CN101054211A - 能防治水华爆发及水体富营养化的水－藻自体循环站 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种通过建立水－藻自体循环站，实现水－藻分离、分向循环利用，从而达到防治水华爆发及水体富营养化的方法。属环保工程领域。本发明通过建立水－藻自体循环站，实现水－藻分离、分向循环利用，从而达到防治水华爆发及水体富营养化的方法，不断吸取高藻含量的水源进入水－藻循环站，经过气浮工艺处理，去除90％左右的浮游藻类，并带出水中50％左右的氮、磷，循环站的出口水再注入水源水体，为水体置换源源不断提供较好类别水源，形成自体水循环；移出的藻渣经加工成为有机肥料而得以再利用，形成了藻的循环。本发明为湖泊、水库污染的治理提供了一种有效的方法。
Description
技术领域：本发明涉及一种通过建立水-藻自体循环站，实现水—藻分离、分向循环利用，从而达到防治水华爆发及水体富营养化的方法。属环保工程领域。
技术背景：近20年来，有害藻类在天然水体中的暴发日益严重，已经成为全球瞩目的环境灾害。过量繁殖的水华藻类严重恶化了水质，影响了水体的生态、渔业、景观等功能，甚至威胁到饮用水的安全。蓝藻水华的暴发是水体富营养化特征之一，是营养盐增加的结果。中国是一个多湖泊的国家，全国共有1km2以上的湖泊2759个，总面积达91019km2，占国土面积的0.95％，其中约三分之一为淡水湖泊，且绝大多数为浅水湖泊。由于近20年来经济的高速发展和不适当的湖泊资源开发利用，这些湖泊中多数已经富营养化或正在富营养化中。湖泊生态系统结构和功能退化，蓝藻水华频繁暴发，水质性缺水日趋严重，并造成巨大经济损失。由于日趋严重的湖泊水环境恶化与富营养化问题正在严重制约着社会和经济的可持续发展。过去的十几年中，围绕湖泊富营养化及蓝藻水华治理，各级政府投入了大量的人力与物力，但迄今为止，收效并不理想。因此，研究和开发安全、高效、廉价的水华控制技术不仅在国际上具有重要的科学意义而且也是我国目前急待解决的重大环境问题之一。
目前，国内外清除蓝藻水华的方法有化学、生物学和物理学等方法。采用化学方法在湖泊中投放化学药品或试剂，必然对水质带来不同程度的危害；生物学方法清除蓝藻水华虽然不存在化学污染问题，但在湖泊大量投放食藻动物，将有可能对湖泊生物种群结构、生物多样性造成一定的影响；微生物等则受湖泊环境条件影响难以起到较理想的效果。物理方法中的机械清除、直接过滤和沉淀除藻等方法，能直接清除湖面蓝藻水华，且无明显负面影响。但存在对高澡水的除藻效果不理想及难于进行规模化运行等方面的不足。
发明内容：本项发明的目的是通过建立水-藻自体循环站，利用气浮工艺良好的除藻效果，去除90％左右的浮游藻类，并带出水中55％左右的氮、磷，循环站的出口水再注入水源水体，为水体置换提供较好类别水源，形成自体水循环；移出的藻渣经加工成为有机肥料而得以再利用，形成藻的循环。通过水-藻的持续循环，达到对富营养化湖泊、水库综合治理的效果。
为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：其特征在于：通过建立水-藻自体循环站，实现水-藻分离、分向循环利用，从而达到防治水华爆发及水体富营养化的方法，不断吸取高藻含量的水源进入水-藻循环站，经过气浮工艺处理，去除90％-95％左右的浮游藻类，并带出水中55％-60％左右的氮、磷，循环站的出口水再注入水源水体，为水体置换源源不断提供较好类别水源，形成自体水循环；移出的藻渣经加工成为有机肥料而得以再利用，形成藻的循环。
水-藻自体循环站由：a.取水泵房与进水管，b.配水池，c.气浮池，d.压力溶气罐，e.送水泵房与出水管，f.排渣槽，g.藻渣有机肥加工房组成；配水池装有定量加药设备；气浮池由气浮絮凝池、气浮接触池和气浮分离室相互串联而成，气浮池装有配套的撇渣吸泥机，压力溶气罐装有配套空压机与回流水泵，藻渣有机肥加工房将藻渣有机肥干燥、浓缩、分装、出厂。
气浮工艺是：取水泵房与进水管中的水泵，将需要入处理的原水——水源蓝藻水与絮凝剂共同吸到气浮配水池内，气浮配水池中的一部份水从气浮配水池上部管道流到气浮池中的气浮絮凝池内进行絮凝，絮凝的水后顺流到到气浮接触池底部；气浮配水池中的另一部份水经底部回流水管流入压力溶气罐内，空压机将压缩空气与该水混合，形成溶气水，水泵将溶气水输送到气浮分离池底部溶气释放器，溶气水从溶气释放器中释出，出现大量微气泡，微气泡与絮凝剂在气浮接触池相遇，絮粒与气泡黏附，藻渣与水分离，藻渣剽浮在气浮分离室池表面，剽浮的藻渣从排渣槽溢出或刮出，清水从气浮分离室中上部流入清水储水池后，再通过管道输入到原水水源地，形成一次水—藻自体循环。
所述的絮凝剂为硫酸铝、聚合氯化铝、硫酸铁。所述的溶气释放器网状管道是由数根管道相互连接成网状，每根管道顶部开有数个小孔。压入压力溶气罐的压缩空气为0.3MPa。
所述水-藻自体循环站，是指为了能够满足长期和规模化处理湖泊、水库等富营养化水体而建立的构筑物及其设施、设备。水-藻自体循环站的构成为：a.取水泵房与进水管；b.配水池(含定量加药设备)；c.气浮池(絮凝池、气浮接触池和分离室合建)及配套的撇渣吸泥机；d.压力溶气罐及为其配套的空压机与回流水泵；e.送水泵房与出水管；f.排渣槽；g.藻渣有机肥加工房(干燥浓缩、分装)。
所述气浮工艺的工作原理是在一定工作条件下，将大量空气溶入水中，形成溶气水作为工作介质，然后通过骤然减压，快速释放产生大量微细气泡粘附于经过混凝反应后水中的絮凝体上，絮凝体在微气泡的作用下上浮，迅速地除去水中的悬浮杂质，从而达到净水的目的。
所述自体水循环，是指水源水经净化处理(此处为气浮处理)后再将水质优于原水的处理水注入水源，形成同一水源自身的循环，以等量、高水质类别的水对原水进行连续不断的置换。
所述藻循环，是指通过气浮工艺分离得到的藻渣，经过加工成有机肥而获得利用，未被去除的水藻随循环水流回水源，与水源中的藻类一同繁殖生长，形成了藻类的循环。通过藻循环，可以不断带出水体中氮、磷等营养物，在移出水藻、控制水华爆发的同时，持续减轻水体的富营养状况。
气浮法净水与一般沉淀法净水相比较，气浮法净水具有以下优点：a)单位产水量高达3倍以上；b)源水在设备中的停留时间可缩短70％以上；c)占地面积减少60％以上；d)废渣体积减少80％以上；对于源水中比重较轻的悬浮物(如水藻)，用沉淀法难以处理时，使用气浮法效果更佳。f)由于气浮是依靠气泡粘附絮凝，故对加药反应要求可适当降低。从而节约了混凝剂加注量，简化了反应设备。
本发明的优点在于，a.水藻去除效果明显；b.不产生二次污染；c.对富营养化水体水质改善有明显效果；d.水净化及循环工程投资成本和运行成本较低。本发明为湖泊、水库污染的治理提供了一种有效的方法。
附图说明：
图1为本发明水-藻自体循环站的流程示意图。
1-取水泵房与进水管；2-气浮配水池；3-气浮池；31-气浮絮凝池；32-气浮接触池；33-气浮分离室；4-压力溶气罐；5-送水泵房与出水管；6-排渣槽；7-藻渣有机肥加工房；8-清水储水池；9-溶气释放器。
具体实施方式：选择需要清除湖面蓝藻水华的湖面陆地，建造一个规模为10000m3/d的水—藻自体循环站，其中：气浮配水池(2)大小为2m×1m×1.5m；气浮池(3)由气浮絮凝池(31)、气浮接触池(32)和气浮分离室(33)相互串联合建为一体，也可分别建设通过管道相互连接为一体；气浮絮凝池(31)大小为2m×1m×2.5m，气浮接触池(32)大小为2m×1m×2.5m，气浮分离室(33)大小为10m×5m×2.5m；排渣槽(6)大小为6m×0.2m×0.2m；清水出水池大小为4m×2m×2m；水泵选择SA-10型，流量Q＝324m3/h，扬程H＝20m，功率30kW；空压机选择立式单级水冷空压机，排气量Q＝1.5m3/s；排气压力为8Kg/cm2；压力溶气罐直径1.4m，高3.4m；进水与出水管直径为600mm。
水泵将滇池湖面蓝藻与水共同抽入气浮配水池(2)内，同时吸入絮凝剂Al2(SO4)310PPm，气浮配水池(2)的水通过两特别是在途径进入气浮絮凝池(31)，其中一部份水通过管道流到气浮絮凝池(31)内，另部分水则经回流水泵加压，进入压力溶气罐(4)，空气压缩机将压缩空气压入压力溶气罐(4)，在压力溶气罐(4)内完成溶气过程，并由水管将溶气水输送到气浮接触池(32)中的溶气释放器(9)，供气浮工艺使用，经絮凝后的水自底部进入气浮池接触室(32)，与溶气释放器释出的微气泡相遇，絮粒与气泡黏附，即在气浮分离室(33)进行渣水分离。浮渣布于气浮分离室(33)池面，定期刮出或溢出到排渣槽(6)内，清水通过管道流入清水储水池(8)内，最后再回输到原水水源地，完成一次水-藻自体循环站。
本发明通过不断吸取高藻含量的水源进入水-藻循环站，经过气浮工艺处理，去除90％左右的浮游藻类，并带出水中50％左右的氮、磷，循环站的出口水再注入水源水体，为水体置换源源不断提供较好类别水源，形成自体水循环；移出的藻渣经加工成为有机肥料而得以再利用，形成藻的循环，从而达到防治水华爆发及水体富营养化。
采用本发明水-藻自体循环站处理滇池原水，其效果见下表1：
表1 循环站站循环前后水质变化表
Claims (5)
1、一种能防治水华爆发及水体富营养化的水-藻自体循环站，其特征在于不断吸取高藻含量的水源进入水-藻自体循环站，经过气浮工艺处理，去除90％-95％的浮游藻类，并带出水中55％-60％的氮、磷，水-藻自体循环站的出口清水再回流注入到水源水体中，让水源处水体置换，获清洁水源，形成自体水循环；气浮工艺处理得到的藻渣，经加工成为有机肥料得以再利用，形成藻的循环。
2、根据权利要求1所述的能防治水华爆发及水体富营养化的水-藻自体循环站，其特征在于水-藻自体循环站由：a.取水泵房与进水管(1)，b.配水池(2)，c.气浮池(3)，d.压力溶气罐(4)，e.送水泵房与出水管(5)，f.排渣槽(6)，g.藻渣有机肥加工房(7)组成，
其中配水池(2)装有定量加药设备；气浮池(3)由气浮絮凝池(31)、气浮接触池(32)和气浮分离室(33)相互串联而成，气浮池(3)装有配套的撇渣吸泥机，压力溶气罐(4)装有配套空压机与回流水泵，藻渣有机肥加工房(7)将藻渣有机肥干燥、浓缩、分装、出厂。
3、根据权利要求1或2所述的能防治水华爆发及水体富营养化的水-藻自体循环站，其特征在于所述的气浮工艺是：取水泵房与进水管(1)中的水泵，将需要入处理的原水——水源蓝藻水与絮凝剂共同吸到气浮配水池(2)内，气浮配水池(2)中的一部份水从气浮配水池(2)上部管道流到气浮池(3)中的气浮絮凝池(31)内进行絮凝，絮凝的水后顺流到到气浮接触池(32)底部；气浮配水池(2)中的另一部份水经底部回流水管流入压力溶气罐(4)内，空压机将压缩空气与该水混合，形成溶气水，水泵将溶气水输送到气浮分离池(33)底部溶气释放器(9)，溶气水从溶气释放器(9)中释出，出现大量微气泡，微气泡与絮凝剂在气浮接触池(32)相遇，絮粒与气泡黏附，藻渣与水分离，藻渣剽浮在气浮分离室(4)池表面，剽浮的藻渣从排渣槽(6)溢出或刮出，清水从气浮分离室(4)中上部流入清水储水池(8)后，再通过管道输入到原水水源地，形成一次水-藻自体循环。
4、根据权利要求1或2所述的能防治水华爆发及水体富营养化的水-藻自体循环站，其特征在于絮凝剂为硫酸铝、聚合氯化铝、硫酸铁，溶气释放器(9)网状管道是由数根管道相互连接成网状，每根管道顶部开有数个小孔。
5、根据权利要求1或2所述的能防治水华爆发及水体富营养化的水-藻自体循环站，其特征在于压入压力溶气罐的压缩空气为0.3MPa。
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