长期低强度曝气复氧治理河道湖泊污染水体方法及其装置.pdf

一种长期低强度曝气复氧治理河道湖泊污染水体方法及其装置，本发明涉及环保领域，是一种充氧曝气净化河道、湖泊水质污染技术。其方法是：根据河道、湖泊水体中溶氧浓度，控制置于水体中的曝气装置；具体是：测量河道、湖泊水中溶解氧DO，当溶解氧DO＜0.8mg/L开启曝气装置工作；当溶解氧DO＞1.5mg/L关闭曝气装置工作。其装置是：监测端置于河道、湖泊里水中的溶解氧自动控制仪，控制端接曝气装置电源控制端，曝气装置置于河道、湖泊水中。实施本发明后的积极效果是：通过对水体中的溶解氧较低浓度的控制，既维持了水体对污染物的去除效果，又达到了降低能耗、节约水体处理运行成本的目的。对能源较紧张的农村和偏远地方更有推广价值。

1、  一种长期低强度曝气复氧治理河道湖泊污染水体方法，其特征是：根据河道湖泊水体中溶氧浓度，控制置于水体中的曝气装置曝气或停止曝气；具体是：测量河道、湖泊里水中溶解氧DO，当溶解氧DO＜0.8mg/L开启曝气装置工作；当溶解氧DO＞1.5mg/L关闭曝气装置工作。

2、  一种用于权利要求1所述方法的装置，由溶解氧在线自动监测及控制仪，溶氧仪，空气泵，曝气器组成；其特征是：溶解氧在线自动监测及控制仪(1)，与溶氧仪(2)相连接；溶氧仪(2)与放入河道、湖泊(4)水中的溶氧仪探头(3)相连接；溶解氧在线自动监测及控制仪(1)的控制端与控制曝气器(6)的空气泵(5)相接；所述的溶氧仪(2)为YSI 58型溶氧仪，所述的溶氧仪探头(3)为YSI 58型溶氧仪；所述的曝气器(6)置于河道、湖泊水中。

长期低强度曝气复氧治理河道湖泊污染水体方法及其装置
技术领域
本发明涉及环保领域，具体地说是环境工程学科中的一种充氧曝气净化河道、湖泊水质污染技术。
背景技术
自20世纪60年代、70年代开始，湖泊、河道等的水体富营养化问题已经成为全世界面临的非常严重的环境问题。目前世界各国的专家运用各种方法解决日益严重的河流、湖泊水体污染问题，其中人工曝气复氧技术作为一种投资少、见效快的水体污染治理技术已成功地应用在许多湖泊、河流的生态修复、生态整治工程中。但是在常规曝气处理工程中，一般要求水中的DO达到2mg/L甚至更高(如渔业水体要求4mg/L以上)，虽其投资建设成本不高，但要求必须配套大功率的供氧设施，曝气过程中动力消耗过高，从长时间运行的角度，采用常规曝气处理污染湖泊、河道污染水体技术，由于运行费用较高，曝气复氧推广受到一定的抑制。因此，解决曝气过程能源消耗是推广曝气复氧污水处理技术成本的关键。事实上，常规曝气方法的所采用的恒定曝气速率方式，会造成电能浪费，即在很多情况下，由于常规曝气过程中曝气量恒定所造成出现水体中供氧速率远大于耗氧速率的情况，因此出现过量曝气现象，浪费了电能，增加了曝气复氧运行成本。
发明内容
本发明要解决恒定曝气会造成曝气过量，且浪费电能；又要防止曝气不足不利水体污染治理；要在曝气治污过程中既不浪费电能，又能实现不中断地曝气治污的一种长期低强度曝气复氧治理河道湖泊污染水体方法及其装置。
本发明采取的技术方案：
一种长期低强度曝气复氧治理河道、湖泊污染水体的方法，其方案是：根据河道、湖泊水体中溶氧浓度，控制置于水体中的曝气装置；具体方法是：测量河道、湖泊里水中溶解氧DO，当溶解氧DO＜0.8mg/L开启曝气装置工作；当溶解氧DO＞1.5mg/L关闭曝气装置工作。
一种长期低强度曝气复氧治理河道、湖泊污染水体的装置是：溶解氧自动控制仪的监测端置于河道、湖泊水中，控制端接曝气装置电源控制端，曝气装置置于河道、湖泊水中。
实施本发明后的积极效果是：
通过对水体中的溶解氧较低浓度的控制，既维持了水体对污染物的去除效果，又达到了降低能耗、节约水体处理运行成本的目的。
由于该技术采用长期低强度曝气的方式使水体处于好氧-缺氧交替变化状态，存在着好氧菌和兼性菌两类微生物菌对污水中污染物的交替降解作用，从而使反硝化反应能较好的进行，因而比常规曝气技术能有更好的脱氮效果。
在河道中运用长期低强度曝气，不仅能起到去除污染负荷的作用，同时通过曝气量的计算，低强度曝气可以节约大量的能源，对能源较紧张的农村和偏远地方有较好的推广。因此，对黑臭河道水体，如果流动性不强，建议采用长期低强度曝气，不仅能保证水体不黑臭，而且能节约大量能源。
附图说明
图1、本发明装置示意图
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步说明
一种长期低强度曝气复氧治理河道湖泊污染水体方法，其方法是：根据河道湖泊水体中溶解氧浓度，控制置于水体中的曝气装置曝气或停止曝气；具体是：测量河道、湖泊里水中溶解氧DO，当溶解氧DO＜0.8mg/L开启曝气装置工作；当溶解氧DO＞1.5mg/L关闭曝气装置工作。
一种长期低强度曝气复氧治理河道湖泊污染水体方法的装置，由溶解氧在线自动监测及控制仪，溶氧仪，空气泵，曝气器组成；其结构是：溶解氧在线自动监测及控制仪1，与溶氧仪2相连接；溶氧仪2与放入河道、湖泊4水中的溶氧仪探头3相连接；溶解氧在线自动监测及控制仪1的控制端与控制曝气器6的空气泵5相接；所述的溶氧仪2为YSI 58型溶氧仪，所述的溶氧仪探头3为YSI 58型溶氧仪；所述的曝气器6置于河道、湖泊水中。
提出本发明的实验依据：
我们设计了3种人工曝气复氧方式：
1、常规曝气，即采用连续曝气的人工复氧方式；
2、间歇曝气，即采用连续曝气1小时，然后停止曝气2小时的曝气方式；
3、长期低强度曝气，主要通过水体中溶解氧的浓度控制曝气机的曝气开关，维持水体中溶解氧在0.8～1.5小时之间。
实验通过溶解氧实时监测与控制系统，对曝气装置中的溶解氧实施同步监测，如图1所示。在低强度曝气装置中，将水体中溶解氧浓度维持在0.8-1.5mg/L；间歇曝气装置中将曝气时间设定为曝气1小时，然后停止曝气2小时的方式间歇运行；连续曝气装置保证稳定持续曝气；另外设定不予曝气的对照组。通过自动控制，保证了曝气方式的严格控制，在线监测数据表明低强度曝气装置中水体的溶解氧浓度很好的维持在0.8～1.5mg/L之间，间歇曝气溶解氧浓度实验阶段波动较大，随着实验进行，波动区间变小，大约维持在4～6mg/L之间，连续曝气装置则水体的溶解氧浓度维持在较饱和状态，对照组由于不予曝气，水体基本处于无氧状态。
根据DO浓度实时在线监测记录数据统计分析，如表1所示，以氨氮去除效果达到90％为目标计算，对比三种曝气方式去除率与能耗情况，连续曝气所需时间为114h，间歇曝气所需时间为114h，低强度曝气所需要时间最长，为352h。但通过曝气累计时间统计，连续曝气时间为114h，而间歇曝气所用时间为48h，而低强度曝气时间仅为12h左右。通过氨氮去除效果与能源消耗比较分析，如果将达到效果的时间不考虑的话，低强度曝气所消耗能源仅为连续曝气的10.52％和间歇曝气的25％，其可节约大量能源消耗。
表1三种曝气类型运行与曝气时间