技术的研究和实践，河道曝气法被证明是一种有效的工程措施。
该方法可以大幅提高河水中的溶解氧，直接抑制或阻断黑臭物质的产生，具有见效快、成本低的优点。
【总页数】2页(P38-39)
【作者】高静思;张锡辉;宋乾武
【作者单位】清华大学深圳研究生院环境工程与管理研究中心;清华大学深圳研究
生院环境工程与管理研究中心;中国环境科学研究院工程设计中心
【正文语种】中文
【中图分类】X7
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3.纯氧曝气在河道排污口应急处理上应用效果探究 [J], 郭跃华;程浪;李瑞博;吴胜
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4.基于活性无烟煤滤池的纯氧曝气与加碱联用处理效果研究 [J], 刘清华;陈丽珠
5.纯氧曝气处理石化废水出现异常运行状况的处理 [J], 王国栋;郝玉翠;连立国因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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、 空限； 曝气扬水筒氧利用率低且仅可用深度大于 6 m 的湖泊［7-8］， 表面曝气机在湖面安装困难且安装 缆绳将阻挡航道
［9 ］
； 射流曝气器吸气量小， 服务面
积小， 氧利用率较低［10］， 难以实现大型化． 本文通过室内模拟试验研究复氧技术控制浅 水湖泊湖泛的机理及控制参数， 并设计适用于浅水 湖泊复氧的新型升流循环复氧装置（ UFCＲ ） ， 结合 室内 / 室外试验和计算流体动力学模型研究表明， UFCＲ 装置 适 合 于 浅 水 湖 泊 湖 泛 发 生 时 的 应 急 控制．
8 8
cells / L ， 因此控制室内温度为 （ 30 ± 2 ） ℃ ， 并对模 拟试验水柱作蔽光处理， 阻止蓝藻的光合作用， 促 进蓝藻消亡． 各组初始藻浓度、 湖水、 底泥均相同， 区别仅在于曝气强度的不同． 人工复氧装置采用电 磁式空气泵和砂芯曝气头曝气． 1 ） 早期阶段组（ Ⅰ 组） 当水体逐渐因藻腐 败溶解氧浓度降低至 2． 0 mg / L 时， 通过控制人工 复氧气量， 使水体溶解氧稳定在 2． 0 mg / L． 2 ） 渐进阶段组（ Ⅱ 组） 当水体逐渐因藻腐 通过控制人工 败溶解氧浓度降低至 1． 0 mg / L 时， 复氧气量， 使水体溶解氧稳定在 1． 0 mg / L． 3 ） 发生阶段组（ Ⅲ组） 当水体逐渐因藻腐败 而溶解氧浓度低至 0 时（ OＲP 为 － 100 mV ） ， 通过控 制人工复氧气量， 使水体溶解氧稳定在 1． 0 mg / L． 4 ） 深度发展阶段组（ Ⅳ 组） 当水体逐渐因 藻腐 败 而 溶 解 氧 浓 度 降 低 0 时 （ OＲP 为 － 350 mV ） ， 通过控制人工复氧气量， 使水体溶解氧稳定 在 1． 0 mg / L． 5 ） 对照组（ Ⅴ组） 不做曝气处理．
浅水湖泊防控黑臭水体复氧技术
刘海洪 李先宁 宋海亮
（ 东南大学能源环境学院， 南京 210096 ）
摘要： 试验研究了复氧技术防控浅水湖泊黑臭水体发生的机理和复氧设备 ． 研究发现， 当太湖水 在藻浓度 1． 0 × 10 8 ～ 5． 0 × 10 8 cells / L ， 水温约 28 ℃ 时， 静止过程中水中的 COD M n 、 二甲基三硫 6 d 后发生明显的类湖泛的水体黑臭现象， 表明采用人工复氧维持水中 1． 0 醚浓度持续升高， mg / L 溶解氧的方法可防控藻源性局部黑臭水体发生 ． 研发出 3 种升流循环复氧装置， 结果显 示， Ⅲ型装置充氧及能量利用率性能最佳． 中试试验显示， Ⅲ 型中试溶解氧升高及扩散趋势与 fluent 模型相符， 80 h 时溶解氧平均值为 3． 65 mg / L ， 溶解氧平均上升速率为 0． 045 4 mg / （ L ·h） ； 升流循环复氧机在模拟黑臭水体应急处置时 ， 48 h 时影响半径可达到 50 m． 初步证明升流循环 复氧装置可作为应急充氧设备，用于类似太湖的浅水湖泊黑臭水体的治理领域 ． 关键词： 复氧装置； 浅水湖泊； 黑水团； 富营养化； 太湖 中图分类号： X703． 1 文献标志码： A 文章编号： 1001 － 0505 （ 2015 ） 03052605
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1． 1
试验
室内静态模拟试验 室内静态模拟试验装置由 0． 25 m （ 直径） ×
1． 5 m （ 高） 透明有机玻璃材料制成， 分水层和泥 层， 水层高为 1． 35 m ， 泥层高为 0． 15 m ， 外侧开有 5 个监测取水样口． 试验过程中使用的试验材料 （ 蓝藻、 湖水、 底泥等） 均采自太湖藻源性局部黑臭 水体易发、 高发区． 将多组试验装置并排放置于室内， 鉴于太湖藻 源性局部黑臭水体常发生在夏季气温较高时期， 平 均水温 约 28℃ ， 藻 密 度 为 1． 0 × 10 ～ 5． 0 × 10
Abstract ： The mechanism of reoxygenation technology to control black w ater aggregation （ BWA ） in a shallow lake w as explored． Static experiments show that under a temperature of 28 ℃ and the blue algae density of 1． 0 × 10 8 to 5． 0 × 10 8 cells / L ，the concentration of COD M n ，dimethyl trisulfide（ DM TS ） in Taihu Lake continually rises， and finally becomes black and putrid after 6 d． It show s that artificial aeration to maintain dissolved oxygen （ DO ） content exceeding 1． 0 mg / L in w ater can prevent and control the occurrence of black and putrid w ater． Three types of upflow ing cycle reoxygenation （ UFCＲ ） devices for shallow lake oxygenation are developed，and type Ⅲ is optimal． The simulated black w ater pilot test show s that the diffusion trend of the DO for the type Ⅲ device is consistent w ith the corresponding fluent softw are model． After 80 h ， the concentration of DO and the average rising rate is 0． 045 4 mg / （ L ·h） ． The influence radius of type Ⅲ is 3． 65 mg / L ， device can reach 50 m after 48 h w hen the UFCＲ is used to treat black and putrid w ater． This device can be used to prevent and control the emergence of black and putrid w ater in shallow lakes． Key words： reoxygenation device； shallow lakes； black w ater group； eutrophication； Taihu Lake 富营养化湖泊局部黑臭水体现象又常称“黑
第3 期
刘海洪， 等： 浅水湖泊防控黑臭水体复氧技术 1． 2 升流循环复氧装置研发及优化试验
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率难以在短期内实现该目标时， 人工复氧是重要的 应急处理手段． 目前应用于国内外湖库增氧技术中 固定式人工曝气装置均存在各自局限 ． 其中同温层 曝气
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研发出 3 种型式的复氧器， 其气弹提升结构相 曝气 同， 但曝气区设计各有特点． 均具有一气两用、 提水的双重效能， Ⅲ型是对前 2 种型式结构的进一 11］ ． 步优化， 详细情况见文献［ 1． 3 Ⅲ型装置 fluent 模型 为预测Ⅲ型装置水力特征及充氧传播性能， 采
用 fluent 软件平台， 建立二维非稳态模型， 研究浅 水型升流循环接触复氧装置对局部黑臭水体复氧 效果的实际效果． 模拟采用了气液双流体模型、 标 分离式（ segregated ） 求解器 准二维 Kε 湍流模型、 隐式法（ implicit） 线性化离散格式， 求解动量方程、 湍流方程、 输运方程、 能量方程， 模拟速度场、 溶解 氧分布． 在二维非稳态模型中设置二维水池为宽 100 水深 1． 8 m ， 曝气装置位于水池正中． m、 1 ） 进口参数． 进口面为曝气装置顶端面， 宽度 300 mm ， 水流速度 1 m / s． 装置的空气充气量为 11 m 3 / h， 扣除空气所占体积流量， 修正后的出口面流 速为 0． 957 m / s． 进口面水温为 293 K ， 氧气组分质 其余为水． 量浓度为 6 mg / L ， 2 ） 出口参数． 定义曝气装置底部侧面为自由 出流． 3 ） 水体表面、 池底及侧面定义为 Wall 边界． 4 ） 扩散系数． 在 293 K 温度下， 氧气在水中的 分子扩散系数为 2． 1 × 10 － 9 m 2 / s［12］． 5 ） 耗氧反应速率． 定义耗氧反应为零级反应， 反应速率常数 k = － 0． 2 mg / （ L · h ） = － 3． 086 4 × 10 － 12 mol / （ m 3 ·s） ， 根据阿伦乌尼斯公式， 对于 零级反应， 活化能参数为 0 ， 指前因子 A = － k = 3． 086 4 × 10 － 12 ． 1． 4 中试 中试现场 为 太 湖 边 某 捞 藻 站 第 3 号 捞 藻 池 （ 100 m × 50 m × 1． 8 m ） ， 中试装置为 Ⅲ 型多面空 心球型装置， 中心筒直径 300 mm ， 设计曝气量为 3 20 m / h， 采用沉藻水配制的模拟太湖黑臭水体进 行充氧研究． 试验装置及试验现场如图 1 所示． 各 组试验模拟黑臭水体采用等量腐化沉藻水和太湖 湖水配置． 试验装置置于试验水池中间， 由装置底部钢制 坠块半固定于池底， 采用气泵作为气源， 气体流量 为 20 m 3 / h． 于场地中设置栈桥， 并将栈桥修至池 中心． 取样点从池中心沿栈桥每 15 m 设一个点， 共 设 4 个点， 定义为 1 号测点 ～ 4 号测点， 分别距池 中心半径 0 ， 15 ， 30 ， 45 m ， 每个测点设 4 个溶解氧取 http： / / journal． seu． edu． cn
Ｒeoxygenation technology for prevention and control of black water in shallow lakes