河道曝气技术的特征

河道曝气技术的特征（精选7篇）

河道曝气技术的特征 第1篇

河道曝气复氧技术的特征

文章来源：蓝白蓝网2010-05-13 09:08

河道曝气技术是根据河流受到污染后缺氧的特点，人工向水体中充入空气(或氧气)，加速水体复氧过程，以提高水体的溶解氧水平，恢复和增强水体中好氧微生物的活力，使水体中的污染物质得以净化，从而改善河流的水质。曝气充氧技术综合了曝气氧化塘和氧化渠的原理，结合退六和完全混合的特点，有利于氧的传递、液体混合，是一种有效地污水处理方法。

河道曝气技术是一种基建费用少、运行费用低、占地少、见效快的河流原位治理工艺，具有良好的社会效益和经济效益。其中，移动式充氧平台设备简单，机动灵活，能够避免固定式充氧站曝气点服务面积不足，在相对封闭水体难以充分发挥作用的缺点。

其在河道治理中的作用主要体现在以下几个方面：

1、加速水体复氧过程，使水体的自净过程始终处于好氧状态，提高好氧微生物的活力，同时在河底沉积物表层形成一个以兼氧菌为主的环境，且具备了好氧菌群生长的潜能，从而能够在较短的时间内降解水体中的有机污染物。

2、充入的溶解氧可以迅速氧化有机物厌氧降解时产生的H2S、甲硫醇及FeS等致黑致臭物质，有效改善水体的黑臭状况。并且，Fe(OH)3沉淀在水底沉积物表面形成一个较密实的保护层，在一定程度上减弱了上层底泥的再悬浮，减少底泥中污染物向水体的扩散释放。

3、增强河道水体的紊动，有利于氧的传递、扩散以及液体的混合。一项关于曝气过程中水力学影响的研究表明，3hp的曝气设备造成的水流在离装置35m远处可以测量到，并且对染料的目视观测显示水流运行可以持续到大约100m远。

4、可以减缓底泥释放磷的速度。当溶解氧水平较高时，Fe2+易被氧化成Fe3+，Fe3+与磷酸盐结合形成难溶的磷酸铁，使得好氧状态下底泥对磷的释放作用减弱，而且在中性或者碱性条件下，Fe3+生成的氢氧化铁胶体会吸附上覆水中的游离态磷。

河道曝气技术的特征 第2篇

根据河道曝气技术控制河流水环境污染的基本原理以及在国内外的应用进展,结合苏州河流污染的实际情况,分析了在苏州地区利用河道曝气技术的可能性、可行性.针对苏州河道的特征,应选用相应的模型来计算需氧量并选择不同的充氧设备进行曝气复氧,同时配合多种措施来提高河道曝气复氧的`效果.合理运用河道曝气技术可以快速提高溶解氧、改善水体黑臭现象、净化水质,在苏州这样的河网城市具有较为广阔应用前景.

作 者：徐续 操家顺 XU Xu CAO Jia-shun 作者单位：徐续,XU Xu(苏州热工研究院环保所,江苏,苏州,215004)

操家顺,CAO Jia-shun(河海大学环境学院,江苏,南京,210098)

河道曝气技术的特征 第3篇

近年来, 我国河流污染日益严重, 城市黑臭河现象已成为普遍问题, 消除城市河流黑臭现象, 改善城市河道水环境已成为亟待解决的问题之一[1]。河流污染对城市经济发展和人民生活水平改善的约束作用已日益明显, 必须采取相应的措施进行控制与治理。水体中溶解氧的不足是河流产生黑臭现象的主要原因之一, 而通过曝气增氧可有效增加水体中的溶解氧。目前水体曝气增氧技术主要有人工曝气复氧, 大气复氧和水生生物通过光合作用传输部分氧气等三种途径[2]。按照鼓风曝气产生气泡的大小, 人工曝气增氧分为普通曝气方式和微孔曝气方式。本文利用普通鼓风曝气和微米曝气技术, 使用空气和臭氧两种进气方式比较分析黑臭水体的富氧能力和污染物的去除效果。

1 实验材料

1.1 试验水样

实验水样取自某黑臭河流, 水质初始指标如表1。

1.2 曝气方法选择

试验分别采用普通鼓风曝气和微米曝气技术, 利用空气和臭氧不同曝气组合方式对黑臭水体进行处理, 比较不同曝气技术对黑臭水体污染物去除的效果。实验装置共分为以下四种:以空气为载体的普通曝气和微米曝气, 以臭氧为载气的普通曝气和微米曝气。

2 主要测定指标及测定方法

试验开始前向反应器内注人20L黑臭河道原水作为试验用水。实验时间l00min, 分别在第0、20、40、60、80和l00min进行水质分析。以上试验均重复进行3次, 以尽量减小误差。主要测定指标及方法分别为:CODcr:重铬酸钾法;NH3-N:纳氏试剂光度法;TP:钼酸铵分光光度法;土臭素[Geosmin (蔡烷醇类) ]:气相色谱-质谱联用仪;2-甲基异茨醇[2-MIB (冰片烷醇类) ]:气相色谱-质谱联用仪;色度:稀释倍数法;浊度:浊度仪。

3 结果

3.1 CODcr去除效果比较

通过对比四种不同方式曝气对CODcr去除效果, 微米曝气技术对CODcr去除效果明显优于普通鼓风曝气。当曝气时间到达60分钟时, 微米曝气组CODcr去除率达到30%以上, 而在空气普通曝气和臭氧普通曝气组在曝气60分钟后CODcr去除率仅达到17.65%和18.63%。与普通鼓风曝气技术相比, 微米曝气技术可满足在较短的时间内达到理想的CODcr去除效果。

3.2 NH4+-N、TP去除效果比较

水体中存在大量的氮磷是水体富营养化的主要原因, 利用曝气增氧技术可一定程度上降低水体中的氮磷含量, 减少水中富营养化现象的出现。如图所示, 在相同载气情况下, 微米曝气组氮磷去除率明显高于普通鼓风曝气组。而相同曝气技术下, 臭氧和空气载气的不同引起的NH4+-N去除效果差别不明显。但臭氧曝气组对TP去除率却低于空气曝气组。

3.3 色度浊度去除效果比较

色度和浊度是衡量水体污染程度的主要感官指标。如图所示, 通过曝气增氧处理, 在曝气增氧初期 (20min) , 各组水体的色度浊度值均升高, 随着曝气增氧的进行, 水体的色度和浊度逐渐降低。对比几种不同曝气增氧处理方式结果显示, 在曝气处理60分钟后水体的浊度和色度明显下降, 且微米曝气处理对水体色度和浊度去除效果好于普通鼓风曝气。

3.4 臭味物质去除效果比较

如图6所示, 对比不同曝气增氧方式对臭味物质去除效果, 微米曝气处理方式对臭味物质的去除效果明显优于普通鼓风曝气组。在曝气处理80分钟, 臭氧微米曝气和空气微米曝气组对臭味物质土臭素的去除率分别达到56.87%和42.76%, 而臭氧普通曝气组和空气普通曝气组在80分钟对土臭素的去除率仅有35.43%和22.56%。但同样微米处理组, 臭氧和空气载气的而不同对臭味物质去除效果比较结果显示, 臭氧载气组对臭味物质土臭素的去除效果由于空气载气组。

4 结论

通过对比几种不同曝气增氧方式去除污染物的效果, 结果显示四种曝气增氧方式均能降低水体污染物。

微米气泡具有更大的比表面积, 增大了氧传递过程中气液界面积;且微米气泡因浮力小, 上浮速度小, 使气泡在水中停留时间边长, 增加了氧传递的作用时间, 可有效增大水体中氧传递效率, 提高水体中溶解氧含量, 水体溶解氧的增加对污染物的去除产生决定性的影响[3,4]。本研究发现臭氧结合微米曝气方式能有效降低水中污染物, 值得在治理黑臭河中推广使用。

摘要：本文对普通鼓风曝气和微米曝气技术, 结合空气和臭氧两种进气方式比较分析不同曝气方式对黑臭水体的富氧能力和污染物的去除效果, 结果显示臭氧结合微米曝气方式更能有效降低水中污染物, 值得在治理黑臭河中推广使用。

关键词：黑臭水体,微米曝气,臭氧

参考文献

[1]复盛.水和废水监测分析方法[M].中国环境科学出版社, 2002.

[2]于玉彬, 黄勇.城市河流黑臭原因及机理的研究进展[J].环境科技, 2010, 23 (A02) :111-114.

[3]程士兵.生物—生态组合技术对黑臭河流原位修复的研究[D].重庆大学, 2012.

河道曝气技术的特征 第4篇

在微孔盘曝气系统中,针对悬浮填料挂膜过程,展开中试试验研究.试验结果表明,在HRT仅1 h的连续流曝气系统中,悬浮填料挂膜快.曝气强度不同,悬浮填料挂膜特性和生物膜量以及对COD的去除效果相差很大.试验发现微孔盘曝气系统中悬浮填料的.最适宜曝气强度范围为8～10 m3/(m2・h),在此范围内,系统的溶解氧为3.9～5.2 mg/L,生物膜量为3.3～3.5 g/L,对COD的去除率在70%～80%.在上述基础上还对不同型号的悬浮填料进行了优选.

作 者：何国富 陈峰 周增炎 高廷耀 黄民生 He Guofu Chen Feng Zhou Zengyan Gao Tingyao Huang Minsheng  作者单位：何国富,黄民生,He Guofu,Huang Minsheng(华东师范大学资源与环境学院环境科学系,上海,92)

陈峰,Chen Feng(济南市自来水公司,山东,济南,250002)

周增炎,高廷耀,Zhou Zengyan,Gao Tingyao(同济大学环境科学与工程学院,上海,200062)

刊 名：环境污染与防治  ISTIC PKU英文刊名：ENVIRONMENTAL POLLUTION AND CONTROL 年，卷(期)： 27(3) 分类号：X5 关键词：微孔盘曝气   曝气强度   悬浮填料   挂膜   生物膜量  

河道曝气技术的特征 第5篇

山西省万家寨引黄工程是一项大型跨流域引水工程,是从根本上解决因水资源紧缺制约山西经济社会发展矛盾的唯一途径。

万家寨引黄工程由万家寨水利枢纽、总干线、南干线、连接段和北干线组成。引水线路总长450 km;工程分两期实施,一期工程经总干线、南干线和连接段实现向太原市年供水量3.2亿m3;二期工程经总干线、北干线实现向大同、朔州年供水量5.6亿m3和最终实现向太原市年供水量6.4亿m3。一期工程于2002年10月试通水成功,2003年10月起开始不间断向太原市供水,日供水量20万m3。

2 原水水质污染的原因分析及其危害

引黄工程向太原市正式供水一年半后,2005年3月中旬,有不少居民发现家中自来水发黄,且伴有腥味与铁锈味。与此同时,太原市呼延水厂(引黄水处理厂)在对引黄水源的水质检测中发现,原水中氨氮含量突然增高,在增大投氯量的情况下,出厂水余氯含量仍持续降低。为了消除供水安全隐患,山西省引黄工程管理局首先与太原市政府进行紧急磋商,迅速采取下调引黄水供水量,加大水质监测频率等一系列措施,同时,政府出面组织相关专家就此次污染展开调查。经分析,原水水质污染的原因主要有以下几点:1)由于连年干旱,黄河上游来水量减少,致使万家寨引水水质出现短时间污染物含量超标。2)万家寨引黄工程汾河水库上游中有81 km利用天然河道输水,在引黄工程建设初期,由于该河段两岸经济发展比较落后,对河道水质基本没有污染。这些年来,随着地方经济的发展,加之水源保护措施未及时跟上,河道沿线工业废水随意排放,造成汾河上游入库水质下降。根据引黄工程管理局中心实验室对汾河水库上游81 km水质监测发现,在引黄输水河段10个水质监测控制点中,符合三类地面水标准的支流占四成,有六成不符合标准,其中氨氮、高锰酸盐指数、化学需氧量和铁等项目均超标。宁武县鑫龙煤矿、东寨镇生活污水、静乐县城西生活污水、岚县南桥河、娄烦县生活污水排污口以及5个工业排污口出水水质均不合格。因此,娄烦、宁武等4县县城生活污水和工业废水直排汾河以及两岸村民生活垃圾沿河倾倒是水质污染的主要原因。3)从发生NH3-N超标的时间看,3月份发生NH3-N超标的主要原因是:冬季水库分层后,在初春发生翻库,将下层高NH3-N含量的水体带到上层导致水质超标在冬季,水温下降,当水温下降到4℃时,水体密度最大,下沉到底层,表层水温继续降低,小于4℃时,因密度小于下层水体,不再下沉。由于密度差,形成密度分层,上下层水体缺乏交换。在表层,由于结冰,水体复氧途径消失。在底层,底泥仍然存在耗氧,使得下层溶解氧降低,由于水体分层,下层水体得不到上部水体的交换供氧,最终下层水体呈厌氧或缺氧状态,致使平时沉淀在库底的含氮有机物在缺氧或厌氧条件下分解为NH3-N。初春时节,上部水体水温逐步升高到4℃时,密度最大,下沉到水底,而下层水体上升到表层,即发生翻库,使水体混合。由于翻库,下层高NH3-N水体与整个水库水体混合,使库水NH3-N含量升高。

水源水中的氨氮,是水的感官水质指标不良的原因之一,上海市自来水公司根据多年的制水工作经验,于20世纪60年代提出的污染指数为:污染指数=水中氨氮浓度(mg/L)÷(0.4+水中溶解氧饱和率)。

当污染指数不小于5.0时,水呈灰黑色,且有不良臭味。根据国内其他自来水公司多年检测发现:当水中氨氮浓度较高时,水中的有机物含量也相应较高,水的化学需氧量也同样增大,因此,高氨氮的原水都具有微污染水的特点。

根据2000年建设部水质标准,饮用水中氨氮和亚硝酸盐氮的允许浓度分别为0.5 mg/L和0.1 mg/L。供水中残余的氨会使配水管网中的硝化菌生长,而硝化菌和氨放出的有机物会造成嗅味问题;出厂水中的氨不仅要消耗大量的氯,而且由氯生成的消毒副产物可能对人体有害;亚硝酸盐在水及食物中与二级胺、酰胺或类似氮氧化物发生反应,形成直接致癌的亚硝基化合物。

3 采用扬水曝气技术改善水质

1)根据汾河水库上游来水的现状及初春水库“翻库”造成NH3-N含量升高的特点,经过多方调研并委托有关科研单位试验研究,我们最终确定采用扬水曝气技术给底泥水体充氧,混合水体、破坏水体分层,阻止水面结冰,使底层不发生有机物的厌氧分解,有效抑制氨氮的释放。同时,还会将水中部分氨氮携带至水面,挥发到大气中,从而达到改善原水水质的效果。

扬水曝气技术的核心设备是扬水曝气器,由曝气室、气室、上升筒、空气释放器、浮子(浮体)、锚固墩等组成(见图1),竖直安放于水库中,压缩空气通入其中。扬水曝气器首先利用压缩空气向水体充氧,再将充氧后的空气收集,间隙性地释放大的气弹,推动下层水体向上流动,形成自下向上的脉动流,从而达到混合上下层水体,破坏分层的目的,同时向水体充氧。

扬水曝气器应用在汾河水库有五方面的作用:a.扬水曝气器的上升水流不断冲击水面,阻止水面结冰,保持水面自然复氧途径;b.扬水曝气器将下层水体提升到表层,表层水体带到下层,起到混合水层、破坏水体分层的作用;c.混合作用将表层高溶解氧水体带到下层,提高下层水体溶解氧;d.扬水曝气器有对下层水体直接充氧的功能,增加下层水体溶解氧;e.曝气作用能将水中氨氮直接挥发到大气中。

2)根据设计资料,汾河水库设计高水位1 121 m,设计最低运行水位1 114 m,计算得出其对应的水库库容,设计取水量:近期20万m3/d,远期40万m3/d,确定扬水曝气器设计参数(见表1)。

3)扬水曝气器布置。由于水库的库容大,停留时间长,且NH3-N不稳定,在好氧条件下会自行硝化。因此,从降低出水氨氮的角度出发,没有必要将整个水库纳入水质改善范围。考虑到氨氮的不稳定性,实际选取引黄取水口附近约110万m3水体,共布置10台扬水曝气器,间距300 m左右,呈梅花形布置。该范围内水库容积为1 480.56万m3,低水位时库容为766.46万m3。按取水量40万m3/d计算,停留时间为37 d,低水位时停留时间为19 d。若按近期取水量20万m3/d计算,则停留时间分别为74 d和38 d。10台扬水曝气器的总提水量为76.2万m3/d,低水位时为64.2万m3/d,可在10 d内将上下层水体完全混合一次,低水位时为6 d。

4)配套设备。供气设备选用4台供气量为20 m3/min,无油空压机,三用一备,配4台2 m3储气罐,总供气量60 m3/min。用5根供气管道向10台扬水曝气器供气,每根管道负担两台扬水曝气器。单台空压机配套功率132 kW,选配400 kVA变压器。

4 工程实施后的效果

2005年年底,引黄汾河水库扬水曝气系统安装调试完成,随后在每年冬春季节投入使用。引黄工程管理局中心实验室及太原市呼延水厂几年来连续不间断对引黄原水进行检测,其结果均符合国家有关标准的要求,充分说明汾河水库扬水曝气系统是可行、有效、可靠的。

5 结语

在长距离饮水工程中,出现突发性污染事故的可能较高,为保障安全饮用水,建设原水的水质改善措施非常必要。从短期看,可解决原水水质短期突发异常情况,保证原水及水厂供水水质;从长期看,随着水源保护措施的落实,水源水质逐渐好转及稳定,其可作为应对突发性污染的应急工程措施,最大限度地保障供水水质,作为确保供水水质的“防火墙”。

改革开放30年来,我国经济形势发生了根本的变化,但也出现了一系列的环境问题。为了适应经济社会发展和居民生活水平的提高,国家先后对《城市供水水质标准》和《地面水环境质量标准》分别进行了修订和调整。为了适应新的形势,保证城市供水达到新的水质标准,满足城市不断提高的用水要求,进行原水水质改善处理也是十分必要的。扬水曝气技术这项新技术也必将得到进一步的应用、推广及发展。

摘要：通过分析引黄工程原水水质污染的原因及其危害,提出采用扬水曝气技术改善水质的方法,就扬水曝气器作用、设计参数、扬水曝气器布置及相关配套设备作了论述,实践证明了扬水曝气技术的可行性。

关键词：城市供水,原水,水质,扬水曝气技术

参考文献

微孔曝气增氧技术试验研究 第6篇

微孔曝气增氧技术是近几年水产养殖装备技术中发展起来的一项增氧新技术。技术的主要原理:在池塘底部辅设微孔曝气管道, 使用空压机或风机对管道充入一定压力的空气, 将充入的空气经输气管道送至池塘底部进行充气式增氧。通过曝气与水体中藻类产生的氧气进行交换, 从水体表面带到池塘底部;通过上升气泡, 提高空气与水体的接触面, 增加水体溶解;充入的空气溶解在水中, 提高水体整体的溶氧量, 尤其是养殖池塘底层水体的溶氧量, 从而为以底部营栖生活为主的养殖物种创造了良好的生态环境条件。在实施江苏省农机三项工程“蟹、虾新型健康养殖装备的试验示范”项目过程中, 引进该项技术并开展了相关试验研究。

1 试验概况

试验地点设在苏州市现代渔业示范区吴中区临湖镇新南渔场, 该基地是以河蟹为主的虾蟹混养基地, 有池塘养殖面积83.33 hm2, 其中虾蟹混养面积56.67 hm2, 2010年安装微孔增氧设备28.67hm2。由于池塘地处苏州市区内陆, 进排水条件差, 特别在高温少雨的天气, 蟹虾养殖池的进水基本是仅能从鱼池添入少量的水, 在原来未安装微孔增氧机前, 遇到高温天气只能通过控食的消极办法来防止蟹虾缺氧死亡, 这样河蟹在饥饿的情况下对青虾的伤害比较大。从2006-2008年虾蟹养殖观察及总结来看, 通过控食养殖的虾蟹池一般每667 m2河蟹产量稳定在60~75 kg, 青虾20~30 kg, 年效益仅能保持在5 000~8 000元范围内, 其中由于控食的影响, 下半年基本上收获不到青虾。

2010年在虾蟹养殖池安装微孔曝气增氧设备, 通过试验示范, 池塘养殖条件明显改善, 一般来说只要管理好池塘中种植的水草和使养殖池中保持充足的氧气, 就不再需要控食, 这样河蟹对青虾的残杀就明显减轻, 特别是秋季青虾的产量得到了明显的提高, 由于秋季青虾在冬天上市的价格高, 因此增效特别明显。

2 试验技术措施

2.1 设备的选择安装

试验于2010年2月底开始准备, 3月上旬进行设备安装调试, 中下旬全部投入使用。微孔曝气增氧设备为江阴庞达橡塑有限公司生产并安装, 根据池塘大小分别选择机组功率为1.5kW和2.2 kW, 微孔管增氧盘安装5个/667 m2。

2.2 池塘消毒与苗种放养

池塘在苗种放养前7~10 d每667 m2用100 kg生石灰或20 kg漂白粉干池消毒, 以杀灭野杂鱼和致病菌, 同时种好底层水草, 品种以伊乐藻为宜。在4月份前每667 m2放200~400 kg螺蛳, 以净化水质并作为河蟹的活饵料来源。池塘清塘7 d后, 待池水毒性消失经试水后可进行苗种放养, 每667 m2放规格1 000只/kg春季幼虾15~20 kg, 3月底前每667 m2放规格6~8 g河蟹900只, 另搭配放养规格为1000~2000 g白鲢10~20尾, 以起到净化水质并增加养殖效益的作用。

2.3 投饲管理

一般在4月前、11月后日喂1次, 时间为15~16时, 日投喂量为池塘中虾蟹总重的1%~2%;在5~10月虾蟹生长旺季, 日喂2次, 一次在5~6时, 一次在16~18时, 日投喂量为池塘中虾蟹总重的2%~3%, 其中下午的投喂量占日投喂量的2/3;9月当河蟹蜕完最后一次蟹壳后, 逐步减少配合饲料的投喂量, 同时适当投喂野杂鱼, 以改善河蟹的品质和口味。

2.4 水质管理

在6月前对水质过瘦的池应适当施肥, 一般每7~10 d施复合肥5~10 kg/667 m2培肥水质, 对水质过浓的池应适当换水, 在6~9月高温季节蟹虾混养池应适当加水或换水以保持水质清淡, 一般要求平时水体透明度保持在40~60 cm。

2.5 水草管理

蟹虾池的水草应保持60%~80%的池塘覆盖率, 使虾蟹池在保持水草良好净水能力的基础上, 又可使蟹虾有良好的栖息、隐蔽场所, 提高养殖成活率, 当水草覆盖率超过80%以上时, 可采用隔1~3 m间隔抽条的办法抽掉50%的水草, 当除掉的水草长至水深的一半时, 可抽掉另一半的水草。

2.6 病害防治

蟹虾养殖池早期可使用硫酸锌预防纤毛虫病, 平时视虾蟹病害情况有针对地使用二氧化氯或聚维酮碘每月防病一次, 在6~8月高温季节主要使用光合细菌、枯草杆菌、EM菌等预防病害, 并可起到调节水质的作用。

3 效益情况分析

通过试验统计, 安装微孔曝气增氧装备的鱼塘2010年河蟹每667 m2产量为101.3 kg, 青虾产量71.9 kg, 每667 m2效益15 272元, 河蟹产量、青虾产量、年效益与2009年相比分别增37.3%、97.5%、80.5%。具体见表1。

667m2

注:2010年每667 m2成本中不含微孔曝气增氧设备成本。

3.1 养殖条件改善, 河蟹放养密度增加

试验基地原放河蟹600只/667 m2, 安装微孔增氧机后放养量增加到900只/667 m2, 在河蟹增加放养量的情况下, 2010年有70%以上的河蟹平均规格超200 g, 大规格河蟹同比提高约10%。在增大规格的同时, 河蟹产量也有了明显的提高。

3.2 秋季青虾增产明显

安装微孔增氧机后, 由于上半年虾蟹规格小池塘氧气消耗量不大, 所以上半年不需控食, 河蟹对青虾产量的影响不大。而下半年由于气温高, 在没有安装微孔增氧机的情况下, 由于害怕池塘缺氧, 只能通过控食的办法来消极防止池塘缺氧, 因此下半年青虾产量较低。据统计, 2009年、2010年上半年青虾每667 m2产量分别为31 kg和37 kg, 产量差别表现不大, 而下半年青虾每667m2产量分别为5.4 kg和34.9 kg, 2010年比2009年下半年青虾产量增5倍多, 由于下半年青虾价格高, 因此增效相当明显。

3.3 池塘溶氧明显增加, 投饲足增产成效显著

池塘在没有安装微孔增氧机的情况下, 高温季节池塘早晨水溶氧最低时为1.7~2 mg/L。试验时池塘在2∶00左右开启增氧机约3 h, 早晨水中溶氧增加到3 mg/L以上。经苏州市吴中区水产技术指导站多次测定分析, 建议在23∶00时开启微孔曝气增氧机, 早晨水中溶氧量将增加到4 mg/L以上。在水中溶氧量充足的条件下, 多投饲以满足虾蟹吃食要求, 做到投足投匀, 在投饲增加满足虾蟹吃饱要求的情况下, 河蟹残食青虾的现象明显减少。据统计, 2009年投饲总量为5 t, 2010年增加到8.3 t, 增幅为66%。投饲量的增加, 直接表现为河蟹规格变大、产量提高, 特别是秋季青虾产量增幅加大, 从而保证了总体效益的大幅度提高。

4 结语

通过试验研究, 微孔曝气增氧技术改变了传统增氧技术对池塘底层水体增氧效果不明显、工作噪音大、能耗高的局面, 在渔业生态和环境保护、实现健康绿色和无公害水产养殖方面具有明显的促进作用, 有着广阔的发展前景, 并能提升养殖品种的品质与经济效益。

摘要：阐述了微孔曝气增氧技术的基本原理以及试验的主要技术措施;在试验的基础上进行了效益分析, 为推广示范该项技术奠定了实践基础。

河道曝气技术的特征 第7篇

甲基橙是一种广泛应用于实验室和化工过程的试剂和燃料,属于偶氮燃料,产生的废水具有含量高、色度深、毒性大、可生化性能差和较难处理等特点,若处理不当会严重污染环境。前人对甲基橙废水进行了一定研究,取得了阶段性的成果,但仍在寻找简便使用的处理方法。

芩科达等[1]进行了利用超声波降解甲基橙的实验研究,结果表明,甲基橙初始体积质量、溶液的pH值及超声时间对甲基橙的降解效果有影响,并证明甲基橙的超声波降解过程为自由基氧化,且甲基橙分子结构中-N=N-显色基团断裂程度较苯环的断裂程度明显。

顾微等[2]同样进行了超声波对甲基橙的降解性能实验,结果表明,随着超声波处理时间延长,甲基橙的降解率相应增加,超声波处理100 min后甲基橙降解率达13.6%,溶液初始浓度由4 mg/L增加到104 mg/L,降解率由6.3%提高到13.6%;此外,研究还表明,在酸性条件下和加入少量双氧水对甲基橙的降解有利,同时证明,超声波和光催化之间具有协同降解作用。

尽管超声波技术处理甲基橙废水具有一定效果,但具有耗能高的缺陷,因此研究人员把目光投向了超声波协同降解甲基橙的研究领域。用臭氧协同超声波降解甲基橙研究[3]、纳米TiO2催化超声降解甲基橙研究[4,5]、超声波协同三维电极降解甲基橙研究[6]均证明其明显具有减少超声处理时间、提高处理效率的作用。但是超声波和曝气技术协同处理甲基橙废水研究较少。

笔者进行了超声波协同曝气处理甲基橙废水的效果实验,并对实验条件进行了总结,对降解机理进行了探讨,以期为该废水的处理提供基础数据。

1 实验部分

1.1 实验仪器

超声波处理使用超声波清洗器,型号为DJ-180J(上海之信仪器有限公司),功率为240W,有低频35 kHz和高频60 kHz功能。紫外可见分光光度计(UV751GD紫外可见分光光度计,荆和公司,上海)。

1.2 实验方法

取400 mL玻璃烧杯盛200 mL15 mg/L甲基橙溶液,分别用超声和超声协同曝气降解甲基橙溶液。处理结束后用1 cm的比色皿在465 nm测定降解甲基橙溶液的吸光度值,并与降解前吸光度相对比。通过标准曲线查得吸光度的降低值,计算甲基橙的降解率。

2 结果与讨论

2.1 超声波及超声波协同曝气对甲基橙的降解作用

以初始浓度为15 mg/L的甲基橙溶液为降解对象,气流量为0.4 L/min,曝气孔径为0.5 mm,超声强度为0.42 W/cm2,频率为35 kHz,不同处理时间对甲基橙溶液的降解结果见图1。

由图1可以看出,在相同的处理时间下超声波协同曝气明显比超声波处理降解甲基橙效率高。超声波产生的超声空化是指液体中微小气泡在超声波下被激活,表现为泡核的震荡、生长、收缩及崩溃等一系列快速动力学过程,整个过程发生在纳秒至微秒的范围内,产生瞬时高温高压,即形成所谓热点。凡进入空化气泡中的水蒸气在高温高压下发生分裂和链式反应,产生羟基自由基(OH)和过氧化氢(H2O2)等高活性物质,而空化气泡产生的冲击波和射流,使OH和H2O2进入溶液中,氧化溶液中的甲基橙分子,使其得到降解。在超声处理甲基橙溶液的同时,引入曝气后增加了产生OH和H2O2等高氧化性物质的绝对量,从而使超声波协同曝气,提高了甲基橙的降解率。这个结果与雷国明等[7]进行的超声波协同曝气降解聚丙烯酰胺效果相似。

另外,从图1还可以看出,两种处理方法在经过处理时间60 min后,出现了处理效率变缓的趋势,说明超声波处理甲基橙溶液合适的处理时间为60 min。

2.2 不同曝气孔径对超声波协同降解甲基橙效果的对比结果(如图2所示)

由图2可以看出,当曝气量为定值0.4 L/min时,通过改变曝气孔径大小来考察对超声波协同曝气降解甲基橙的影响,结果表明曝气孔径大小对降解甲基橙有明显影响。曝气孔径0.5和0.8 mm对超声波降解甲基橙的结果有一定差别,但差别较小。而曝气孔径为0.2 mm时,超声波协同降解甲基橙的效率比曝气孔径0.5和0.8 mm高,这说明孔径越小曝气效果越好,越有利于产生更多的OH和H2O2等高氧化性物质,从而提高超声波降解甲基橙的效率。因此在实际工作中我们可以选择曝气孔径为0.2 mm左右的玻璃管作为曝气工具,以增强超声波协同降解甲基橙的效果。

综上,在研究甲基橙溶液的pH对超声波协同曝气降解甲基橙影响中采用曝气量0.4 L/min、曝气孔径为0.2 mm的曝气参数进行实验。

2.3 pH对超声波协同曝气降解甲基橙影响实验

由图3可以看出,当曝气量0.4 L/min、曝气孔径为0.2 mm的曝气参数进行实验,改变溶液的pH值对超声曝气协同处理甲基橙效果有明显影响。

首先,甲基橙溶液的pH越低,超声波协同曝气降解甲基橙效果越好,反之,甲基橙溶液的pH越大,超声波协同曝气降解甲基橙效果越差。芩科达等[1]认为,当pH<3.1时,甲基橙分子多以醌式结构存在,其结构中磺酸基(-SO3-)获得了H质子后,甲基橙溶液的疏水性增大,使其分子更有利于扩散到空化泡及其气液界面上,增强了超声空化条件下甲基橙分子的活性,同时有利于超声产生氧化性极强的自由基OH与其发生氧化反应。相反,当甲基橙溶液的pH>3.1时,甲基橙分子多以稳定的偶氮式结构存在,萘环中的羟基(-OH)失去质子H,使甲基橙的亲水性增强,不易扩散到空化泡内,使反应的活性降低,结果降解率较低。本实验中当溶液的pH为3.0时,超声波协同曝气降解甲基橙在同样条件下明显比溶液的pH为5.0、7.0、9.0时降解效率高。因此,溶液的酸度也是用超声波手段降解甲基橙溶液时应考虑的重要因素。

3 结论

经过超声波协同曝气对甲基橙溶液的降解实验,可得出主要结论如下:

(1)超声波协同曝气可明显提高甲基橙降解效果,从而节省使用超声波的能量。

(2)当曝气流量为0.4 L/min,曝气管径在0.2~0.8 mm范围,对超声波处理甲基橙效果有差别,但差别不明显。

(3)甲基橙溶液的pH值对超声波协同曝气降解甲基橙影响较大,溶液的pH越小,其甲基橙降解程度越高。

摘要：研究了超声波协同曝气降解甲基橙溶液效果。结果表明,超声波协同曝气可明显提高甲基橙降解效果,从而节省使用超声波的能量。当曝气流量为0.4L/min、曝气管径在0.2～0.8mm范围,对超声波处理甲基橙效果有差别,但差别不明显。甲基橙溶液的pH值对超声波协同曝气降解甲基橙影响较大,酸性条件下更有利于超声波协同曝气降解甲基橙溶液。

关键词：超声波,曝气,协同降解,甲基橙

参考文献

[1]芩科达,殷福才,程建萍,等.超声降解水溶性偶氮燃料甲基橙的实验研究[J].合肥工业大学学报(自然科学版),2007,30(1):77-81.

[2]顾微,黄洁.超声波对甲基橙的降解性能研究[J].广东化工,2009,36(7):53-55.

[3]段丽杰,张道斌,张铭,等.超声强化臭氧氧化甲基橙的脱色研究[D].第二届全国环境化学学术报告会论文集,391-393.

[4]王君,韩建涛,佟键,等.纳米TiO2催化超声降解技术在处理废水中的应用[J].工业水处理,2004,24(8):24-27.

[5]王君,韩建涛,张向东,等.TiO2催化超声降解甲基橙溶液[J].应用化学,2004,21(1):32-34.

[6]曹志斌,王玲,薛建军,等.超声协同三维电极处理染料废水[J].水处理技术,2008,34(11):57-59.