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贺州玉米深加工污水处理设备优质生产厂家

贺州玉米深加工污水处理设备优质生产厂家

简要描述:贺州玉米深加工污水处理设备优质生产厂家
一体化污水处理设备是将一沉池、I、II级接触氧化池、二沉池、污泥池集中一体的设备,并在I、II级接触氧化池中进行鼓风曝气,使接触氧化法和活性污泥法有效的结合起来,同时具备两者的优点,并克服两者的缺点,使污水处理水平进一步提高。

所属分类:玉米深加工

更新时间:2019-09-16

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详细说明:

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 湖库水体富营养化是一个世界性的问题。蓝藻的爆发会引起味、嗅等问题,甚至会产生有毒物质,对水源水质和水处理均造成很大的影响。由于季节性热分层而引发的水体底部厌氧,会造成沉积物中氮磷等营养盐的释放,进而促进湖库水体中藻类的生长。

  水质原位修复技术作为一项重要的水质改善方法在国内外得以广泛应用。国外关于人工曝气的研究与应用起步较旱且已相对成熟。几年来,国内学者在扬水筒技术的基础上通过结构改进与优化研发出了扬水曝气技术,该技术具有混合充氧、抑制底泥污染物释放和藻类生长等功能。其结构示意简图见图1,原理是空气由岸边的空压机压缩后经供气管道通入环形空气释放器,压缩空气由释放器的微孔向曝气室释放微小气泡,并向下层水体充氧,水流经回流室返回水库底部;充氧后的尾气则在回流室分离出来进入气室;气体在气室中不断的积累,同时气室中水面不断下降;当水面降至水封板以下时,气室中气体瞬间进入上升筒并形成大的气弹,直筒中的气弹上升过程中推动水体加速上升,将下层水体输送至表层;气弹冲出上升筒出日后,水流沿水面向外侧推动,形成扬水曝气外侧水流自上向下流动;曝气器内水流自下向上流动,诱导上下水体混合,表层水体中藻类被带到下层水体;低温、低光照、高压使藻类无法生长繁殖,从而达到控制藻类生长的目的。目前该项技术已应用于天津于桥水库,西安黑河水库,太原汾河水库等水库的水质改善工程中,通过破坏水库分层,抑制沉积物营养盐释放,使水质得到有效改善。

  

 

 

  然而,人工破坏分层对藻类群落结构,藻类密度的影响由水库水深,扬水曝气强度,营养盐浓度以及其他方面共同决定。以周村水库为例,对扬水曝气系统运行前后水库水体垂向物理、化学和藻类指标进行连续监测,并与往年同期进行比较分析,重点探究了扬水曝气系统运行对藻类群落结构、藻类密度的影响,以期为水库水质改善以及水体富营养化防治科学作出指导,为扬水曝气器长期研究作出贡献。

  1 研究区域概况

  周村水库位于117°41' E,34°57' N,枣庄市市中区孟庄镇周村南,流域面积为121 km2,总库容8 404万m3,水面面积8. 54 km2,2015年扬水曝气运行期间大水深13 m。周村水库主要功能有防洪、灌溉和城市供水,是枣庄市城市供水水源地。1990-2008年,周村水库曾大量网箱养鱼,造成严重的水质污染及水库富营养化。网箱养鱼取缔后,水库水质有所好转,但库底沉积的高污染底泥持续向水体释放营养盐,使水库仍处于富营养化状态。

  周村水库为典型温带单循环混合模式,分层期为4-11月,混合期为12月一次年3月。热分层期表层与底层水体大温差可达19. 1℃,底层水体呈缺氧状态,总氮、氨氮、总磷、锰和硫化物平均值分别可达1. 74 、1. 81 、0. 318 、 0. 93和1.29 mg / L。秋季热分层结构消亡,上下层水体的垂向对流使分层期蓄积于底部的高浓度营养盐和还原性污染物被交换至上层水体,导致水质恶化。

  2研究方法

  2015年8月末于周村水库坝前安装8台扬水曝气器(见图2)。扬水曝气器设置的目的是改善取水口附近的水质环境,防止出现分层厌氧状态。其布置的原则为,尽量在靠近取水口附近水深较大的区域设置,设置水域的库容应保证在设计取水量下达到一定的停留时间。周村水库上游水深较小,不宜设置扬水曝气器,坝前水深较大,所以在坝前平行布置,其参数如表1。并以4#曝气器作为本次研究对象,进行水质与藻类样品的采样。

  

 

 

  

 

 

  2. 1

  水样的采集与分析

  水质样品每5d取一次,采用有机玻璃垂向直立式采样器于距水面0. 5,6,8和10 m及底部(底泥上0. 5 m)共5个不同水深处取样,放入聚乙烯瓶中带回实验室待测,总氮(TN)、总磷(TP)等指标参照《水和废水监测分析方法》进行测定,所有化学指标均在24 h内测量完毕。

  2. 2藻类样品的采集与分析

  藻类样品用取样器在水下0.5、2.5、5、7.5和10 m及底部共6个不同水深处采样,现场用鲁哥试剂(15 mg / L)固定水中藻类,带回实验室待分析。将1 000 mL固定好的水样通过过滤浓缩到30 mL,使用0. 1 mL计数框,在生物显微镜下用10 x 40倍进行分类计数,藻类的鉴定和计数参考《中国淡水藻类:系统、分类及生态》。

  

  式中:Q为水库藻类平均生物量(以Chl-a浓度计)(mg / L ) ;Qi为第i层水层藻类平均生物量(mg / L);Vi为第i水层容积(m3) ;V为水库总容积。

  2. 3垂直方向连续数据获取

  对于垂直水体的温度(WT)、溶解氧(DO)等连续数据采用哈希公司生产的Hydrolab DS5型多功能水质监测仪现场测定,深度间隔为1 m。

  3结果与讨论

  3. 1扬水曝气技术对水库热分层和溶解氧的影响

  2014年水库水温分层现象从4月中旬持续到11月中旬,其中9月份的温度为25. 4℃,低温度为11. 6℃,在水深7-9 m处形成明显的温跃层。同时,2014年9月在6 -8 m水深处溶解氧迅速降低,水深9 m以下为缺氧状态(见图1(a)一(a))。扬水曝气于2015年8月27日开始运行,9月27日运行结束,相较于2014年同期,扬水曝气器运行前水库仍有明显的热分层现象。随着扬水曝气的运行,上下层水体温差逐渐减小,温跃层消失,分层结构逐渐破坏,到9月27日运行结束,水库温度为23.0 ℃,低温度为22. 5℃,水体完全混合,热分层现象消失。扬水曝气运行前水深7m以下为缺氧区,扬水曝气运行使底部厌氧层不断充氧,上下层水体混合,底部水体溶解氧浓度逐渐增大,厌氧状态被打破(图3(b)一(d) )。

  

 

 

  

 

 

  3. 2扬水曝气技术对水库营养盐的影响

  由于内源污染,周村水库内部磷的负荷随底部溶解氧的变化表现出季节性的分层现象。热分层期底层处于厌氧状态,沉积物中营养盐释放到上覆水体,使底层TP浓度明显高于表层,2015年扬水曝气运行前底部TP浓度为0. 48 mg / L ,运行后底层溶解氧升高,沉积物中磷的释放得到抑制,底部TP浓度降低至0. 0 1mg / L。与2014年同期相比,2015年表层TP浓度高于2014年,而2015年表层DTP浓度低于2014年(见图4),说明藻类生长繁殖所需的溶解性总磷降低,对藻类的生长产生影响。同时2015年扬水曝气运行前表层TN浓度为1. 0 mg / L,扬水曝气运行后期TN浓度下降至0. 3 mg / L,TN浓度下降约70%。

  3. 3扬水曝气技术对水库光热特征的影响

  SVERDRUP建立了临界层理论,认为藻类初级生产力与光合作用有效辐射成线性关系,混合层、真光层和临界层3层的相对关系,决定了水体中藻类增长潜能。即当混合层在临界层以下时,水柱中藻类净生产力小于零,浮游植物生长受到限制,水华消失;当混合层在真光层与临界层之间时,水柱中藻类净生产力较小,藻类增殖较慢;当混合层小于等于真光层时,水柱中藻类净生产力达到大,藻类大量繁殖,水华暴发。

  临界层理论揭示了藻类初级生产力与水体垂向层化稳定性的关系,表层水体混合深度(Zmix)反映了水体垂向紊动混合条件,而水体垂向混合使藻类发生垂向位移,改变藻类接受有效光强的机率,同时水体混合程度的不同也影响营养盐的垂向输送及分布,从而影响藻类种群的演替。该理论经发展,采用真光层深度(Zeu)和混合层深度(Zmix)之比Zeu / Zmix来判断光照的垂向分布和水体垂向的混合对藻类生长的影响。扬水曝气器的主要功能之一混合充氧,对水体的扰动强烈,影响藻类可接受光强,营养盐浓度,从而影响藻类生物量和群落结构。如图5可见,随着扬水曝气的运行,水柱混合层深度不断增加,Zeu / Zmix持续降低,有效的控制表层藻类的生长,预防水华的发生。

 

    3. 4扬水曝气技术对水库藻类的影响

  3. 4. 1藻类密度、生物量的影响

  扬水曝气运行前,周村水库表层水体温度、光照和营养盐等条件充足,藻类密度较高,底层由于光照、温度和压力等综合条件限制,藻类密度较低,垂向上表现出明显的藻类密度差异性。扬水曝气器运行后,藻类密度垂向分层逐渐减弱,一是由于表层藻类被运输到底层;二是由于表层水体温度降低,混合层深度增加,藻类可利用光照强度减弱,氮营养盐浓度降低,所以表层藻细胞密度降低,而底层温度升高,藻细胞密度随之增加。到9月巧日扬水曝气运行结束,表层与底层间藻细胞密度差异基本消失(见图6)。

  不同水库,不同地区,人工曝气对叶绿索。的影响有所不同,FAST等的研究中叶绿索。浓度升高,HEO等的研究显示叶绿索。浓度无明显变化。

  根据公式(1)计算得周村水库藻类平均生物量如表2。曝气混合作用将上部水体中的藻类运输到中、下部水体中,随着系统持续运行,由于混合层深度增加,可利用光照强度减弱,及氮营养盐的限制表层藻类无法大量繁殖,而输送到下部水体的藻类生长受到光照和压力的限制,藻类数量的增加有限,所以藻类生物总量由2014年的10. 85 mg / L降低到5. 43 mg / L,降低50%。对比运行年和非运行年,将藻类密度的变化与TN,宁昆合深度、水温进行相关性分析(见图7)。藻类密度和混合深度、水温的相关性较差,而扬水曝气对氮营养盐条件的改变,对周村水库富藻期藻类密度的影响较大。

   

 

 

  3.4.2藻类群落结构的影响

  CUSHINC等分别针对强水温分层和弱水温分层水体研究了水温分层对藻类优势种演替的影响,发现不同藻类可适应的水体水温分层情况有所不同,所以扬水曝气系统造成的水体水温分层的改变对藻类群落结构有显著影响。

  周村水库藻类群落结构呈季节性变化,分层期以蓝藻和绿藻为优势种群,混合期绿藻和硅藻为优势种群。扬水曝气运行前(8月26日)蓝藻占藻类总量的48%,为优势种群,运行后(9月27日)优势种群由蓝藻变为硅藻,达藻类总量的80%左右。蓝藻适宜在高温度,高光照强度,高磷浓度条件下生长,同时很多种类的蓝藻可以垂向迁移,在稳定水体中可以迁移到表层水体,接受足够的光照进行大量繁殖。因此水库易爆发蓝藻水华,有大量关于蓝藻控制的研究。扬水曝气系统运行使整个水体混合,限制了蓝藻的迁移作用。表层水体中蓝藻可获得光照强度和可利用营养盐浓度降低,抑制了其生长繁殖,而输送到底层的蓝藻随着压强的增大,衰亡速度增加,使蓝藻失去优势种群地位。相反,硅藻在静水中易于沉降,可接受光照强度和温度均会降低,较难成为优势种群,所以只有在混合期才会成为优势种群。扬水曝气对水体产生扰动,将底层水体送至表层,蓝藻迁移优势丧失,硅藻生长环境改善,有利于其大量繁殖成为优势种群。

  

 

  Shannon指数可以表示生物种类多样性。扬水曝气器运行前水库藻类多样性与2014年同期相近,运行后周村水库藻类多样性水平提高,水体生态状况良好(见图9)。

  4结论

  1)扬水曝气器运行,造成周村水库热分层逐渐破坏,表层氮磷营养盐水平降低,混合层深度增加,均对藻类产生影响。

  2)扬水曝气器运行期间,表层藻细胞密度降低,底层藻细胞密度增加,藻类数量的垂向分层逐渐减弱;周村水库藻类生物量较2014年降低50%,其中氮营养盐的改变对藻类生物量的影响较显著。

  3)扬水曝气器运行使水库蓝藻优势降低,硅藻上升为优势种群,藻类群落结构在垂向上无明显差异,周村水库藻类多样性水平提高,水体生态状况良好。氮营养盐、热分层结构和光照条件的改变,均对藻类群落结构的影响较大。



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