紊动水体大气复氧系数研究进展

简述了影响水体中溶解氧浓度的大气复氧速率的主要因素，系统分析了自１９２４年以来国内外对紊动水体复氧系数的理论和实验和发展过程及其研究成果，对其中存在问题进行了分析探讨，认为目前众多的复氧理论和公式大多不能直接用于天然河流，要通过复氧实验确定复氧系数，并对今后这一领域的研究进行了展望。     

溶解氧对人工湿地处理受污染城市河流水体效果的影响

研究了溶解氧在人工湿地中的分布对受污染城市河流水体处理效果的影响规律及其意义,为城市受污染景观水体处理或雨水处理人工湿地的工程设计提供有效的自然复氧估算方法和设置措施.结果表明,由于自然复氧不利引起的溶解氧不足(<2 mg/L)是导致人工湿地出水水质恶化的主要原因.自然跌水是一种有效的人工湿地充氧方式,其充氧效果可用氧亏比r根据水温、水质以及充氧形式等外部条件参数进行估算.推流态的湿地床内,溶解氧分布与生物量分布以及有机物的去除规律呈现明显的相关性,而对TP沿程去除速率影响不大.设置多级多段跌水有利于均衡湿地床填料内的溶解氧分布,促进硝化反应,保证出水水质.     

复氧集土池对稻田退水面源污染控制的研究

为提高稻田退水中溶解氧含量,并拦截稻田退水中土壤颗粒,文章设计研发了集扰流增氧与土壤颗粒拦截于一体的稻田排水口复氧集土池装置。通过室内模拟试验筛选出溶解氧增加效率、浊度降低效率最优的复氧集土池形式和尺寸;通过田间试验测试复氧集土池装置对稻田退水中溶解氧增加、浊度降低及氮磷污染物拦截的效果。室内模拟溶解氧增加效率试验结果表明,三角堰形式复氧集土池溶解氧增加效率均高于平板形式复氧集土池(p0.05),且0.30 m高度三角堰形式复氧集土池溶解氧增加效率最高,为13.79%。室内模拟浊度降低效果试验结果表明,0.30 m高度三角堰形式复氧集土池浊度降低效率最高,为71.40%。田间试验结果表明,0.30 m高度三角堰形式复氧集土池在田间试验中溶解氧平均增加效率为7.45%,浊度平均降低效率为56.64%,总氮、总磷降低效率分别为31.02%、74.05%。通过室内模拟试验确定复氧集土池的最佳尺寸(长×宽×高)为0.30 m×0.20 m×0.30 m;在田间试验中其复氧效果可以增加7.45%,浊度降低56.64%,单位体积退水中总氮、总磷负荷削减量为261.09、160.77 mg/m~3,单位体积退水中总氮和总磷污染物拦截率为31.02%和74.05%。复氧集土池可促进稻田退水的水质净化,简单易行,在高标准农田建设中具有推广价值。     

多功能便捷式水下化学增氧器的研制及其净水效果研究

机械增氧作为一种常规增氧技术曾得到广泛应用,但其能耗高、扰动大、影响水运和自然美观,且对水下增氧能力有限.为了提高水下溶解氧(DO)水平,本文利用自行设计的一种兼有脱氮除磷作用的便捷式水下化学增氧器来探讨其最优增氧条件,并对比了水下化学增氧器(装置组)、机械增氧曝气机(曝气组)和未增氧水体(空白组)的水质情况.结果表明:装置组在30％H2O2、25 g Na2CO3、放置深度为60 cm、增氧器中混合矿物材料质量为2.4 kg的最优条件下,对受试水体经过18 d的处理,水下溶解氧(DO)能维持在3 mg·L?1左右,对受试水体中的总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(?-N)和高锰酸盐指数的去除率分别为55.86％、71.45％、61.70％和82.04％,表现出较好的净水效果.但装置组的DO浓度低于曝气组,这可能与最优条件下控制了液体增氧剂的滴速,以延缓DO的释放速度,提高O2利用率,减少对土著微生物的扰动破坏有关.本研究为充分发挥水下化学增氧器的增氧作用,为黑臭水体的修复实践提供了一种新技术和新装备.     

水体自净系数的研究

在总结国内外关于水体自净规律研究的基础上，简述了影响水体自净的各种主要因素，选择水文、水质监测资料齐全的河段及库段，应用水质模拟方法，优选出水体耗氧系数K_1和复氧系数K_2，通过室内实验分析，求得实验条件下的K_1和K_2值，对比分析室内实验数据和野外监测成果，得出不同水体耗氧系数K_1及复算系数K_2的计算公式，可为生产实际服务。     

BF仿生载体对黑臭水体水质净化试验

为解决城市黑臭水体的问题,构建基于玄武岩纤维(BF)仿生载体、微生物菌剂和曝气复氧净化黑臭水体的组合工艺,对黑臭水体净化效能进行试验研究。结果表明:BF仿生载体、微生物菌剂和曝气复氧三者相结合对黑臭水体具有良好的净化效果。经过28 d的平稳运行,COD、NH_4~+-N和TP去除率分别为75. 1%、99. 4%和94. 2%。经预挂膜处理的BF仿生载体在曝气复氧条件下,达到相同净化效果所需时间更短。同时BF仿生载体可有效降低水体浊度,对水体中游离微生物具有良好的吸附和富集作用,其吸附的微生物数量最高为3. 57×10~7CFU/g。     

多级跌坎跌水复氧过程及影响因素试验研究

跌坎作为连接水流上下游的主要措施,水流在跌落过程中其溶解氧迅速增加。以水体氧亏率为指标,研究多级跌坎水流流态为自由跌落水流时的水体复氧过程和机理,结果表明:可将水流自跌坎跌落至下一级跌坎上的整个区域分成水舌空中跌落区(I)、回水区(II)、冲击与水跃区(III)和水流平顺区(Ⅳ),水舌空中跌落区和冲击与水跃区为复氧的主要区域,水体在空中与大气充分接触以及水流流动过程中的自掺气是水体复氧的主要途径;水流流经跌坎时的氧亏率随着单级跌坎高度、多级跌坎级数、跌坎总坡度和流量的增加而增加,与水流紊动程度呈正相关,随着跌坎雷诺数的增大而增加。     

不同模拟条件下太湖沉积物-水界面磷行为的研究

随着大量的磷输入水体,太湖富营养化已经成为一个严重的环境问题。沉积物内源磷的释放是湖泊上覆水体磷浓度升高的重要因素之一。文章针对太湖特征,模拟影响沉积物内源磷释放过程因素中的扰动、溶解氧和pH条件研究表层沉积物的内源磷行为。结果表明,在厌氧环境下有利于磷的释放,且没有扰动条件要比有扰动的释放量大,达到0.297 mg/L;好氧条件不利于磷的释放,经过好氧培养的沉积物中有机磷平均减少了约50%,好氧-厌氧交替使得铁结合态磷提高了0.001 8 mg/g。pH 8.2~8.6有助于沉积物磷的释放,且不同pH值下沉积物磷的最大释放时间不同,pH 9.0沉积物磷在1 d时最大释放量达到0.162 mg/L;沉积物中磷在不同pH下的形态会发生不同程度的转变,其中铁结合态磷(Fe-P)的转变最大。可见扰动、溶解氧、pH对沉积物内源磷的释放有着显著影响。     

新型人工湿地污水处理系统复氧效果研究

介绍了新型人工湿地的工艺特点,并对自然跌水复氧和自然沟槽复氧两种复氧方式的复氧效果进行试验研究,结果表明：1．5m高的跌水,其复氧量在2．2mg/L-3．3mg/L之间,且由复氧数学模型得出复氧的预测值与实测值基本一致;沟槽的复氧效果与槽长呈正比关系,且4m沟槽的复氧量可达到3．0mg/L;试验得出跌水复氧的效果要优于沟槽复氧。     

溶解氧对湖库热分层和富营养化的响应——以枣庄周村水库为例

为研究热分层和富营养化对湖库溶解氧变化特征的影响,于2014年1月~12月对周村水库水温、溶解氧、叶绿素以及初级生产力的季节变化及垂向分布进行了监测.结果表明:水温和溶解氧的分层期均为4~11月份;分层期叶绿素在20~50μg/L之间,初级生产力为2.16~2.23gO₂/(m³·d),光补偿点在1~3m之间;恒温层在5月中旬进入厌氧状态;由于光补偿点位置较高,5~8月份氧跃层位置为1~6m,高于温跃层上界面;而氧跃层位置偏高造成溶解氧在垂向上的极值一般在表层,且变温层溶解氧浓度梯度较大;9~11月份温跃层的下移使得氧跃层和厌氧区界面同时下移,厌氧区界面与温跃层上界面的位置变化始终同步,而氧跃层受水体耗氧作用的影响在热分层结构相对稳定时会再次上移.热分层和水体富营养化均对溶解氧的浓度和分布有重要的影响.     

Effect of hydrodynamic characteristics on reaeration process

The equilibrium-perturb technique was used in the flume reaeration experiment.The interfacial mass transfer coefficients of DO were obtained by implementation of the oxyge-flux theory in the study.The turbulency characteristics of the flow field were investigated by numerical simulation approach.The expression of interfacial mass transfer coefficient related with velocity and turbulence kinetic energy was built.Examination with the experimental datum of different cases showed the validation of the expression.     

紊动水体复氧规律研究

根据紊动扩散理论及气液界面质量传递过程，在对流场精确描述和对表面传质系数充分研究的基础上，建立了三维紊动水体复氧模型。模型充分考虑了流场及紊动特性对复氧影响。     

Effects of benthic hydraulics on sediment oxygen demand in a canyon-shaped deep drinking water reservoir: Experimental and modeling study

Sediment oxygen demand (SOD) is a major contributor to hypolimnetic oxygen depletion and the release of internal nutrient loading. By measuring the SOD in experimental chambers using in both dissolved oxygen (DO) depletion and diffusional oxygen transfer methods, a model of SOD for a sediment bed with water current-induced turbulence was presented. An experimental study was also performed using near-sediment vertical DO profiles and correlated hydraulic parameters stimulated using a computational fluid dynamics model to determine how turbulences and DO concentrations in the overlying water affects SOD and diffusive boundary layer thickness. The dependence of the oxygen transfer coefficient and diffusive boundary layer on hydraulic parameters was quantified, and the SOD was expressed as a function of the shear velocity and the bulk DO concentrations. Theoretical predictions were validated using microelectrode measurements in a series of laboratory experiments. This study found that flow over the sediment surface caused an increase in SOD, attributed to enhanced sediment oxygen uptake and reduced substances fluxes, i.e., for a constant maximum biological oxygen consumption rate, an increased current over the sediment could increase the SOD by 4.5 times compared to stagnant water. These results highlight the importance of considering current-induced SOD increases when designing and implementing aeration/artificial mixing strategies.     

河道曝气提升河流水质的WASP模型研究

曝气充氧是修复受污染河道的重要技术,数学模型是预测、评估环境污染状况的重要方法.本研究应用WASP水质模型评价不同时段河道曝气对河流水质的提升作用.初期模型验证结果表明,WASP水质模型拟合结果与实际监测结果基本吻合,可为水污染治理工程提供参考依据.在此基础上,对不同曝气条件进行模拟分析,结果表明,河道曝气能够有效降低河水中的化学需氧量(COD)和氨氮(NH+4-N)浓度,改善水质;随着曝气河段内溶解氧(DO)水平的提升,水质虽不断改善,但改善幅度逐渐减小;全年不同月份曝气效果差异显著,5~9月曝气效果较好.结合经济投入和环境效益,最终确定夏季提升DO水平达到4 mg·L-1为河道曝气最优条件.     

城市污染河道水体复氧技术研究综述

在回顾国内外河道水体复氧技术研究基础上,总结河道水体复氧技术研究进展,归纳水体复氧技术的类型、各种复氧技术的复氧效果及影响因素,指出现有复氧技术研究中存在的问题,并对今后的河道水体复氧技术研究进行展望,提出今后该领域的研究重点。     

Effect of artificial aeration on the performance of vertical-flow constructed wetland treating heavily polluted river water

Three lab-scale vertical-flow constructed wetlands (VFCWs), including the non-aerated (NA), intermittently aerated (IA) and continuously aerated (CA) ones, were operated at different hydraulic loading rates (HLRs) to evaluate the effect of artificial aeration on the treatment efficiency of heavily polluted river water. Results indicated that artificial aeration increased the dissolved oxygen (DO) concentrations in IA and CA, which significantly favored the removal of organic matter and NH₄⁺-N. The DO grads caused by intermittent aeration formed aerobic and anoxic regions in IA and thus promoted the removal of total nitrogen (TN). Although the removal efficiencies of COD_Cr, NH₄⁺-N and TN in the three VFCWs all decreased with an increase in HLR, artificial aeration enhanced the reactor resistance to the fluctuation of pollutant loadings. The maximal removal efficiencies of COD_Cr, NH₄⁺-N and total phosphorus (TP) (i.e., 81%, 87% and 37%, respectively) were observed in CA at 19 cm/day HLR, while the maximal TN removal (i.e., 57%) was achieved in IA. Although the improvement of artificial aeration on TP removal was limited, this study has demonstrated the feasibility of applying artificial aeration to VFCWs treating polluted river water, particularly at a high HLR.     

污染河流的纯氧曝气复氧

纯氧曝气复氧是治理污染河流、消除黑臭的有效工程措施之一。由于纯氧的压力高于空气中的氧分压，纯氧曝气可显著提高氧的转移速率。该文介绍了德国梅塞尔（Ｍｅｓｓｅｒ）集团开发的ＢＩＯＸ工艺，应用微孔软管曝气垫，可使水深５ｍ时氧利用率高达８０％。通过上海苏州河新泾港下游的应用实例和中试，结果表明，该工艺具有设备简单、运行安全可靠、维修极少、不生产任何噪声、对河水流态不生产扰动等突出优点，尤其适用于航运繁忙的     

两种生态净化措施对水源水库光学环境的影响

为了评估生态净化措施对水体光学环境的影响,以上海金泽水库为例,在微纳米曝气复氧和水生植物净化两种生态净化措施前后布设采样点进行了光学衰减系数（水体光合辐照度（PAR）衰减系数）、真光层深度和透明度及相关水质指标的监测和分析.结果表明：水生植物净化和曝气复氧净化措施有利于水体光学环境的改善,经微纳米曝气后,水体透明度增大20%~25%,真光层深度增大2.2%~14.8%,光学衰减系数降低0.4%~4.4%;经水生植物净化后,水体透明度增大20%~29.4%,真光层深度增大6%~20%,光学衰减系数降低17.3%~20.5%.逐步回归结果表明不同生态净化措施的光学环境改善机制不同,微纳米曝气主要通过叶绿素、溶解性有机物、温度、溶解氧影响水体光学环境,水生植物净化主要通过浊度影响水体光学环境.冬季,两种生态净化措施对总氮和溶解性有机物均没有改善效果.     

好氧/厌氧多级串联潜流人工湿地脱氮效果

为了调整传统潜流湿地内部溶解氧分布状态,提高其对生活污水水质净化的效率,对传统潜流湿地进行了不同区段的划分及功能强化,设计了不同结构的好氧/厌氧多级串联潜流人工湿地,研究了好氧/厌氧段比例、位置及人工曝气等因素对脱氮效率的影响,并与传统潜流湿地进行净化效果的比较.结果表明,传统潜流湿地对NH4+-N和TN的去除率分别为...