CN101333020B - 治理富营养化湖泊藻华的方法及磁沉机浮床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效治理富营养化湖泊藻华的方法及磁沉机浮床，是将聚合氯化铝铁、硫酸铁、超纯磁铁矿粉按一定质量比例混匀复配成为磁性除藻剂，再将与水配成悬浊液；将悬浊液和流动的含藻湖水混合，收集藻类沉淀、移出。磁沉机浮床是在船体侧面连接有流态化池，流态化池前端为敞开，中间有错开排布的挡流板，挡流板前方区域为混合池，挡流板后方区域为集污池。本发明既能高效絮凝水体藻细胞、颗粒状氮、磷悬浮物，又能使水溶性磷酸根离子转化成难溶性磷酸盐后被絮凝。利用磁沉机浮床可以大大缩短絮体沉降时间，减少沉降池长度，提高处理效率，适合于大面积富营养水体治理。

Description

治理富营养化湖泊藻华的方法及磁沉机浮床

技术领域

本发明涉及环境保护领域，具体的说是一种治理富营养化湖泊藻华的方法及磁沉机浮床。

背景技术

近年来，我国的江河湖海水华的发生、发展已引起社会各界的广泛关注，大面积的水华爆发，严重破坏了水生生态系统的平衡与稳定，不仅影响了水体景观，影响了水产养殖业的发展，而且藻毒性已构成对人类生存环境的威胁。仅赤潮给沿海造成的经济损失每年达数十亿元之多，因此藻类的爆发已经成为一种灾害。引起藻华爆发的主要营养元素是水体中的氮、磷，特别是磷起到关键性的作用。目前较流行的清除藻类水华方法大致可归结为物理法、化学法以及生物法。

物理法

物理方法(如高压电离，高压脉冲，交变强磁场，紫外线，超声波等)则是以电能转化为化学能，改变进入水体或水体物质的分子结构和性质，达到杀伤、杀灭藻类及降解水体中杂质，达到净化水系的目的。该优点不破坏水体、无残留，但物理杀伤是等量关系，杀伤生命体越大，耗量越多，杀伤越多所耗能量越多，水质杂质越多，耗能越多。另外还包括机械网涝或者人工网捞水藻，该方法虽对于微小面积水域的水藻清除起到一定作用，由于该方法只能网住藻细胞而并不能网住氮、磷等污染元素，不能从根本上解决问题，只能暂时的缓解，藻类很快会重新爆发，而且耗费大量人力物力，不是长久之计。目前众多物理法当中，比较有效的是底泥疏浚，该方法能有效地将富营养化湖泊污染元素——氮和磷移出湖区，有效减轻湖泊富营养化程度，但是该方法工程巨大，耗费大量资金和能源，不适合治理大面积水域。而且，刮吸底泥会将沉积在湖底的氮磷污染物搅动起来进入水体，造成二次污染。

化学法

主要是在藻华爆发的时候，投加一些化学药剂。这些药剂有两种类型，一是毒杀藻细胞，让藻细胞从湖面消失。二是使藻细胞絮凝而后沉入湖底，从而美化水面。这两种方式虽能使藻迅速从水面消失，但是有很多不足之处。第一种，其化学药剂通常是硫酸铜或其同类物，其原理是通过铜离子将藻细胞杀死。这种做法，有两种缺点：一，往水体里引入大量铜离子，会造成水体中铜离子超标，从而污染水体以及水体鱼虾等生物。二，藻细胞被杀死后，会释放大量藻毒素，不仅严重危及水体生物，而且对人体有强致癌作用。第二种，其药剂通常是絮凝剂或者混凝剂，其原理是使藻细胞絮凝而后靠重力自然下沉至湖底，从而达到美化水面的目的。这种做法的缺点是，沉入湖底的藻细胞，在腐烂之后，其分解的氮、磷元素会再次进入水体，产生二次污染。

生物法

生物修复除藻剂是针对处理富营养化水体的十几种活性微生物和相应的酶，是一种全天然的纯生物制剂，对水体中的水生生物以及人类等不产生任何危害及副作用，产品一旦投入水体，产品中的微生物迅速活化与水中的藻类竞争营养源，从而使藻类缺乏营养死亡，沉入水底，越来越多的微生物继续降解死亡的藻类，直至消灭，使水体变清。但生物法特别是生态修复的方法对于小范围、固定区域内藻华的防治是重要的方法.但这类方法往往需要事先投入巨大的人造工程，以创造并控制抑制藻华所需水生植物(如沉水植物在透明度低或缺乏适当底泥的水底难以生存)或动物生存的条件，因而见效慢、成本高，较难普遍适用于大面积、突发性藻华的治理。

以上几种方法，虽然在一定程度上对水华能起到缓解的作用，但它们有一个共同的缺点——不能有效去除富营养化水体的污染元素——氮、磷，不能解决藻华暴发的关键问题，治标不治本。

因此，针对这个问题本发明研究了一种快速且低廉的除藻方法，该技术既能有效地吸附絮凝藻类，同时又可以通过外磁场的作用迅速将藻移出水体，而且对水体中氮、磷去除效果非常显著，可以做到标本兼治，从根本上解除藻华爆发带来的危害。在海洋赤潮和湖泊的富营养化等领域具有推广应用前景。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足提供了一种高效治理富营养化湖泊藻华的方法及磁沉机浮床。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种高效治理富营养化湖泊藻华的方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)、磁性除藻剂的配制：是将聚合氯化铝铁∶硫酸铁∶超纯磁铁矿粉按10-20∶2-6∶10-20质量比例混匀复配，将磁性除藻剂与水按20∶40-120质量比例配成悬浊液；

(2)、将配成的悬浊液和流态化的含藻湖水混合，至湖水中的藻类被吸附沉淀；

(3)、收集沉淀并移离湖水。

悬浊液和流态化的含藻湖水混合时，保持每立方米含藻湖水和150-200克的悬浊液混合。

实施高效治理富营养化湖泊藻华的方法的磁沉机浮床，其特征在于包括有船体，船体侧面连接有流态化池，流态化池前端为敞开，中间有错开排布的挡流板，挡流板前方区域为混合池，挡流板后方区域为集污池，集污池的后方设置有溢流板，混合池内安装有搅拌器与加药口，集污池底部安装有磁板，磁板上方设置有吸污嘴，吸污嘴和安装在船体上的吸污泵联通。

所述的磁沉机浮床，其特征在于所述的吸污嘴为扁平形状，其上方连接有导流板。

本发明的原理是：首先，磁性除藻剂中的硫酸铁会与进入流态化池的水体中的磷酸根离子结合成为难溶物磷酸铁。然后，聚合氯化铝铁使水体中的藻细胞、磷酸铁以及水体中颗粒状氮、磷悬浮物连同超纯磁铁矿粉一起通过卷扫、网捕、吸附而絮凝，所形成的絮体具有强磁响应性。由于磁沉机浮床行驶速度很慢，从流态化池前方进入的水，经过挡流板后流出，保证了流态化池中的水能停留一定的时间，在搅拌器作用下，水与除藻剂作用的时间足以保证除去水中的藻类。最后，借助磁沉机浮床中集污池底部磁板的磁力作用，吸附沉积于集污池底的沉积物，使得沉积物中含有的藻、可溶性氮、磷以及颗粒状氮、磷悬浮物等污染元素移出水体，运出湖区，从根本上解决水体富营养化问题，有效减低藻华、爆发带来的压力，集污池后端设置的溢流板可以防止集污池中的沉积物漂浮到水体中。本发明所用材料来源广泛、成本低廉易于大规模除藻，而且不会带来二次污染。本发明有益成果及创新之处：

1，本发明处理富营养化湖水，可使处理过的水体——藻细胞去除率达到90％以上、总氮降低约45％、总磷降低约80％、COD降低约70％、浊度降低70％。

2，发挥磁粉与絮凝剂、脱磷剂的协同作用，既能高效絮凝水体藻细胞、颗粒状氮、磷悬浮物，又能使水溶性磷酸根离子转化成难溶性磷酸盐后被絮凝。磁粉被絮体分子网均匀地网住，从而使絮体带有强磁性，可以使絮体在磁场作用下被快速移出，杜绝了二次污染。

3，利用磁沉机浮床可以大大缩短絮体沉降时间，减少沉降池长度，提高处理效率，适合于大面积富营养水体治理。

4，吸污嘴可以在流态化池底往返移动，控制其移动速度，符合残渣清理需要。吸污嘴宽度与集污池同宽，高度据吸污泵而定，控制在2.0cm-4.0cm。吸污嘴上方设有导流板，其作用是把清水与残渣隔开，减少清水的吸入。

附图说明

图中为本发明磁沉机浮床结构示意图。

具体实施方式

磁沉机浮床，其特征在于包括有船体12，船体侧面连接有流态化池13，流态化池13前端为敞开，中间有错开排布的挡流板3，挡流板3前方区域为混合池，挡流板3后方区域为集污池，集污池的后方设置有溢流板11，混合池内安装有搅拌器2与加药口1，集污池底部安装有磁板4，磁板4上方设置有吸污嘴5，吸污嘴5和安装在船体上的吸污泵8联通。

磁性除藻剂的配制：将聚合氯化铝铁∶硫酸铁∶超纯磁铁矿粉按(10-20)∶(2-6)∶(10-20)比例混匀复配，即得到磁性除藻剂。磁性除藻剂与水按20g∶80g配成悬浊液，放入定量加药口1中。

磁沉机浮床工作流程：磁沉机浮床在富营养化湖泊水面上以0.5-1.0公里/小时的速度航行。船向前走，湖水会以等船速进入流态化池里，保证流态化池内湖水深度为0.5m左右。调整加药口中悬浊液的流速，使药剂与湖水配比控制在150g-200g/m³。加入药剂后的湖水，经搅拌器2的搅拌，并经过挡流板3的迂回作用，使水体污染物充分絮凝。然后，水中的絮体在往集污池里流动的过程中，会在重力作用下自然下沉，一部分沉在非磁场区。调整船速使大部分絮体进入磁场区域时，刚好降落到磁板4(表磁200mT-600mT)上方20cm的范围内，从而在磁力的作用下加速下沉，被吸附在磁板上。然后，吸污嘴5在电机7通过齿轮带动往返移动于流态化池底部，从而将沉下来的絮体残渣在吸污泵8带动下进入吸污嘴5，然后顺着吸污管9经吸污泵到残渣收集船10内。其中吸污嘴的宽度与流态化池同宽，高度据吸污泵而定，控制在2.0cm-4.0cm。在吸污嘴的上端设有导流板6，其作用是使残渣和清水隔离，减少清水的吸入。处理后的水于溢流板11上方溢出进入湖区，从而使残渣被挡在流态化池内，溢流板的高度约为0.4m。

Claims (4)

1.一种治理富营养化湖泊藻华的方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)、磁性除藻剂的配制：是将聚合氯化铝铁∶硫酸铁∶超纯磁铁矿粉按(10-20)∶(2-6)∶(10-20)质量比例混匀复配，将磁性除藻剂与水按20∶(40-120)质量比配成悬浊液；

(2)、将配成的悬浊液和流态化的含藻湖水混合，至湖水中的藻类被吸附沉淀；

(3)、收集沉淀并移离湖水。

2.根据权利要求1所述的治理富营养化湖泊藻华的方法，其特征在于：悬浊液和流态化的含藻湖水混合时，保持每立方米含藻湖水和150-200克的悬浊液混合。

3.实施权利要求1方法的磁沉机浮床，其特征在于包括有船体，船体侧面连接有流态化池，流态化池前端为敞开，中间有错开排布的挡流板，挡流板前方区域为混合池，挡流板后方区域为集污池，集污池的后方设置有溢流板，混合池内安装有搅拌器与加药口，集污池底部安装有磁板，磁板上方设置有吸污嘴，吸污嘴和安装在船体上的吸污泵联通。

4.根据权利要求3所述的磁沉机浮床，其特征在于所述的吸污嘴为扁平形状，其上方连接有导流板。