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相对单一传统的混合、充氧、生态浮岛技术,太阳能混合充氧-生态浮岛集成修复技术,是一种投资少、能耗低、效率高,无二次污染绿色净水技术。采用理论分析、模型中试和现场试验相结合的方法,首先系统研究了新型机械混合-负压充氧机的混合与充氧性能,然后设计加工了混合充氧-生态浮岛集成装置,测试了该集成装置对模拟V类景观水体水质的修复效果;最后建立了基于太阳能为驱动力的混合充氧-生态浮岛集成技术修复景观水体-示范工程,现场测试了该集成技术对西安市某小区景观水体的水质控制效果。主要研究结果如下。(1)研制了基于文丘里原理的新型混合充氧机,在电机转速2001400 r·min-1条件下,混合充氧机的循环水量与电机转速呈线性关系;建立了基于气泡羽流模型的径向混合水流运动模型,并利用实测流速数据优化了水流的能量损失系数及夹带系数,成功模拟了不同电机转速条件下的径向水流速度分布;研究了混合充氧机在不同电机转速条件下的有效混合半径,确定了混合充氧机的合适安装间距。在电机转速4001200 r·min-1条件下,当电机转速逐渐增大时,水体复氧速率、氧的总传质系数和氧的传质效率均随之增大,混合充氧性能随之改善。(2)自制了混合充氧-生态浮岛集成装置,浮岛面积占据水域面积为10%左右、填料填充率为千分之一。研究结果表明:混合充氧机可为填料区微生物的繁殖生长提供充足的氧气,在填料区微生物的作用下,污染水体修复效果良好,TN、TP、NO3--N、NH4+-N、BOD5的去除率分别为:82.4%、92%、91%、85%、85%。(3)在西安一小区建设太阳能混合充氧-生态浮岛集成修复景观水体示范工程,水域面积为245平方米。太阳能供电系统由尺寸为1650mm x 990mm、型号为260W的3块太阳能板构成,为整个系统提供动力电源。生态浮岛面积为5332mm×5332mm,占水域面积的9.8%,水生植物选用凤眼莲、美人蕉、睡莲,种植方式采用组合种植。现场测试了该集成装置的净水效果,结果表明,亚硝酸盐氮和硝酸盐氮平均去除率分别约为72%和24%;氨氮和总磷浓度受降雨和凤眼莲收割而波动较大,但一旦凤眼莲生长良好,氨氮和总磷去除率分别可达70%和50%以上;藻类、叶绿素浓度也随氨氮、总磷浓度降低而呈降低趋势。太阳能混合充氧-生态浮岛集成一体化装置在城市污染水体修复方面具有巨大的实际应用潜力。