水體治理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及自然水體治理領(lǐng)域，具體而言，涉及一種水體治理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前我國(guó)大量的水體被污染，大部分被污染的水體失去了生態(tài)平衡、生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重受損，使得水體自凈能力大幅度下降，部分被污染的水體甚至喪失了自凈能力。
[0003]污染的水體嚴(yán)重影響了人們的生活環(huán)境和生活質(zhì)量，現(xiàn)有的水體治理方法中，比較典型的方法包括以下幾種:
[0004]一種方法是化學(xué)治理方法，化學(xué)治理方法將化學(xué)藥品投放到待治理水體中，利用化學(xué)反應(yīng)對(duì)水體進(jìn)行治理，以達(dá)到預(yù)期的效果。然而，化學(xué)治理方法由于使用化學(xué)藥品，會(huì)產(chǎn)生二次污染，有悖于水體治理的目的。
[0005]還有一種比較主流的治理方法為疏浚方法。疏浚方法一般是對(duì)待治理水體流域的底部污泥進(jìn)行挖掘和轉(zhuǎn)移，再對(duì)水流底部進(jìn)行硬化。此種方法一方面產(chǎn)生污染轉(zhuǎn)移，另一方面在疏浚結(jié)束的一段時(shí)間后，水體污染仍然會(huì)再次產(chǎn)生，即疏浚方法無(wú)法從根本上解決水體污染的問(wèn)題。另外，疏浚方法成本很高，治理過(guò)程中需要投入大量的人力物力。
[0006]近期比較通常使用的另一種治理方法是在水體中種植一些經(jīng)針對(duì)性選擇的水生植物。此方法確能起到一定的治理作用，但由于植物均有一定的生長(zhǎng)或壽命周期，到一定時(shí)間都會(huì)死亡，其形成尸體的腐敗，會(huì)帶來(lái)二次污染。另外如果對(duì)植物種類的選擇和生長(zhǎng)控制稍有不慎，便會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的二次污染問(wèn)題。且此種方法的經(jīng)濟(jì)性也并不理想。
[0007]在目前的水體治理方法中，大部分的水體治理方法是基于對(duì)流動(dòng)型水體除污的，只有少部分水體除污處理方法是針對(duì)靜水型或是封閉型水體進(jìn)行的。在對(duì)靜水型或封閉型除污的現(xiàn)有技術(shù)中，有一種方法為人工增氧治理方法。如專利公告號(hào)為CN102276123A的專利公開了一種原位凈水方法，該方法主要通過(guò)放置在水體內(nèi)的增氧機(jī)攪動(dòng)封閉的水體，從而使封閉水體增氧達(dá)到除污凈化的目的。通過(guò)增氧機(jī)向水體增氧的方式，效率很低，水體治理效果很差。
[0008]另外，專利公告號(hào)為CN202865055U的專利公開了一種游泳池量子凈化裝置，該裝置中披露了通過(guò)加熱裝置和采用量子活水器使得游泳池中水體氫離子的量增加，從而達(dá)到凈化的裝置。然而，此種方式使用量子活水器，從而大大地增加了除污凈化水體的成本，不適用于大流域水體的治理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的主要目的在于提供一種水體治理方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中水體治理效果差、治理成本過(guò)高的問(wèn)題。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種水體治理方法，用于對(duì)目標(biāo)水體進(jìn)行治理，水體治理方法包括:將人工介入裝置置于目標(biāo)水體中；啟動(dòng)人工介入裝置，通過(guò)離心力的作用使得目標(biāo)水體的表層水從人工介入裝置中心向四周流動(dòng)，目標(biāo)水體在人工介入裝置的中心處形成負(fù)壓狀態(tài)，使整個(gè)水體循環(huán)交替上升至水表層形成涌升流和面積為A的活水面組成的穩(wěn)態(tài)縱向環(huán)流。
[0011]進(jìn)一步地，水體治理方法對(duì)水體產(chǎn)生持續(xù)的推動(dòng)力，從而形成循環(huán)往復(fù)不間斷地運(yùn)行的穩(wěn)態(tài)縱向環(huán)流。
[0012]進(jìn)一步地，在啟動(dòng)人工介入裝置后，人工介入裝置進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，控制人工介入裝置的工作參數(shù)，使得人工介入裝置的每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)小于或者等于10轉(zhuǎn)。
[0013]進(jìn)一步地，活水面的面積A與人工介入裝置的旋轉(zhuǎn)半徑的平方成正比。
[0014]進(jìn)一步地，活水面的活水深度與人工介入裝置的旋轉(zhuǎn)半徑的平方成正比。
[0015]進(jìn)一步地，活水面的活水深度與涌升流半徑的平方成反比。
[0016]進(jìn)一步地，通過(guò)縱向環(huán)流使得氧氣均勻地分布在目標(biāo)水體中。
[0017]進(jìn)一步地，人工介入裝置包括劃水槳，劃水槳包括槳柄和槳葉，劃水槳的理論扭矩為M，其中:
[0018]M = 3 λ J^j22P / dR4；
[0019]其中:R為人工介入裝置的劃水槳的總長(zhǎng)；λ為人工介入裝置的劃水槳的吃水深度J1為人工介入裝置的劃水槳的槳葉的寬度與人工介入裝置的劃水槳的總長(zhǎng)R的比例系數(shù)；j2為人工介入裝置的劃水槳的槳葉的高度與人工介入裝置的劃水槳的總長(zhǎng)R的比例系數(shù)；P為目標(biāo)水體的密度。
[0020]進(jìn)一步地，人工介入裝置包括劃水槳，劃水槳包括槳柄和槳葉，劃水槳的理論扭矩為M，其中:
[0021]M = Sj1J2 P I I dR3dy ；
[0022]其中:R為人工介入裝置的劃水槳的總長(zhǎng)J1為人工介入裝置的劃水槳的槳葉的寬度與人工介入裝置的劃水槳的總長(zhǎng)R的比例系數(shù)；j2為人工介入裝置的劃水槳的槳葉的高度與人工介入裝置的劃水槳的總長(zhǎng)R的比例系數(shù)；P為目標(biāo)水體的密度為人工介入裝置的劃水槳的吃水深度。
[0023]進(jìn)一步地，人工介入裝置包括劃水槳，劃水槳包括槳柄和槳葉，實(shí)際選用的人工介入裝置電機(jī)扭矩為M1，其中:
[0024]M1= 3λ j jj/p f dR4+ η ;
[0025]其中:R為人工介入裝置的劃水槳的總長(zhǎng)；λ為人工介入裝置的劃水槳的吃水深度J1為人工介入裝置的劃水槳的槳葉的寬度與人工介入裝置的劃水槳的總長(zhǎng)R的比例系數(shù)；j2為人工介入裝置的劃水槳的槳葉的高度與人工介入裝置的劃水槳的總長(zhǎng)R的比例系數(shù)；P為目標(biāo)水體的密度；η為系統(tǒng)機(jī)械效率。
[0026]進(jìn)一步地，人工介入裝置包括劃水槳，劃水槳包括槳柄和槳葉，實(shí)際選用的人工介入裝置電機(jī)扭矩為M2，其中:
[0027]M2= 3j P I I dR3dy+η ;
[0028]其中:R為人工介入裝置的劃水槳的總長(zhǎng)J1為人工介入裝置的劃水槳的槳葉的寬度與人工介入裝置的劃水槳的總長(zhǎng)R的比例系數(shù)；j2為人工介入裝置的劃水槳的槳葉的高度與人工介入裝置的劃水槳的總長(zhǎng)R的比例系數(shù)；P為目標(biāo)水體的密度為人工介入裝置的劃水槳的吃水深度；η為系統(tǒng)機(jī)械效率。
[0029]進(jìn)一步地，人工介入裝置包括劃水槳，目標(biāo)水體的粘滯力為F，其中:
[0030]F = yA(dy/dy)；
[0031]其中，A為活水面的面積，單位為m2，μ為表征目標(biāo)水體粘滯性大小的動(dòng)力沾滯系數(shù)，位為N.s/m2或pa.s，y為人工介入裝置的劃水槳的吃水深度，單位為m。
[0032]進(jìn)一步地，動(dòng)力沾滯系數(shù)μ為:
[0033]μ = 0.01779/(1+0.03368t+0.002210t2)；
[0034]其中，t為目標(biāo)水體的溫度，單位為攝氏度(°C)。
[0035]進(jìn)一步地，人工介入裝置包括劃水槳，活水面單位面積上的內(nèi)摩擦力為τ，其中:
[0036]τ = μ (d μ /dy)；
[0037]其中，μ為表征目標(biāo)水體粘滯性大小的動(dòng)力沾滯系數(shù)，單位為N.s/m2或pa.s，y為人工介入裝置的劃水槳的吃水深度，單位為m。
[0038]進(jìn)一步地，人工介入裝置提供離心力，離心力使得目標(biāo)水體的表層水從人工介入裝置中心向四周流動(dòng)。
[0039]進(jìn)一步地，還可包括輔助治理步驟；輔助治理步驟包括添加生物藥劑、微生物、喂養(yǎng)水生動(dòng)物、種植水生植物、設(shè)置生物膜、增設(shè)增氧裝置中的一項(xiàng)或者多項(xiàng)。
[0040]本發(fā)明的水體治理方法，使得目標(biāo)水體表層水在人工介入裝置提供的作用下從人工介入裝置中心向四周流動(dòng)，目標(biāo)水體在人工介入裝置的中心形成負(fù)壓狀態(tài)，使整個(gè)水體循環(huán)交替上升至水表層形成涌升流和面積為A的活水面組成的穩(wěn)態(tài)縱向環(huán)流。本發(fā)明中的水體治理方法，利用大自然的自身的調(diào)節(jié)機(jī)制，以低耗能的人工介入裝置驅(qū)使相對(duì)封閉的自然水體呈縱向穩(wěn)態(tài)流的活水狀態(tài)，從而激活了目標(biāo)水體的自凈能力和恢復(fù)水生態(tài)系統(tǒng)的重建，治理效果好、成本較低。
【附圖說(shuō)明】
[0041]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說(shuō)明書附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0042]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明水體治理方法的原理圖。
[0043]其中，上述附圖包括以下附圖標(biāo)記:
[0044]1、人工介入裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0045]需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
[0046]如圖1，在對(duì)水動(dòng)力場(chǎng)深入研宄的基礎(chǔ)上，本發(fā)明提供了一種水體治理方法，用于對(duì)目標(biāo)水體進(jìn)行治理，包括將人工介入裝置置于目標(biāo)水體中，啟動(dòng)人工介入裝置，通過(guò)離心力的作用使得目標(biāo)水體的表層水從人工介入裝置中心向四周流動(dòng)；目標(biāo)水體在人工介入裝置的中心處形成負(fù)壓狀態(tài)，使整個(gè)水體循環(huán)交替上升至水表層形成涌升流和面積為A的活水面。其中，圖1中的F表示水流層流動(dòng)的方向，進(jìn)而形成縱向環(huán)流；其中活水面的直徑為P，涌升流的直徑為Q，活水深度為H。
[0047]本發(fā)明使用人工介入裝置，使相對(duì)封閉、靜止的自然水體在在人