人工景觀水體微氣泡過濾水質(zhì)凈化技術(shù)研究.pdf

1、本課題在氣浮凈水技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出依靠具有碰撞粘附及過濾截留作用的微氣泡層進(jìn)行水質(zhì)處理的微氣泡過濾水質(zhì)凈化技術(shù)，為上海世博園區(qū)內(nèi)景觀水體的水質(zhì)保障提供技術(shù)支持，也為城市人工景觀水體的水質(zhì)保持提供借鑒。 為了對(duì)微氣泡性質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確、快速的評(píng)價(jià)，研究建立了以攝像機(jī)、顯微鏡和觀測(cè)水槽為主體的動(dòng)態(tài)顯微測(cè)試技術(shù)，該技術(shù)可以動(dòng)態(tài)拍攝釋氣水中運(yùn)動(dòng)著的微氣泡，獲取其連續(xù)運(yùn)動(dòng)過程，準(zhǔn)確反映釋氣水中微氣泡直徑分布情況。微氣泡動(dòng)態(tài)顯微測(cè)試技術(shù)為微氣泡

2、凈水技術(shù)的不斷發(fā)展建立了重要的研究基礎(chǔ)。 課題通過微氣泡動(dòng)態(tài)顯微測(cè)試技術(shù)和微氣泡穩(wěn)定時(shí)間法，以微氣泡平均直徑作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)氣液混合泵、溶氣罐以及釋放器進(jìn)行不同組合而成的四種微氣泡產(chǎn)生系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)選研究，并考察了壓強(qiáng)和吸氣量對(duì)微氣泡直徑的影響規(guī)律。結(jié)果表明，增加壓強(qiáng)、減小吸氣量均可以提高微氣泡產(chǎn)生系統(tǒng)的紊流程度，從而增多氣泡核位的總體數(shù)量，在釋氣量相同的條件下，氣泡平均粒徑將會(huì)減小，直徑分布趨于集中。在壓強(qiáng)為0.42MPa，吸

3、氣量為7％時(shí)，單獨(dú)使用氣液混合泵、組合使用氣液混合泵和溶氣罐、組合使用氣液混合泵、溶氣罐和釋放器以及組合使用氣液混合泵和釋放器四種微氣泡產(chǎn)生系統(tǒng)產(chǎn)生的微氣泡平均直徑分別是85.8微米、72.0微米、71.6微米和83.1微米。綜合考慮工程應(yīng)用中的實(shí)用性，后續(xù)試驗(yàn)選擇氣液混合泵和溶氣罐作為微氣泡產(chǎn)生系統(tǒng)。 課題在對(duì)最優(yōu)微氣泡產(chǎn)生系統(tǒng)的釋氣性能研究的基礎(chǔ)上，以釋氣量、微氣泡數(shù)量濃度等作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)該微氣泡產(chǎn)生系統(tǒng)的最佳工況進(jìn)行了

4、研究。結(jié)果表明，增加壓強(qiáng)可以提高氣泡數(shù)量濃度；減小吸氣量，氣泡數(shù)量濃度有一定提高，但是繼續(xù)減小吸氣量，氣泡的數(shù)量濃度有所下降。該系統(tǒng)的最佳工況：壓強(qiáng)為0.42MPa，吸氣量為7％，此時(shí)系統(tǒng)產(chǎn)生的微氣泡數(shù)量濃度最高，達(dá)到2.1×108個(gè)/L，平均直徑最小，為72.0微米。 課題開展了微氣泡過濾水質(zhì)凈化技術(shù)處理富營(yíng)養(yǎng)化人工景觀水體的試驗(yàn)研究，并對(duì)除藻機(jī)理進(jìn)行了深入的探討。結(jié)果表明，進(jìn)水葉綠素a平均濃度約為15～95μg/L，當(dāng)回流

5、比達(dá)到130％，水力負(fù)荷為5m/h時(shí)，去除率達(dá)到93.4％，出水葉綠素a平均濃度為2.9μg/L，可達(dá)到貧中營(yíng)養(yǎng)型水體要求。微氣泡的平均直徑的減小及數(shù)量濃度的提高有利于藻類的分離。同時(shí)，該技術(shù)對(duì)原水中的總磷、氨氮、濁度、有機(jī)物的去除率分別達(dá)到50.2％、57.0％、61.1％和59.3％，出水均滿足Ⅳ水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，水體富營(yíng)養(yǎng)化程度可以得到有效控制。 課題開展了微絮凝/微氣泡過濾水質(zhì)凈化技術(shù)處理富營(yíng)養(yǎng)化人工景觀水體的試驗(yàn)研究，試驗(yàn)