[发明专利]一种混合充氧设备驱动结构优化方法

说明书

本发明公开了混合充氧设备驱动结构优化方法，包括以下步骤：步骤1：构建不同结构的混合充氧设备驱动结构三维模型；步骤2：建立三维模型的计算区域模型，并进行网格划分；步骤3：对不同结构的混合充氧设备驱动结构的水量提升进行计算，分析计算结果得出最优结构。应用本发明公开的优化方法得出了叶片与水平面最优夹角为45°、叶片外缘距出水延伸筒内壁的最优水平间距为10cm、出水延伸筒的最优扩散倾角为15°。本发明通过Gambit软件构建不同的混合充氧设备驱动结构模块，并通过FLUENT软件对各种混合充氧设备驱动结构模块进行水量提升特性计算，从而得出最优的混合充氧设备驱动结构，相比传统的实验方式，其不会浪费资源，且实验效率更高，实验结果更准确。

技术领域

本发明涉及一种优化方法，具体是指一种混合充氧设备驱动结构优化方法。

背景技术

针对湖泊水库等封闭或半封闭水体污染问题，目前原位控制技术主要有物理控制技术、物化控制技术、生物控制技术以及生态修复技术。物理控制技术包括底泥疏浚、定期引水换水和混合充氧技术；物化控制技术包括底泥封闭、底泥钝化和混凝沉淀等方法；生物控制技术主要为生物投菌法；生态修复技术包括人工湿地、人工生态浮岛以及稳定塘技术。对于底泥淤积污染严重的湖库，底泥疏浚是适宜水质控制技术；对于底泥淤积污染不太严重及底泥疏浚后的湖库，混合充氧和生态修复分别是采用较多的原位物理和生物控制技术，具体的治理技术应因地制宜、因“水”制宜。

在各种水质控制技术中，对于水容较小、底泥淤积污染研制的湖库，底泥疏浚会起到明显的效果，但不适用于水容量大的湖库水体，且底泥疏浚可能破坏水底的固有生态系统，须进行植物和微生物修复；被疏浚底泥的堆放和无害化处理难度极大，疏浚成本极其高昂，故对其应用非常慎重。

引水、换水稀释法存在污染的转移，且工程量较大，投资高。投加化学药剂是一种应急的方法，加入化学药剂引起的次生水质风险较大，对环境的影响有待进一步研究。混合充氧技术实施简单、收效快，是采用较多的主流物理控制技术，但目前传统的混合充氧设备主要还是依靠安装于水体底部的曝气器或通气管来进行充氧，同时起到混合水体的作用，这些曝气设备水下安装困难、维护不易、而且能量效率一般低于10％、能耗较高。

生物投菌法可以治理水体富营养化，并可以激活水中部分土著微生物而增强水体自净能力，但目前微生物菌剂的菌种单一、功能有待提高；且向水体中投加外来菌种，会存在一定的环境适应性、生物安全性等问题，故工程应用比较有限。

人工生态浮岛水质修复技术，具有一定的经济性和实用性,但生态浮岛净水范围有限、大量生长繁殖的水生植物后续处理问题比较棘手，也限制了其大规模应用；生物操纵存在高效微生物的环境适应性及安全性问题，目前还局限于小范围应用。