低碳零碳增氧设备应用及研究报告

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1、--零碳低碳增氧设备及其应用的研究报告主要研究者：殷友庭殷坤镇江市华城城镇建设新技术研究所二〇一一年五月----零碳低碳增氧设备及其应用的研究报告目录一、引　言1二、低碳零碳人工增氧设备的研究12．1人工增氧的意义12．2　Ⅰ型零碳增氧设备——风能水循环增氧机的研制22．2．1概述22．2．2风能水循环增氧机的增氧机制22．3低碳增氧设备——风电双动力水循环增氧机的研发32．4Ⅱ型零碳增氧设备——风光双动力水循环增氧机的研发3三、零碳低碳增氧设备的应用研究43．1概论43．2应用领域43．2．1

2、农村环境连片整治41．相关背景42．规划布局43．工程规模54．充分利用近自然农业的环境治理和环境保护功能55．零碳低碳设备碳汇工艺用于农村环境连片整治的前景53．2．2改善自来水水源的水质状况，提高饮用水安全性63．2．3消除河道黑臭现象改善环境质量63．2．4湖泊富营养化的治理73．2．5发展水产养殖业7四、展　望7----提要本报告在我单位参与研发的国家“九五”重点科技攻关项目“风能水循环增氧机”（2000年获得国家专利）的基础上，我单位独自相继开发了低碳设备“风电双动力水循环增氧机”和零

3、碳增氧设备“风光双动力水循环增氧机”作为水体的人工增氧设备，并就该设备在农村环境连片整治中污水处理、提高给水水源水质安全性、消除河道黑臭现象改善环境质量、湖泊水体富营养化治理以及渔业水体增氧等领域的应用进行了研究，从而为在上述领域以风能、太阳能取代燃煤电能，走低碳发展之路提出了技术方案。一、引　言“十二五”规划纲要指出，要“深入贯彻节约资源和保护环境基本国策，节约能源，降低温室气体排放强度，推广低碳技术，积极应对全球气候变化”。当前，在以低碳技术和低碳产品为核心的新一轮发展中，寻找低碳发展之路，

4、已经成为各行各业的新思维。本报告提出了主要由我单位研制的零碳低碳人工增氧设备，并就该设备在若干领域的应用的若干问题进行了研究，提出了技术方案。该项低碳技术不仅可以节约电耗，降低成本，取得显著的经济效果，更重要的还在于在众多领域由于采用低碳技术降低CO2等温室气体的排放，从而为应对全球气候变化作出有益贡献。二、低碳零碳人工增氧设备的研究2．1人工增氧的意义以污水处理稳定塘为例进行分析。在好氧塘中，菌、藻存在互利共生关系。一方面藻类利用好氧塘异养菌在有机污染物降解反应中的产物CO2----、无机营养

5、物等在阳光能量的驱动下进行光合作用反应使藻类增殖并释放的氧；另一方面好氧异养菌需要利用藻类合成反应所产生的氧作为有机污染物降解反应的电子受体。由于藻类的光合成反应依赖于阳光辐射提供的能量，因此只有在白昼才能进行。在正常光照条件下，白昼中午时刻，水体表层溶解氧浓度可达到饱和甚至过饱和状态，但达到了夜间，不仅藻类光合产氧过程停止，而且水体中的生物呼吸而消耗大量溶解氧，致使水体的溶解氧浓度急剧降低，到了凌晨时刻，溶解氧浓度接近于零，这就导致塘中溶解氧昼夜时间分布上的不均匀；另一方面由于阳光辐射量随着塘

6、中水深的增加而迅速消退，因此在水层深处，溶解氧浓度很低，呈缺氧状态，这就导致塘体内溶解氧浓度在空间分布上的不均匀。同时，还应考虑到，阳光辐射强度在一年内因月份不同而有很大变化，根据临界设计时期理论，好氧塘设计所采用的藻类产氧量为一年中阳光辐射值最低月份的产氧量。由于好氧异养菌对有机污染物的降解反应速度取决于电子受体（分子氧）的供应量，因此塘内虽存在共生关系，但藻类的光合产氧量是菌类降解有机物反应速率的限制因素。在综合考虑上述各种因素的情况下，设计所采用的塘表面有机负荷是较低的。上述分析阐明了塘内

7、氧量不能充分、连续、稳定地供应是造成传统稳定塘有机负荷低、占地面积大、运行不稳定的原因所在，也就从中找到既能克服传统稳定塘的缺点，又能保留其固有有点的措施，就是对塘内水体进行人工增氧。2．2　Ⅰ型零碳增氧设备——风能水循环增氧机的研制2．2．1概述当前，稳定塘大多采用电动表曝机进行人工增氧来强化净化效能，但由于存在用电量大，运行费高等缺点而使得污水处理设施所存在的“建得起，用不起”的局面难以有效克服。考虑到我国是一个季风盛行，风力资源的较丰富的国家，将风力资源用于污水处理、水体净化、水产养殖等领

8、域前景十分广阔。为此，国家有关部门于1996年将《风能水循环增氧机》课题列入“九五”国家重点科技（攻关）计划。从1996年在天津大学进行风洞试验开始到1999年建设部鉴定结束，历时近4年。2000年获得国家专利，同年被中国环境保护产业协会列为《当前国家鼓励发展的环保产业设备》。2．2．2风能水循环增氧机的增氧机制----当气流通过风轮时，由于气流对轮叶凸面和凹面的作用力不同，对凹面的作用力大于凸面的作用力，因此组成一个力偶矩。此外，当气流经过两次转向，产生两个方向相反的力，分别作用于凹凸轮叶上，