基于PrO2超饱和溶解氧修复河道底泥的底泥原位修复方法与流程

阅读：评论：0

基于pro2超饱和溶解氧修复河道底泥的底泥原位修复方法
技术领域
1.本发明涉及河道修复技术领域，特别是涉及基于pro2超饱和溶解氧修复河道底泥的底泥原位修复方法。

背景技术：

2.随着社会的发展，工业、农业生产以及人口急剧增长所带来的污染同比增长。当污染进入河道的速度大于河流本身的自净能力，就容易导致黑臭河道的形成；
3.如河道底泥的不断淤积、底泥污染物外溢造成二次污染、底泥疏浚耗人力物力等问题，为此我们提出基于pro2超饱和溶解氧修复河道底泥的底泥原位修复方法。

技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，本发明提供基于pro2超饱和溶解氧修复河道底泥的底泥原位修复方法，将包裹高压纯氧的纳米级气泡导入底泥表层，在静电力的束缚下，这些超饱和氧微纳米气泡会长时间稳定停留在底泥表面，全程基本没有浮力造成上浮损失；由于其比表面积及内部气压地不断增大，使得更多的气体穿过气泡界面溶解到底泥表面，使得底泥一直处于“冲氧”状态，导致底泥中有氧微生物活动剧烈；另外，在微纳米超饱和氧破裂瞬间，由于气液界面消失的剧烈变化，界面上集聚的高浓度离子将积蓄的化学迅速释放，激发产生大量具有超高氧化还原电位的羟基自由基，其产生的超强氧化作用可降解底泥以及水体中正常条件下难以氧化分解的污染物，最终达到净化底泥，降低底泥厚度的效果，实现河道底泥的原位修复的同时辅助净化水体。
5.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
6.基于pro2超饱和溶解氧修复河道底泥的底泥原位修复方法，包括如下步骤：河道岸边安装pro2超饱和氧发生器，并配置好电源线统一进行管理；pro2超饱和氧发生器与微纳米曝气机的进气口连接；河道水下安装有平行于河床的布气管，布气管进气端与微纳米曝气机曝气端连接，安装高度为距河床底泥5-10cm；布气管整体外形为串联“t”形轮廓，“t”形处为曝气口，供超饱和氧气进入水体；pro2超饱和氧发生器将高浓度的超饱和氧气压缩送入微纳米曝气机，水流与超饱和氧在曝气机中充分混合，最终以携带纯氧气的“传递液”形式从微纳米曝气机中释放；携带纯氧气的“传递液”经由布气管以高速射流到水体中，“传递液”中包裹高压纯氧的纳米级“小泡”；“小泡”接触河道底泥表层，在静电力的束缚下，会长时间稳定停留在底泥表层，对底泥和水体进行净化。
7.优选的，所述s5中的“传递液”为高饱和氧液流，饱和氧浓度可达10-15mg/l；
8.优选的，所述s6中高速射流方式，对河道内水体产生机械电离作用，在打破污染团胶体连接、断裂污染物与水的化学键和电性吸附结合的同时，射入的活性氧、氧离子、电离产生的氢离子和氢氧根离子等氧化分解污染物，辅助实现水质的净化。
9.优选的，所述s7中的“小泡”直径达到微纳米级别，称为超饱和溶氧微纳米气泡，由于气液传质速率和效率与气泡直径成反比，因此“小泡”比传统气泡具有明显优势，其缩小
时表现出的自身增压效应，可使气液界面处传质效率得到持续增强，并且这种特性使得微气泡即使在水体中气体含量达到过饱和条件时，仍可继续进行气体的传质过程并保持高效的传质效率。
10.优选的，所述超饱和溶氧微纳米气泡，使更多的气体穿过气泡界面溶解到底泥中，使得底泥一直处于“冲氧”状态，引起底泥有氧微生物的剧烈活动，使得底泥被大量消耗，避免了底泥的不断淤积。
11.优选的，所述“小泡”破裂瞬间，产生大量具有超高氧化还原电位的羟基自由基，氧化降解底泥以及水体中正常条件下难以氧化分解的污染物，达到降低底泥厚度的效果，同时提升水质。
12.优选的，对底泥的减淤量可高达60％-85％，使河道底泥不再依赖于人工清淤，很大程度节约了清淤成本。
13.优选的，所述河道底泥和水体中的氨氮去除率为30～70％，tp去除率为25～40％，cod去除率为50～80％，对水体藻类去除率为80-90％。
14.与现有技术相比，本发明能达到的有益效果是：
15.将包裹高压纯氧的纳米级气泡导入底泥表层，在静电力的束缚下，这些超饱和氧气泡会长时间稳定停留在水中，直到氧气完全传递到底泥和水体中，基本没有浮力造成上浮损失，由于底泥一直处于“冲氧”状态，导致底泥有氧微生物活动剧烈，同时很多污染物被氧化，使得底泥被大量消耗，避免了底泥的不断淤积、底泥污染物外溢造成二次污染、底泥疏浚耗人力物力等问题。
附图说明
16.图1为本发明实施例的平面示意图。
17.图2为本发明实施例的剖面图。
具体实施方式
18.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
19.实施例1
20.请参照图1和图2所示，本发明提供基于pro2超饱和溶解氧修复河道底泥的底泥原位修复方法，包括如下步骤：河道岸边安装pro2超饱和氧发生器，并配置好电源线统一进行管理；pro2超饱和氧发生器与微纳米曝气机的进气口连接；河道水下安装有平行于河床的布气管，布气管进气端与微纳米曝气机曝气端连接，安装高度为距河床底泥5-10cm；布气管整体外形为串联“t”形轮廓，“t”形处为曝气口，供超饱和氧气进入水体；pro2超饱和氧发生器将高浓度的超饱和氧气压缩送入微纳米曝气机，水流与超饱和氧在曝气机中充分混合，最终以携带纯氧气的“传递液”形式从微纳米曝气机中释放；携带纯氧气的“传递液”经由布气管以高速射流到水体中，“传递液”中包裹高压纯氧的纳米级“小泡”；“小泡”接触河道底
泥表层，在静电力的束缚下，会长时间稳定停留在底泥表层，对底泥和水体进行净化，所述河道底泥和水体中的氨氮去除率为30％，tp去除率为25％，cod去除率为50％，对水体藻类去除率为80％，。
21.实施例2
22.请参照图1和图2所示，本实施例2的其他部分与实施例1的实施方式相同，“传递液”为高饱和氧液流，饱和氧浓度可达10-15mg/l，高速射流方式，对河道内水体产生机械电离作用，在打破污染团胶体连接、断裂污染物与水的化学键和电性吸附结合的同时，射入的活性氧、氧离子、电离产生的氢离子和氢氧根离子等氧化分解污染物，辅助实现水质的净化，超饱和溶氧微纳米气泡，使更多的气体穿过气泡界面溶解到底泥中，使得底泥一直处于“冲氧”状态，引起底泥有氧微生物的剧烈活动，使得底泥被大量消耗，避免了底泥的不断淤积，河道底泥和水体中的氨氮去除率为50％，tp去除率为22.5％，cod去除率为65％，对水体藻类去除率为85％。
23.实施例3
24.请参照图1和图2所示，本实施例3的其他部分与实施例1的实施方式相同，“小泡”直径达到微纳米级别，称为超饱和溶氧微纳米气泡，由于气液传质速率和效率与气泡直径成反比，因此“小泡”比传统气泡具有明显优势，其缩小时表现出的自身增压效应，可使气液界面处传质效率得到持续增强，并且这种特性使得微气泡即使在水体中气体含量达到过饱和条件时，仍可继续进行气体的传质过程并保持高效的传质效率，“小泡”破裂瞬间，产生大量具有超高氧化还原电位的羟基自由基，氧化降解底泥以及水体中正常条件下难以氧化分解的污染物，达到降低底泥厚度的效果，同时提升水质，对底泥的减淤量可高达60％-85％，使河道底泥不再依赖于人工清淤，很大程度节约了清淤成本，河道底泥和水体中的氨氮去除率为70％，tp去除率为40％，cod去除率为80％，对水体藻类去除率为90％。
25.实施例4
26.岔岔河水质常年处于iv类至v类，该段河道的内源存在较大污染，尤其是底泥清淤不及时，污染物出现严重外溢现象，导致流域被底泥二次污染，在该流域大桥上游2km处河道岸边安装两台pro2超饱和溶解氧发生器，串联两台11kw微纳米曝气机；在水下河床边安装平行于流域的“t”形布气管100米，曝气口间距4m，安装高度为距河床底泥5cm；pro2超饱和氧发生器将高浓度的超饱和氧气压缩送入微纳米曝气机，水流与超饱和氧在曝气机中充分混合，最终以携带纯氧气的“传递液”形式从微纳米曝气机中释放；携带纯氧气的“传递液”经由布气管以高速射流到水体中，包裹高压纯氧的纳米级“小泡”不断从射流中释放出来，接触河道底泥表层并长时间稳定停留在底泥表层，对底泥和水体进行净化，超饱和溶氧干预时长为5日，底泥污染物含量及厚度变化如下：
[0027] cod mg/kg氨氮mg/kgtp mg/kgph厚度/cm干预前660011.61127.961201日43008.82988.021023日21505.02727.68855日16503.4854.87.5472
[0028]
实施例5
[0029]
广元嘉陵江干流为国家重点饮用水水源保护地，其周边自然支流的水质情况也得
到了广泛关注，在其中一条支流设置一段“v”型底底泥沉淀池，于底泥沉淀池岸边安装一台pro2超饱和溶解氧发生器，串联一台8kw微纳米曝气机，垂直于流域的“t”形布气管3米，曝气口间距1m，安装高度为距河床底泥5cm；pro2超饱和氧发生器将高浓度的超饱和氧气压缩送入微纳米曝气机，水流与超饱和氧在曝气机中充分混合，最终以携带纯氧气的“传递液”形式从微纳米曝气机中释放；携带纯氧气的“传递液”经由布气管以高速射流到水体中，包裹高压纯氧的纳米级“小泡”不断从射流中释放出来，接触河道底泥表层并长时间稳定停留在底泥表层，对底泥和水体进行净化，超饱和溶氧干预时长为5日，底泥污染物含量及厚度变化如下：
[0030] cod mg/kg氨氮mg/kgtp mg/kgph垂直厚度/cm干预前540010.4968.3651日42009.02858.4583日26506.56688.02505日15804.01508.0942
[0031]
本发明提供的基于pro2超饱和溶解氧修复河道底泥的底泥原位修复方法，将包裹高压纯氧的纳米级气泡导入底泥表层，在静电力的束缚下，这些超饱和氧气泡会长时间稳定停留在水中，直到氧气完全传递到底泥和水体中，基本没有浮力造成上浮损失，由于底泥一直处于“冲氧”状态，导致底泥有氧微生物活动剧烈，同时很多污染物被氧化，使得底泥被大量消耗，避免了底泥的不断淤积、底泥污染物外溢造成二次污染、底泥疏浚耗人力物力等问题。
[0032]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.基于pro2超饱和溶解氧修复河道底泥的底泥原位修复方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、河道岸边安装pro2超饱和氧发生器，并配置好电源线统一进行管理；s2、pro2超饱和氧发生器与微纳米曝气机的进气口连接；s3、河道水下安装有平行于河床的布气管，布气管进气端与微纳米曝气机曝气端连接，安装高度为距河床底泥5-10cm；s4、布气管整体外形为串联“t”形轮廓，“t”形处为曝气口，供超饱和氧气进入水体；s5、pro2超饱和氧发生器将高浓度的超饱和氧气压缩送入微纳米曝气机，水流与超饱和氧在曝气机中充分混合，最终以携带纯氧气的“传递液”形式从微纳米曝气机中释放；s6、携带纯氧气的“传递液”经由布气管以高速射流到水体中，“传递液”中包裹高压纯氧的纳米级“小泡”；s7、“小泡”接触河道底泥表层，在静电力的束缚下，会长时间稳定停留在底泥表层，对底泥和水体进行净化。2.根据权利要求1所述的基于pro2超饱和溶解氧修复河道底泥的底泥原位修复方法，其特征在于：所述s5中的“传递液”为高饱和氧液流，饱和氧浓度可达10-15mg/l。3.根据权利要求1所述的基于pro2超饱和溶解氧修复河道底泥的底泥原位修复方法，其特征在于：所述s6中高速射流方式，对河道内水体产生机械电离作用，在打破污染团胶体连接、断裂污染物与水的化学键和电性吸附结合的同时，射入的活性氧、氧离子、电离产生的氢离子和氢氧根离子等氧化分解污染物，辅助实现水质的净化。4.根据权利要求1所述的基于pro2超饱和溶解氧修复河道底泥的底泥原位修复方法，其特征在于：所述s7中的“小泡”直径达到微纳米级别，称为超饱和溶氧微纳米气泡，由于气液传质速率和效率与气泡直径成反比，因此“小泡”比传统气泡具有明显优势，其缩小时表现出的自身增压效应，可使气液界面处传质效率得到持续增强，并且这种特性使得微气泡即使在水体中气体含量达到过饱和条件时，仍可继续进行气体的传质过程并保持高效的传质效率。5.根据权利要求4所述的基于pro2超饱和溶解氧修复河道底泥的底泥原位修复方法，其特征在于：所述超饱和溶氧微纳米气泡，使更多的气体穿过气泡界面溶解到底泥中，使得底泥一直处于“冲氧”状态，引起底泥有氧微生物的剧烈活动，使得底泥被大量消耗，避免了底泥的不断淤积。6.根据权利要求1所述的基于pro2超饱和溶解氧修复河道底泥的底泥原位修复方法，其特征在于：所述“小泡”破裂瞬间，产生大量具有超高氧化还原电位的羟基自由基，氧化降解底泥以及水体中正常条件下难以氧化分解的污染物，达到降低底泥厚度的效果，同时提升水质。7.根据权利要求1所述的基于pro2超饱和溶解氧修复河道底泥的底泥原位修复方法，其特征在于：对底泥的减淤量可高达60％-85％，使河道底泥不再依赖于人工清淤，很大程度节约了清淤成本。8.根据权利要求1所述的基于pro2超饱和溶解氧修复河道底泥的底泥原位修复方法，其特征在于：所述河道底泥和水体中的氨氮去除率为30～70％，tp去除率为25～40％，cod去除率为50～80％，对水体藻类去除率为80-90％。

技术总结

本发明公开了基于PrO2超饱和溶解氧修复河道底泥的底泥原位修复方法，将包裹高压纯氧的纳米级气泡导入底泥表层，在静电力的束缚下，这些超饱和氧微纳米气泡会长时间稳定停留在底泥表面，全程基本没有浮力造成上浮损失，由于其比表面积及内部气压地不断增大，使得更多的气体穿过气泡界面溶解到底泥表面，使得底泥一直处于“冲氧”状态，导致底泥中有氧微生物活动剧烈；另外，在微纳米超饱和氧破裂瞬间，由于气液界面消失的剧烈变化，界面上集聚的高浓度离子将积蓄的化学能迅速释放，激发产生大量具有超高氧化还原电位的羟基自由基，其产生的超强氧化作用可降解底泥以及水体中正常条件下难以氧化分解的污染物，最终达到净化底泥的效果。效果。效果。