[发明专利]一种利用跌水促进水体中低浓度溶解氧恢复的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低浓度溶解氧恢复技术，特别涉及一种利用跌水来促进水体中低浓 度溶解氧恢复为正常浓度值即标准值的方法，属于城市排水中低浓度溶解氧恢复技术领 域。

背景技术

溶解氧(Dissolved Oxygen，简称DO)不仅是监测水质的重要指标之一，同时对水 生生物的生存也有着重大影响。正常标准的DO浓度值有助于水体中促进营养物质循环， 并且也促使水体中沉积物和金属元素的相互作用，以提高自身水体的自净能力。然而在 现实生活中，由于各种自然环境和人为因素，DO浓度往往没有达到正常浓度即标准值。

低浓度DO主要是由水体富营养化，或无法进行氧气传质，或污水处理不全面等而 导致；低浓度DO易存在于河口，沿海区域，城市排水系统，或被冰覆盖的湖泊或水库 等。大量资料证明，低浓度的DO不仅仅直接对鱼类等水生生物的生长速率，应激水平， 呼吸能力等方面产生不利影响，甚至还可以导致鱼类等水生生物大量死亡，从而对水生 生态系统造成严重危害。同时低浓度DO易造成水体内好氧菌减少且厌氧菌大量繁殖， 致使水体自净能力减弱甚至丧失。

就目前而言，针对于低浓度DO的恢复有多种方法。其中有直接通过曝气装置使低 浓度溶解氧的水体得到恢复。此方法复氧效率高，对水体没有二次污染，但购置设备需 要较大的费用。其次，也有通过旋转器(rotor)来增大表层水体与空气的接触面积从而 达到低浓度溶解氧恢复的目的，但此方法需消耗电功功率相对较大、且仅对水体表层的 溶解氧恢复较快。

跌水是在城市排水系统中十分常见的水流形态。利用城市排水中自然跌水对欠饱和 溶解氧进行恢复，不仅仅可以节省污水处理的时间，也可以减少费用，同时对城市排水 系统的设计也有重大意义。因此探讨自然跌水促进DO在水体中的快速恢复技术，不仅 可以丰富水与氧气传质过程的研究，而且对水体中水生生态保护和水质恢复有着重要的 实际应用价值和现实意义。

水体中低浓度溶解氧的恢复过程即复氧过程属于水气界面传质过程，而其传质过程 与诸多因素有关，如传质时间，初始溶解氧浓度值等，是十分复杂的氧气传质问题。

发明内容

本发明的目的正是针对现有技术中所存在的缺陷和不足，提出一种利用自然跌水促 进水体中低浓度溶解氧(DO)恢复的新方法。该方法通过改变跌水初始浓度值，跌水 水头和跌水流量等水动力学条件来实现水体中低浓度溶解氧恢复。

为实现本发明的目的，本发明是通过以下技术措施构成的技术方案来实现的。

本发明所述提出一种利用跌水来促进水体中低浓度溶解氧恢复的方法，按照本发 明，通过自然跌水的流水形态来实现水体中低浓度溶解氧的恢复，包括以下工艺步骤：

(1)在实验开始前，往水池内注入定量清水，再加入100-1000g亚硫酸钠 (Na₂SO₃)和0.1-1g氯化钴(CoCl₂)，并搅拌使其与水体中DO充分反应，此时控制水 体中DO初始浓度值维持在一个范围内；

(2)待水池中的溶解氧初始浓度稳定后，分别通过控制出水口系统中第一球阀至 第五球阀的启闭状态，来调整跌水的各出水口高程；

(3)开启水池中的水泵，利用第六球阀和电磁流量计来调整跌水流量；

(4)待跌水水流稳定后，使用采样瓶分别对跌水的各出水口处的水流和进入水垫 塘之前的水流进行采样；

(5)利用溶氧仪对采样瓶中所采得的水体的温度及溶解氧浓度进行测定，当溶氧 仪中显示的DO浓度和温度读数稳定后再记录其上读数，即测得水体中对应温度的溶解 氧浓度值。

上述技术方案中，所述往水池内注入的清水量为23m³。

上述技术方案中，所述水池中的DO初始浓度值维持在0.3mg·L^-1～8.5mg·L^-1之间。

上述技术方案中，步骤(2)中所述跌水的各出水口高程分别调整为5.80m，4.85m， 2.85m，1.38m和0.38m五个高程。

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

上述技术方案中，所述使用的采样瓶为细口采样瓶。

上述技术方案中，步骤(5)中所述的测量温度值维持在9.5℃～13.4℃。