[發(fā)明專利]一種利用跌水促進(jìn)水體中低濃度溶解氧恢復(fù)的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710338911.9
• 申請(qǐng)日: 2017-05-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107215906A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李然;盧晶瑩;馬倩;馮鏡潔;萬(wàn)航;李克鋒;蒲迅赤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F1/00
• 分類號(hào): C02F1/00
• 代理公司: 成都科海專利事務(wù)有限責(zé)任公司51202
• 代理人: 劉雙蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種低濃度溶解氧恢復(fù)技術(shù)，特別涉及一種利用跌水來(lái)促進(jìn)水體中低濃 度溶解氧恢復(fù)為正常濃度值即標(biāo)準(zhǔn)值的方法，屬于城市排水中低濃度溶解氧恢復(fù)技術(shù)領(lǐng) 域。

背景技術(shù)

溶解氧(Dissolved Oxygen，簡(jiǎn)稱DO)不僅是監(jiān)測(cè)水質(zhì)的重要指標(biāo)之一，同時(shí)對(duì)水 生生物的生存也有著重大影響。正常標(biāo)準(zhǔn)的DO濃度值有助于水體中促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)， 并且也促使水體中沉積物和金屬元素的相互作用，以提高自身水體的自凈能力。然而在 現(xiàn)實(shí)生活中，由于各種自然環(huán)境和人為因素，DO濃度往往沒(méi)有達(dá)到正常濃度即標(biāo)準(zhǔn)值。

低濃度DO主要是由水體富營(yíng)養(yǎng)化，或無(wú)法進(jìn)行氧氣傳質(zhì)，或污水處理不全面等而 導(dǎo)致；低濃度DO易存在于河口，沿海區(qū)域，城市排水系統(tǒng)，或被冰覆蓋的湖泊或水庫(kù) 等。大量資料證明，低濃度的DO不僅僅直接對(duì)魚類等水生生物的生長(zhǎng)速率，應(yīng)激水平， 呼吸能力等方面產(chǎn)生不利影響，甚至還可以導(dǎo)致魚類等水生生物大量死亡，從而對(duì)水生 生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重危害。同時(shí)低濃度DO易造成水體內(nèi)好氧菌減少且厭氧菌大量繁殖， 致使水體自凈能力減弱甚至喪失。

就目前而言，針對(duì)于低濃度DO的恢復(fù)有多種方法。其中有直接通過(guò)曝氣裝置使低 濃度溶解氧的水體得到恢復(fù)。此方法復(fù)氧效率高，對(duì)水體沒(méi)有二次污染，但購(gòu)置設(shè)備需 要較大的費(fèi)用。其次，也有通過(guò)旋轉(zhuǎn)器(rotor)來(lái)增大表層水體與空氣的接觸面積從而 達(dá)到低濃度溶解氧恢復(fù)的目的，但此方法需消耗電功功率相對(duì)較大、且僅對(duì)水體表層的 溶解氧恢復(fù)較快。

跌水是在城市排水系統(tǒng)中十分常見(jiàn)的水流形態(tài)。利用城市排水中自然跌水對(duì)欠飽和 溶解氧進(jìn)行恢復(fù)，不僅僅可以節(jié)省污水處理的時(shí)間，也可以減少費(fèi)用，同時(shí)對(duì)城市排水 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也有重大意義。因此探討自然跌水促進(jìn)DO在水體中的快速恢復(fù)技術(shù)，不僅 可以豐富水與氧氣傳質(zhì)過(guò)程的研究，而且對(duì)水體中水生生態(tài)保護(hù)和水質(zhì)恢復(fù)有著重要的 實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

水體中低濃度溶解氧的恢復(fù)過(guò)程即復(fù)氧過(guò)程屬于水氣界面?zhèn)髻|(zhì)過(guò)程，而其傳質(zhì)過(guò)程 與諸多因素有關(guān)，如傳質(zhì)時(shí)間，初始溶解氧濃度值等，是十分復(fù)雜的氧氣傳質(zhì)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的正是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷和不足，提出一種利用自然跌水促 進(jìn)水體中低濃度溶解氧(DO)恢復(fù)的新方法。該方法通過(guò)改變跌水初始濃度值，跌水 水頭和跌水流量等水動(dòng)力學(xué)條件來(lái)實(shí)現(xiàn)水體中低濃度溶解氧恢復(fù)。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)措施構(gòu)成的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明所述提出一種利用跌水來(lái)促進(jìn)水體中低濃度溶解氧恢復(fù)的方法，按照本發(fā) 明，通過(guò)自然跌水的流水形態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)水體中低濃度溶解氧的恢復(fù)，包括以下工藝步驟：

(1)在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，往水池內(nèi)注入定量清水，再加入100-1000g亞硫酸鈉 (Na₂SO₃)和0.1-1g氯化鈷(CoCl₂)，并攪拌使其與水體中DO充分反應(yīng)，此時(shí)控制水 體中DO初始濃度值維持在一個(gè)范圍內(nèi)；

(2)待水池中的溶解氧初始濃度穩(wěn)定后，分別通過(guò)控制出水口系統(tǒng)中第一球閥至 第五球閥的啟閉狀態(tài)，來(lái)調(diào)整跌水的各出水口高程；

(3)開(kāi)啟水池中的水泵，利用第六球閥和電磁流量計(jì)來(lái)調(diào)整跌水流量；

(4)待跌水水流穩(wěn)定后，使用采樣瓶分別對(duì)跌水的各出水口處的水流和進(jìn)入水墊 塘之前的水流進(jìn)行采樣；

(5)利用溶氧儀對(duì)采樣瓶中所采得的水體的溫度及溶解氧濃度進(jìn)行測(cè)定，當(dāng)溶氧 儀中顯示的DO濃度和溫度讀數(shù)穩(wěn)定后再記錄其上讀數(shù)，即測(cè)得水體中對(duì)應(yīng)溫度的溶解 氧濃度值。

上述技術(shù)方案中，所述往水池內(nèi)注入的清水量為23m³。

上述技術(shù)方案中，所述水池中的DO初始濃度值維持在0.3mg·L^-1～8.5mg·L^-1之間。

上述技術(shù)方案中，步驟(2)中所述跌水的各出水口高程分別調(diào)整為5.80m，4.85m， 2.85m，1.38m和0.38m五個(gè)高程。

上述技術(shù)方案中，步驟(3)中所述跌水出水口流量控制在5.0m³·h^-1～20.0m³·h^-1。

上述技術(shù)方案中，所述使用的采樣瓶為細(xì)口采樣瓶。

上述技術(shù)方案中，步驟(5)中所述的測(cè)量溫度值維持在9.5℃～13.4℃。