水质垂直剖面系统在水库的应用
导言分层是基于物质密度的分离和分层—当水被加热时,它的密度会降低,因此当地表水被太阳加热时,这种分层就会出现在我们的供水水库中。这种情况每年都会在一定程度上发生,但在较为温暖的月份会更加明显和持续。虽然这是一种自然现象,但它可能会带来一系列负面影响,我们必须采取措施来避免水质问题。分层水库的一个问题是,沉淀到底部的较冷的水无法循环到表面,因为它实际上被“困”在较暖的水下面。这阻止了水变成含氧的更新,因此降低了溶解氧(DO)的水平。在这种低DO环境中,像锰和铁这样的金属很容易从它们在沉积物中的固态变成溶解态,进入水柱,然后进入处理厂,见图1。有些处理厂有处理溶解金属的设备处理水源水中的溶解金属,但肯定不是全部。如果它们处于溶解状态,会产生显著的味道和气味问题,并在供应系统中氧化,导致水体感观问题分层造成的另一个可能的问题是藻华的形成。温暖的地表水促进了藻类的生长,稳定的环境使藻类聚集在水库的最佳水体区域内并促使`茁壮成长。蓝藻尤其令人担忧,因为它不仅会产生味觉和气味问题,还会产生对人和动物有害的毒素.图1中显示了水库的分层、相对溶解度和金属在缺氧环境中的溶解情况解决这些问题的一个非常有效的方法是使用曝气器,它将水层混合,使整个水柱的温度相近,水变得均匀,含氧量均化。虽然消除了分层的问题,使用曝气混合器费用昂贵和需要高强度维护量,需要分层水质数据的来判断曝气机使用的时间,水层位置和工作模式.水质垂直分析系统(VPS)的应用一个垂直水质分析系统VPS是位于水库表面的固定浮标。如图2所示,浮标上安装了多参数水质测量仪,并定期将其降低到水库通过不同的水层收集多点的数据。采集的数据包括温度、浊度、pH、DO、总藻、蓝绿藻。然后,我们就可以实时查看数据,将其作为一组图表,从上到下监控水库的水质变化趋势.图2中显示垂直水质剖面VPS仪器安装在浮标上,以及EXO主机和传感器水库水质分层的曝气混合在墨尔本的供水系统中,几个主要的饮用水储备水库都有季节性的曝气装置。它们可以防止在夏季发生分层,从而降低由铁和锰引起的脏水事件的风险。近年来,墨尔本水务公司在几个水库里安装了垂直剖面系统(VPS),增加了详细的实时水质数据.休格洛夫水库是墨尔本最大的水库之一,容量96GL,最大水深75米。从历史数据看,在一年中较温暖的月份里,水库需要定期、持续的机械混合。.来自休格洛夫水库垂直水质剖面(VPS)的数据,形成的模型可以预测水库在不同环境和曝气运行条件下的响应,控制增氧机运行周期和工作模式。完成水库的分层区域充分混合,维持一个间歇运行,节约能源。图3.增氧机稳定运行6个月(当前运行,显示最佳混合) 图4.连续运行曝气器3个月,然后在接下来的3个月以12小时的开关周期运行总结试验期间水库垂直水质剖面VPS的水质数据,有效监控水库水体的水质分层的变化趋势.垂直水质剖面的温度数据指导曝气机间歇操作,充分实现了水体的混合,避免产生水质问题.YSI的水质剖面仪能实现的水体剖面的自动准确定位,完成重现性的水体剖面深度定位的水质参数测量.EXO2的传感器监测水库水体剖面的原位水质数据,充分反映湖泊的水质变化,垂直系统能满足水库(垂直水柱的不同水深)的数据变化的测量的需要,保证饮用水的安全.