泡羽流增氧现象，以达到能给深水湖泊深水层直接充氧，控制湖泊底泥磷释放，又不破坏水体热分层的目的。
[0058]本发明是通过对原始气泡尺寸、原始气体流量、羽流上升流速等重要参数的精确控制，形成气泡羽流增氧现象，以达到直接给深水湖泊深水层充氧，控制湖泊底泥中污染物释放，又不破坏水体热分层，不破坏湖底冷水鱼类生长环境的目的。该技术是一种高效的深水湖泊水质修复技术。
[0059]应首先通过合理精确的计算和设计，结合湖泊环境和目标要求，确定制氧设备及羽流增氧装置的结构组成:确定增氧装置不锈钢通气管道尺寸和材质，确定支撑、吊拉辅助金属的固定位置、数量和材质，确定增氧装置分气方式，确定装置进气方式，确定装置固定方式，确定增氧装置受力情况，确定装置气体中喷射材料和数量，确定喷射材料合理空间排布，确定羽流增氧装置的水下安装施工方式。
[0060]具体包括以下步骤:
[0061]1.对目标湖泊进行水质监测和湖底环境调查。通过现场分层水质监测，记录各层磷含量、溶解氧数据，具体分层数目根据具体情况而定，通过现场实地考察，测定拟开展增氧区域的湖底坡降、水温等边界条件状况；
[0062]2.明确治理目标湖泊周边环境情况。通过现场实地考察方式了解湖泊周边环境情况，了解湖泊水位涨落高低和时期，为后续沿岸制氧设备的安置选好地点；
[0063]3.明确目标湖泊湖底水体所需增氧量。根据步骤⑴中所监测水质分层溶解氧含量数据及我方目标水质要求，推算拟需要制氧设备制氧量及其他相关要求；
[0064]4.确定所需制氧设备，并制定设备运行开停计划。根据步骤(3)可确定所需制氧设备制氧量及其他相关要求，此时可根据制氧设备耗电量、我方年运行成本预算、目标湖泊湖底水体所需增氧量、湖底耗氧速率推算制氧设备工作区间，制定设备开停计划。通过计算预测羽流上升流速为0.15m/s左右为最佳，核算曝气量；
[0065]5.确定羽流增氧装置的增氧方式及结构组成。根据步骤(4)中核算确定后的制氧量确定羽流增氧装置的增氧方式及结构组成，确定增氧装置分气方式；
[0066]6.确定羽流增氧装置气体喷射管。根据步骤(5)所确定的增氧方式、结构组成以及对原始气泡半径的尺寸要求可确定装置中气体喷射管材料和数量，再通过精确精算，合理设计确定喷射材料的空间排布。形成原始气泡半径在1mm左右为最佳，此时原始气泡溶解率可达97% ；
[0067]7.根据步骤(5)和步骤(6)确定支撑、吊拉辅助金属材料的焊接位置、数量和材质，出羽流增氧施工图；
[0068]8.确定装置进气和固定方式。确定增氧装置进气方式并确定增氧装置与气源输送气不锈钢管之间衔接口的连接方式(法兰或焊接)和尺寸，计算此时所设计增氧装置的浮力和重力，确定装置固定方式，确定混凝土锚固墩抛向位置及数量；
[0069]9.确定羽流增氧装置的水下安装施工方式。此步骤可由专业水下工程施工公司完成；
[0070]10.现场连续水质监测及后续事宜。
[0071]至此，已完成了所述气泡羽流扩散增氧深水湖泊水质修复技术的一个具体实施例。所述方法野外实施后，氧气经不锈钢通气管进入所述羽流增氧装置，形成的微小上升气泡产生动力带动周边水体，形成气水混合物后上浮。随着所述上升气泡逐渐变小、消失，其到达羽流弧顶时溶解达到极限，羽流动量降为零，此时达到最大上升高度，此后羽流下沉，到达平衡深度后富氧水体向远处网状扩散，此现象重复循环出现，从而不断给湖下层缺氧水体直接充氧。
[0072]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种气泡羽流扩散增氧新型深水湖泊水质修复方法，其特征在于，所述气泡羽流扩散增氧新型深水湖泊水质修复方法采用水体分层期间在湖底安置羽流增氧喷射装置，羽流增氧喷射装置气源为纯氧，羽流增氧喷射装置中喷射出的气泡与引入水流形成气水混合物后上升，随着气泡不断溶解、消失，气水混合物上升至热分层前到达最大高度，因密度差异会形成下沉羽流，羽流下沉至平衡深度后富氧水体向四周扩散并进入远处水体环境中，给湖下层直接增氧，气水混合物上升流速为0.12m/s-0.17m/s ;增氧过程在温跃层以下完成，上升羽流不会扰动水体热分层；对所述羽流增氧装置喷射出的原始上升气泡形成的原始气泡半径小于3mm。2.如权利要求1所述的气泡羽流扩散增氧新型深水湖泊水质修复方法，其特征在于，所述气源气态氧纯度应大于90 %，90 %为体积比。3.如权利要求1所述的气泡羽流扩散增氧新型深水湖泊水质修复方法，其特征在于，所述羽流增氧装置喷射出的原始上升气泡半径应小于3_。4.如权利要求1所述的气泡羽流扩散增氧新型深水湖泊水质修复方法，其特征在于，所述羽流增氧装置应安置在水深大于25m的湖泊中。5.如权利要求1所述的气泡羽流扩散增氧新型深水湖泊水质修复方法，其特征在于，所述气水混合物上升流速为0.15m/so6.如权利要求1所述的气泡羽流扩散增氧新型深水湖泊水质修复方法，其特征在于，所述羽流增氧喷射装置设置有可切换气源和氧气输气管，包括支撑杆、分气盘、环形孔、氧气进气口、分气管、三通管、微孔曝气管、微孔曝气管孔、大孔曝气管、大孔曝气管孔、吊杆上焊接盘、吊杆下焊接盘、牢固金属吊杆、固定栓和支撑底座； 所述可切换气源连接外部供气设备，氧气输气管通过氧气进气口连接分气盘，氧气进气口位于分气盘下部，所述分气盘通过环形孔与分气管连接，分气管端头设有三通管，三通管通过三通管出气口螺纹连接微孔曝气管，微孔曝气管上开有微孔曝气管孔，大孔曝气管固定在分气管上，大孔曝气管上开有大孔曝气管孔；所述支撑杆焊接于分气盘上部，所述支撑杆中上部位置设有吊杆上焊接盘，所述分气管外端处设有吊杆下焊接盘，两处焊接牢固金属吊杆，所述牢固金属吊杆焊接于支撑杆与分气盘之间，所述吊杆下焊接盘两两连接，连接处中部设有固定栓，支撑底座焊接在分气盘底部。7.如权利要求6所述的气泡羽流扩散增氧新型深水湖泊水质修复方法，其特征在于，所述分气管各端头连接两根长度为0.5米微孔曝气管，所述分气管设置为长1300mm，厚度为1.5mm的分气管； 所述分气盘中部每隔60度开环形孔，分气管为6个；所述固定栓设置四个，按不同方位分布，所述牢固金属吊杆设置为6根； 微孔曝气管设置为圆管型，由圆管型微孔橡胶膜片、双凹槽特制曝气支撑内管组成，圆管型橡胶膜片采用EPDM或者硅胶材料，橡胶膜橡胶膜片上开有微孔曝气管孔；所述大孔曝气管设置为圆管型软管，采用纳米橡胶材质。8.如权利要求6所述的气泡羽流扩散增氧新型深水湖泊水质修复方法，其特征在于，还包括卡箍、三通管出气口和进气孔，通过卡箍将大孔曝气管固定在分气管上，所述三通管出气口设为外丝螺纹口，与所述微孔曝气管内丝相接，所述进气孔设置为长度为150mm，孔径为DN40，厚度为2.5mm不锈钢管，并通过氧气进气口与分气盘连接； 所述大孔曝气管孔半径设置0.3mm的大孔曝气管孔，所述微孔曝气管为RAUB1XONPLUS 64-500，1-1/4”内螺纹微孔曝气管，微孔曝气管孔设置半径为70-80微米的圆孔； 所述分气盘直径设置为350mm，高度为75mm，壁厚4mm的圆形盘，环形孔直径设置为DN35圆孔，所述分气管管径为DN35不锈钢管。
【专利摘要】本发明公开了一种气泡羽流扩散增氧新型深水湖泊水质修复方法，采用水体分层期间在湖底安置羽流增氧喷射装置，羽流增氧喷射装置气源为纯氧，羽流增氧喷射装置中喷射出的气泡与引入水流形成气水混合物后上升，随着气泡不断溶解、消失，气水混合物上升至热分层前到达最大高度，因密度差异会形成下沉羽流，羽流下沉至平衡深度后富氧水体向四周扩散并进入远处水体环境中，给湖下层直接增氧，气水混合物上升流速为0.12m/s-0.17m/s。本发明的针对性强；上升气泡溶解快，氧转移效率高，增氧效果好，极大简化了操作及施工难度；具有不扰动热分层，不破坏湖底冷水鱼类生长环境，可行性高，实施风险低，水质修复效果好的特点。
【IPC分类】C02F7/00
【公开号】CN105384264
【申请号】CN201510807886
【发明人】陈敬安, 兰晨
【申请人】中国科学院地球化学研究所
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年11月20日