CN101445307A - 一体化潜水式光电磁河湖水净化方法及装置 - Google Patents

一体化潜水式光电磁河湖水净化方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101445307A
CN101445307A CNA200810218262XA CN200810218262A CN101445307A CN 101445307 A CN101445307 A CN 101445307A CN A200810218262X A CNA200810218262X A CN A200810218262XA CN 200810218262 A CN200810218262 A CN 200810218262A CN 101445307 A CN101445307 A CN 101445307A
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
river
lake
gas
cleaner
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA200810218262XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN101445307B (zh
Inventor
彭云龙
陈兆勇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHENZHEN QIANHAI ZHENGSHUI ENVIRONMENT INVESTMENT CO., LTD.
Original Assignee
彭云龙
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 彭云龙 filed Critical 彭云龙
Priority to CN200810218262XA priority Critical patent/CN101445307B/zh
Publication of CN101445307A publication Critical patent/CN101445307A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101445307B publication Critical patent/CN101445307B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)

Abstract

一种一体化潜水式光电磁河湖水净化方法及装置，是将污水吸入装置、气水混合器、净化器依序连接后设于河涌、湖泊、人工湖、喷泉、景观鱼池水底，净化器出水口置于上述河湖水临近水面处，通过污水吸入装置吸入待净化的污水，经磁化器进行强磁化后以射流形式高速喷入气水混合器内，在气水混合器内之气混室内强制污水与进入气混室内之臭氧完成混合后形成气液混合流后，将上述混合液喷射于净化器内，利用高速射流将净化器入水口附近污水一同卷吸于净化器内，在净化器内对臭氧混合的污水进行光、电联合催化氧化净化处理，完毕后之出水在净化器出水口周边形成水平循环水流，使整个河湖水进行梯度交换净化。本发明不占地，投资及运行费用少，净化效果好。

Description

一体化潜水式光电磁河湖水净化方法及装置
技术领域
本发明涉及污水处理领域，尤其涉及以光电磁联合强氧化方式，配合曝气增氧以及人工造流，集多种工艺于一体对河涌、湖泊、人工湖、喷泉、景观鱼池等河湖水迅速去除COD、BOD、HS、腐殖质(腐殖质分为胡敏素、富里酸、腐殖酸和吉马多美朗酸四部分)等有机污染物，而且可使河湖水的细菌和藻类迅速消灭之净化处理方法及装置。
背景技术
随着社会经济的高度发展，人类社会的工业化和城市化日益加剧，水污染日益严重。很多未经处理过的污水被直接排放到江河湖泊，使江河湖泊慢慢失去自净能力，形成以黑臭缺氧为代表的第一代水污染，或形成以重金属、有毒化学品污染为代表的第二代水污染，或形成以营养元素超量污染为代表的第三代水污染，更甚的是在很多江河湖泊中三代污染同时出现，使我国的江河湖泊水污染日益严重。
封闭式人工湖水质的污染通常是有机污染物超标。如农药或水中氮、磷营养元素含量较多造成藻类异常繁殖的富营养化污染。天然水的颜色通常来源于有机腐殖质的沥滤，腐殖质酸含量在0.8～14mg/L范围内，腐殖酸直接来源于悬浮物和沉积物中腐殖质的释放及土壤腐殖质的淋溶。腐殖质不是纯物质，而是结构组成相当复杂的混合物，而且具有很强的结合、吸附性能，各物质间通过键合、氢键、吸附等化学、物理作用纠结在一起。腐殖质是一类无定形大分子化合物，通常都呈黑色或棕色的无定形形态，腐殖质的颜色随着腐殖化程度的加深，由红棕色-暗褐色-黑色一次变化。
在有机污染物过多、溶解氧不足，厌氧分解产生的臭气和黑液造成河湖水发黑发臭。也是引起河湖水黑臭的因素，河湖水中溶解氧含量不足，是导致生成H2S、NH3、FeS等致黑致臭物质引起自然河湖水发生黑臭的主要原因之一。河湖水中微小的悬浮颗粒会吸附一部分黑色的Fe S，而部分沉积于水底的F eS沉积物还会被厌氧产生的气体或气泡托浮而重新进入河湖水，再加上腐殖质等其他因素的协同作用，使河湖水呈现黑色。在水底沉积区，由污染物沉降和底泥吸附所积累的污染物也会发生上述反应。当河湖水受到扰动时，一些溶解性污染物质又会因底泥的再悬浮而释放到河湖水中去，从而增加河湖水的污染负荷。
针对上述问题，我国很多环境工作者也针对上述问题的严重性发明了很多技术。如对河湖水进行人工增氧的人工造流增氧机、生物床、生物岛、人工湿地、人工快渗等工艺技术。
如中国专利局公开了一种活性炭纤维与电动力学协同净化饮用水方法及装置(专利号：ZL02146020.5)，其是在活性炭纤维滤料上施加电场，使电流直接通过活性碳纤维滤料；然后使待净化水通过活性碳纤维滤料，在电场和流场作用下使水得到净化。专利200620135038.0公开了一种景观环境用水循环生态净化装置，其包括潜水泵，潜水泵的出水口与射流曝气器相连，射流曝气器与接触氧化罐的下部相通，在射流曝气器与接触氧化罐之间装有止回阀，接触氧化罐的出水管与重力自动反冲洗无阀滤罐相通，重力自动反冲洗无阀滤罐上有净水管。这种生态净化装置，可将景观水中有机物在接触氧化罐内进行生化处理，不易被生物降解的胶体等物质用絮凝剂使其凝聚成较大颗粒，并送入重力自动反冲洗无阀滤罐中进行过滤处理，处理后的水质可达到“娱乐性景观环境用水”标准。
1996年苏州河治理启动，一些日本专家纷纷与上海市苏州河环境综合整治领导小组办公室联系，要求在苏州河的支流上进行各种就地净化试验。本市的一些高等院校也积极进行了类似的试验。到1999年上半年，苏州河支流新泾港、真如港、木渎港、彭越浦和虹口港水系的俞泾浦等处已有上海成套公司、日本丸红公司和大和公司、上海同济大学、上海环科院、日本丰田公司等单位进行了河流就地净化试验，取得了试验成果，获取了大量的试验数据。最近，上海玉垒公司还准备进行玉垒菌修复底泥技术的试验。各单位基本上采用生物处理工艺为主，辅之以曝气、磁化等方法。但在具体实施时，又采用了不同的载体材料和不同的布局，适应不同的河水及环境条件。据初步推算，当处理水量为0.5立方米/秒时，每天每条支流可减少COD6.48吨，氨氮0.86％吨。
上海同济大学在木渎港采用高效悬浮粒子生物接触氧化法，污水通过机械格栅、水泵提升、曝气沉砂池、生物处理池、加药(PAC+PAM)、反应沉淀池等过程后达标排放。停留时间约1.5小时后，各项污染指标均有明显下降。由于该大学选用的填料比表面积大，氧利用率高，新型高分子合成药剂投加量少，污泥少，具有成本低效果好的特点。
上海佛欣公司采用自研的生物滤池工艺，通过投放佛欣生物菌、混流生化反应器、生物滤床等过程，有效地去除污水中的污染物。该公司在上海普陀区真如港进行试验，一度使一段原本浑浊黑臭的河水透明见底。
上海工程咸套总公司与日本丸红、大和、东洋公司，在虹口港水系的俞泾浦进行了高密度生物膜过滤法的试验。该工艺的特点是在曝气沉淀后，使污水经过高密度生物膜过滤，再采用反冲洗法，使污水达标排放。该方案只需停留1小时，但COD、BOD、氨氢的去除率可达到60％～80％，效果较明显。
日本丸红公司和上海中创公司合作，在上海闸北区彭越浦把河道作为净化处理槽，提出了恢复河道自净能力的正确思路，采用了先进的供氧技术，在生物菌处理时增加了磁化工艺，使COD、BOD的去除率达到60％左右。
此外，上海市环境科学研究院会同挪威专家和中外一些公司在上海长宁区新泾港支流周家浜进行了河道曝气复氧的试验，取得了明显的成效，目前正策划在苏州河干流扩大试验。日本丰田公司也组织日本专家采用先进的生物菌填科技术，正在木渎港进行长时间的净化试验。上海玉垒公司正准备运用生物菌修复技术对河道底泥进行污染降解的试验。
众多披露的信息及试验均存在规模偏小、时间偏短、数据不完整的缺点，这些工艺和技术都有改善河湖水质的功能，但存在着占地面积大，投资及运行费用高，对有机污染物去除效率低，见效慢等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种一体化潜水式光电磁河湖水质净化方法及其装置，旨在解决现有技术占地面积大，投资及运行费用高，对有机污染物去除效率低，见效慢之技术缺陷。
本发明是这样实现的，一种一体化潜水式光电磁河湖水净化方法，其是将用于净化处理之污水吸入装置、气水混合器、净化器依序连接后设置于河涌、湖泊、人工湖、喷泉、景观鱼池水底，净化器出水口置于上述河湖水临近水面处，通过所述污水吸入装置吸入待净化的污水，经磁化器进行强磁化后以射流形式高速喷入气水混合器内，在气水混合器内之气混室内强制污水与进入气混室内之臭氧完成混合后形成气液混合流，使之初步氧化一些有机污染物，然后将上述混合液喷射于净化器内，利用高速射流将净化器入水口附近污水一同卷吸于净化器内，在净化器内对混合的污水进行光、电联合催化氧化净化处理，净化完毕后之出水在净化器出水口周边形成水平循环水流，使整个河湖水进行梯度交换净化。
本发明还提供了一种一体化潜水式光电磁河湖水质净化装置，包括污水吸入装置、臭氧发生器、气水混合器、净化器及潜水电控箱，所述污水吸入装置、气水混合器及净化器依序连接，均设置于河涌、湖泊、人工湖、喷泉、景观鱼池水底，所述污水吸入装置开设有可吸入污水之进水口，其出水处连通气水混合器，且其连通管路上装有可对水流进行磁化之磁化器，所述气水混合器设有一可与置于水面上或水中的臭氧发生器连通之气混室，所述气混室与净化器入水口连通，所述净化器入水口处还开设有可吸吮周围污水之多个入水口，净化器出水口位于河涌、湖泊、人工湖、喷泉、景观鱼池临近水面位置。
本发明方法的有益效果在于：
1)本发明采用一体化潜水式净化处理，与现有技术方法相比，方法简单，由于整个净水装置直接设置于河涌、湖泊、人工湖、喷泉、景观鱼池等池底，不会占据任何陆地面积，因而具有节省管路铺设，节省投入药剂费用，节省占地面积等优势；在净化处理封闭式湖泊时，吨水处理费用0.032元，吨水投资费用24元(实施例一)；在净化处理江河支流或河涌时，污水就地处理，吨水处理费用0.36元，设备吨水投资费用288元(实施例二)，其吨水处理费用和设备吨水投资费用比传统工艺节省1/2-1/3。
2)本发明在污水吸入装置与气水混合器连通的管路上装有可对水流进行磁化之磁化器，运用无能耗的磁环制造强磁区磁化污水的方法降低水的表面张力而改变水的溶解性，可提高臭氧迁移率。
3)本发明将吸入强磁化后水流以射流形式高速喷入气水混合器内，与臭氧混合后形成气液混合流再次喷射于净化器内，利用高速射流将净化器入水口附近污水一同卷吸于净化器内，巧妙地运用了最先进的流体力学设计原理及二级射流卷吸整流放大的能量转换原理，使其消耗同样的电力能营造出比普通水泵大2-3倍的处理量，能耗低，节约能源。
4)本发明运用光、电、磁和臭氧联合强氧化于一体，使COD、BOD、HS、腐殖质等有机污染物迅速去除80％以上，净化率高。
5)本发明在装置控制箱上端装有TOC在线监测头，根据测得的TOC值作为评价河湖水中有机物污染程度的综合性指标，按预设指标数值自动控制装置的的运行和停止工作，实现智能化全自动进行河湖水质净化。
6)本发明能在水中形成水平循环水流，同时还能进行高效增氧，因而特别节能，用很小的耗能就能将庞大的河湖水进行梯度交换净化，使整个河湖水由死水变为富含氧流动水，因而提高了下游河流自净能力。
本发明装置的创新点在于：
1)本发明臭氧发生器与置于水底的各净化装置相适配，改变了以往射流曝气装置吸入的是空气，而本发明装置吸入的是臭氧。
2)独特的射流设计，利用了二级射流及卷吸整流放大的能量转换原理，使水泵消耗同样的电力能营造出比普通水泵大2-3倍的处理量。
3)独特的净化器设计，使其具有水下定时控制自动清洗石英玻管的功能；具有臭氧、紫外光催化在直流电场下协同工作的功能。
4)独特的PLC智能控制系统设计，当TOC监测头监测到水质变好或变坏时有定时控制装置开关功能。
5)当电路漏电时有漏电自动保护功能。
6)本发明装置除进气口外，全部水下工作，同时具有水质净化、杀菌灭藻、人工造流和人工增氧的功能。
附图说明
图1为本发明方法示意图；
图2为本发明装置结构示意图；
图3为本发明净化器结构示意图；
图3A为本发明净化器之灯管下支架结构示意图；
图4为本发明自动清洗系统结构示意图；
图4A为本发明图4之A-A断面示意图；
图5为本发明消声式臭氧发生器结构示意图；
图5A为本发明图5之B-B断面示意图；
图6为本发明电控箱之控制电路图；
图7为应用本发明实施例一净化水质后的变化图；
图8为应用本发明实施例二净化水质后的变化图。
1-水泵进水口         2-磁化器            3-气水混合器
4-连接件             5-净化器            6-自动清洗机构
7-消声式臭氧发生器   8-滑动导气管        9-导气管套
10-固定箍            11-电控箱           12-污水吸入装置
13-连接法兰          14-净化器出水口     15-TOC监测头
51-净化器入水口      501-净化腔          502-石英套管
503-紫外灯管         504-直流电阳极      505-上支架法兰
506-下支架           507-灯管座          508-净化器防水盖
509-直流电阴极接线   5061-灯管固定座     5062-阳极管固定座
5063-支架连接条      601-直流驱动器      602-伸缩推杆
603-上清洗盘         604-中清洗盘        605-下清洗盘
606-连接杆           607-导轨连杆        608-导轨滑槽
609-清洗环           701-空气进气口      702-消声式臭氧发生器腔体
703-臭氧发生管       704-臭氧导流管      705-臭氧发生器防水盖
1101-PLC控制器       1102-12V整流器      1103-臭氧发生器整流器
1104-紫外灯整流器    1105-直流电整流器   1106-TOC自动分析仪
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明首先提供了一种一体化潜水式光电磁河湖水净化方法，其是将用于净化处理之污水吸入装置、气水混合器、净化器依序连接后设置于河涌、湖泊、人工湖、喷泉、景观鱼池水底，净化器出水口置于上述河湖水上游，通过所述污水吸入装置的机械能吸入其周边待净化的污水，吸入后经磁化器进行强磁化处理，运用无能耗的磁环制造强磁区磁化河湖水的方法去降低水的表面张力而改变水的溶解性来提臭氧迁移率；然后以射流形式高速喷入与污水吸入装置连通的气水混合器内，高速喷射形成的负压可使进入气水混合器之气混室内污水吸入与之连通的臭氧发生器产生的臭氧，形成气液混合流，使之初步氧化一些有机污染物，然后巧妙地运用最先进的流体力学设计原理，利用二级射流及整流放大的能量转换原理，将含有臭氧的上述混合液高速喷射于净化器内，可将净化器入水口附近污水一同卷吸于净化器内，使其消耗同样的电力能营造出比普通水泵大2-3倍的河湖水流量，再通过潜在水中的净化器，对混合的污水进行光催化净化处理，以光电磁联合催化氧化方式使COD、BOD、HS、腐殖质等有机污染物迅速去除，净化完毕后在净化器出水口周边形成水平循环水流，同时还可进行曝气增氧，使整个河湖水进行梯度交换净化。这种处理方式，特别节约能源，用很小的耗能就能将庞大的河湖水进行梯度交换净化，使整个河湖河湖水由死水变为富含氧流动水，因而提高了河流、湖泊的自净能力，从而实现了本发明的目的。
根据上述方法，本发明还提供了一种一体化潜水式光电磁河湖水净化装置。参见图1、图2，本发明装置包括污水吸入装置12、气水混合器3、净化器5及电控箱11，所述污水吸入装置12、气水混合器3及净化器5依序连接，均设置于河涌、湖泊、人工湖、喷泉、景观鱼池等水底，所述污水吸入装置12可为潜水泵，其上开设有可吸入污水之水泵进水口1，潜水泵之出水处通过一连接法兰13连通气水混合器3，且其连通管路上装有可对水流进行磁化之磁化器2，所述气水混合器3设有一气混室，其与置于水面上或水中的臭氧发生器7连通，所述气水混合器3通过一滑动导气管8与臭氧发生器7连接，滑动导气管8外表面套设有导气管套9，导气管套9下端与气水混合器3中间密封焊接，内套滑动导气管8，内套滑动导气管8与导气管套9上端由密封圈密封并可上下滑动，滑动导气管8上端与消声式臭氧发生器7密封焊接，可根据不同的水位高低自动调节气水混合器3与臭氧发生器7之间的距离，以确定臭氧发生器7的放置位置。所述气混室还与净化器5入水口连通，所述净化器5底端设有多个可吸吮周围污水之入水口51，该入水口51设于气水混合器3出口与净化器5底端之间的连接件4上，可为密封连接于其底端之多孔板或网状连接片构成的锥形构件，污水可由连接件4上之多个小孔或网孔进入至净化器5内。为保证污水具有一定的进入量，所述气水混合器3出口与净化器5底端之间的距离为5-20cm；所述净化器出水口14位于河涌、湖泊、人工湖、喷泉、景观鱼池水面临近位置。这样，污水经潜水泵吸入后通过磁化处理后进入气水混合器3内，与臭氧发生器7中产生的臭氧混合后以高速射流的形式进入净化器5，同时吸入净化器5周边的污水，使之进入净化器5进行光催化净化处理，处理完毕的水流经净化器出水口14出去后位于河涌、湖泊、人工湖、喷泉、景观鱼池靠水面的位置，以净化器出水口14为中心向周边推延，从而使整个河湖水进行梯度交换，完成净化过程。
本发明装置具体实施例中，所述电控箱11可置于水面外，也可为置于水内之潜水式封闭控制箱，通过固定箍10固于其邻近的其他构件上。潜水式电控箱11四周为全密封焊接，导线引入通过防水胶圈密封，箱体上预留观察维修口，可采用圆型法兰及胶片密封，其内电器元件紧贴箱体内壁，通过河湖水散热。如图6所示，所述电控箱11包括TOC在线监测系统，PLC控制器1101、12V整流器1102、紫外灯整流器1104、臭氧发生器整流器1103、直流电整流器1105，皆为市场成熟产品，置于水内之潜水式封闭控制箱还可设有漏电开关。所述TOC在线监测系统包括TOC自动分析仪1106及一用于检测水质状况的在线TOC监测头15，TOC自动分析仪1106能够满足污染源在线自动监测的需要，并且由于其检测限较低，应用于地表水的自动监测也是可行的。而且，在线TOC自动分析仪的分析周期一般较短(3～10min)。从仪器结构上讲，除了增加无机碳去除单元外，各类在线TOC自动分析仪1106的结构一般比在线COD仪简单一些。技术原理为比色法(254nm)，具有简单、快捷、价格低的特点。适用于地表水的自动在线监测，国外一般是用于污染源的自动监测，并经常经换算表示成COD、TOC值。对水质较稳定的河湖水，在UV吸收信号与COD或TOC值之间有较确定的线性相关关系。当TOC监测头15监测到8-15ppm(可调)时装置控制系统将给出自动运行或关停信号，当高于8ppm值时，按COD或TOC值之间有较确定的线性相关关系，COD通常在35-50mg/l之间，装置开始运行；当测到低于8ppm值时，装置停止运行。因此，TOC在线监测系统可根据测得的TOC值作为评价河湖水中有机物污染程度的综合性指标，按预设指标数值自动控制装置的运行和停止工作，实现装置运行智能化。这种智能化设计可降低电耗，保证出水质量和提高管理人员的工作效率。
参见图2、图3、图3A，本发明装置之具体实施例中，所述净化器5含有一可通入水流之净化腔501，所述净化腔501内壁镀有纳米二氧化钛膜，腔内设有直流电阴极接头509、直流电阳极504，至少一紫外灯管503和石英套管502，其中，所述直流电阳极504置于净化腔501下端且位于紫外灯管503之间，紫外灯管503套设于石英套管502内，所述石英套管502和紫外灯管503上下两端分别由灯管上支架法兰505和灯管下支架506固定，直流电阳极504下端由灯管下支架506固定，在所述净化腔501上端，设有一灯管座507，所述灯管座507支撑灯管接线灯头，直流电阴极接头509焊接在灯管上支架法兰505上，其中直流电阳极504下端与灯管下支架506中心阳极管固定座5062固定并连接阳极线，灯管下支架506由支架连接条5063与净化腔501绝缘连接，石英套管502下端由灯管固定座5061固定。
参见图4、图4A，本发明装置中所述净化器5内还设有一石英套管自动清洗机构6，固定在上支架法兰505上，其包括一直流驱动器601、与所述直流驱动器601相连且可由其带动移动之伸缩推杆602以及装于所述伸缩推杆602上之清洗构件。如图4所示，所述清洗构件包括至少一清洗盘，通过一导轨连杆607与伸缩推杆602相连。由于石英套管502具有一定的长度，本发明实施例设有三个清洗盘---上清洗盘603、中清洗盘604、下清洗盘605，通过连接杆606相连，如图4A所示，所述各清洗盘上均设有多个硅胶清洗环609。同时，为保证各清洗盘能准确、良好的清洗石英套管502外表面，在所述净化腔501内壁，对称设有两可导向的导轨滑槽608，所述导轨连杆607两端分别置于所述导轨滑槽608内，可在直流驱动器601带动下沿该滑槽滑动。这样，伸缩推杆602连接连接杆606可向下伸缩20-50cm，通过连接杆606带动上清洗盘603、中清洗盘604和下清洗盘605上下伸缩运动，导轨连杆607与上清洗盘603、中清洗盘604和下清洗盘605连接并通过与净化腔501焊接的导轨滑槽608使上清洗盘603、中清洗盘604和下清洗盘605上下伸缩运动时得以平衡，可使累积在石英套管502上的污垢通过清洗盘上设有多个硅胶清洗环609在上下运动时去除，使石英套管502常保透光性，以免影响紫外灯管503的透光率。
再参阅图3，本发明装置在所述净化腔501上端，还设有一净化器防水盖508，可保护直流电阳极504和紫外灯管503及石英套管自动清洗系统中直流电驱动器601的连接线以防雨淋。
如图1、图2、图5、图5A所示，本发明装置所述臭氧发生器7为消声式发生器，包括一腔体702，所述腔体702上端露出河湖水水面，且设有一空气进气口701、臭氧发生管703、臭氧导流管704，所述臭氧发生管703设有多个，置于臭氧发生器腔体702内，在各臭氧发生管703之间，设有一臭氧导流管704，且与滑动导气管8连通。本发明装置消声式臭氧发生器7最上端露出于水面，以供空气由空气进气口701进入，从臭氧导流管704强制通过臭氧发生管703而产生臭氧，所产生的臭氧再通过臭氧导流管704进入滑动导气管8内。因此，在消声式臭氧发生器7顶端，还设有臭氧发生器防水盖705，由臭氧发生器防水盖705作防雨水保护，消声式臭氧发生器腔体702除上端空气进气口701外，其余为密封焊接。
本发明可应用于河涌、湖泊、人工湖、喷泉、景观鱼池等河湖水净化、人工造流、曝气增氧以及消灭藻类。因此本发明在市政公园或封闭式河流、湖泊治理的应用方面有着广阔的应用前景。
本发明通过污水吸入装置12将河湖水吸入并高速射向气水混合器3，同时在负压的作用下，空气由空气进气口701进入消声式臭氧发生器7，从臭氧导流管704强制通过臭氧发生管703而产生臭氧，所产生的臭氧在水中浓度为1-2mg/l，通过臭氧导流管704进入滑动导气管8内，使河湖水与臭氧在气水混合器3内充分混合而形成微小气泡，形成气液混合流，促进了臭氧分子对有机污染物的氧化，加速了氧化过程。经污水吸入装置12高速喷出的气液混合体强制通过磁化器2产生的强磁区，磁场强度为3500-6000高斯，当气液混合流经一适当聚集的强磁场时，磁力线与水垂直相交，水作为导体将产生一个电动势，这个电动势将使水带上直流正电荷而互相排拆、分离，这导致水的表面张力大大降低，从而使水具有溶解性，这样水能溶解更多的可溶解性物质，从而提高了臭氧在水中的溶解率，进而提高水中溶解臭氧的饱和度(能提高20％)，这是因为：(a)洛仑兹力作用：水与磁流的相互移动，能够产生感应电流，在洛仑兹力的作用下，弱极性的水分子和其他杂质的带电离子作反向运动。该过程中，正负离子或颗粒相互碰撞形成一定数量的“离子缔合体”，这种缔合体具有足够的稳定性，在水中形成了大量的结晶核心，以这些晶体为核心的悬浮颗粒可以稳定的存在于水中。(b)极化作用：磁场的极化作用使使盐类的结晶成分发生了变化。微粒子极性增强，凝聚力减弱，使水中原有的较长的缔合分子链被截断为较短的缔合分子链和带电离子的变形，破坏了离子间的静电吸引力，改变了结晶条件。形成分散的稳定小晶体。(c)磁滞效应：磁场引起水中盐类分子或离子的磁性力偶的磁滞效应，因而改变了盐类在水中的溶解性，同时使盐类分子相互间的亲和性(结晶性)消失，防止大晶体的结晶。(d)磁力矩重新取向：在一定基团反应中，磁场影响在基团中成对的磁力矩重新取向，通过这样的中间机理而影响其他化学反应。反应动力学发生了变化，反应结果中新得到的产品间的比例关系也发生了变化。(e)氢键变形：磁场对水的偶极分子发生定向极化作用后，电子云会发生改变，造成氢键的弯曲和局部短裂，使单个水分子的数量增多。这些水分子占据了溶液的各个空隙，能抑制晶体形成。并使水的整体性能发生变化。(f)活化能改变：磁场的的影响与系统的转化有联系。虽然水在磁化时获得的能量很少，但在系统中开始和终结之间存在一个“能障”为克服这种能障必须向系统输送相应的能量以触发活化能。磁场短时间的作用起着“催化”水系活化能改变的作用，最终导致整个系统性质的变化。磁化流速2-2.5m/s时最好，这时对形成核磁共振比较有利，磁化去除COD的能力较强。常温下磁化流速2.5m/s左右，磁感应强度0.262～0.315T下，污水的COD直接去除率平均医院污水为25.4％，印染废水为21.2％，城镇污水为16.4％(磁化流速为2.5m/s时为20.0％)、橡胶业废水为11.3％，造纸废水为8.1％，葡萄糖水为17.8％，淀粉水为11.1％，氨水为8.1％。
由于净化器5与气水混合器3出水端由多孔或网状连接件4连接，当气水混合器3出水端高速喷出的气液混合体喷向净化器5时，由于射流卷吸原理，气水混合器3出水端高速喷出的气液混合体由于遇到水的阻力，外围的水源源不断地被卷吸进入净化器5内，在净化器5内的河湖水再进一步与臭氧气水混合并由紫外灯管503照射净化腔501内壁二氧化钛膜及直流电阳极504协同工作。在直流电场下(输出电压DC8000-10000V，功耗<10W)，电流通过物质而引起化学变化。化学变化是物质失去或获得电子(氧化或还原)的过程。在净化器5中，电流(即电子)流进负电极(阴极)，溶液中带正电荷的正离子迁移到阴极，并与电子结合，变成中性的元素或分子；带负电荷的负离子迁移到另一电极(阳极)，给出电子，变成中性元素或分子；这样改变了正负离子的定向迁移，在结构晶体中能改变垢分子间的结合力、改变晶体结构，促使硬垢疏松，并且会增大水偶极子的偶极距，增强其与盐类离子的水合能力，从而提高水垢的溶解速率，在直流电压DC8000-10000V电场下阳极产生一定量活性氧如CO2-、OH、H2O2，这些活性氧对臭氧与光催化氧化的效率提高提供协助。
本发明通过臭氧和光、电、磁联合工作，其对各种有机污染物的反应历程如下：
1.针对高污染的河湖水中的PAHs
PAHs属于一组变化很多的化合物，其在紫外UV-C(185～254nm)，UV-C135uW/cm2辐射TiO2光催化剂时，产生光催化反应，PAHs及农药会在很短的时间进行直接分解。
半导体的能带通常是由一个充满电子的低能价带和一个空的高能价带构成，它们之间的区域称为禁带，当能量大于或等于半导体带隙能的光波辐射此半导体TiO2光催化剂时，处于价带的电子就会被激发到导带上，价带生成空穴(h+)，从而在半导体表面上产生了具有高度活性的空穴/电子对。
TiO2的带隙能为32eV，相当于387.5nm光子的能量。当TiO2受到波长小于254nm的紫外C光照射时，价带上的电子跃迁到导带上，形成空穴/电子对。所产生的空穴将吸附在TiO2颗粒表面的OH-和水分子氧化成具有强氧化性的OH自由基和O2-，其作用机理如下：
TiO2+hυ→e+h+
h++H2O→HO+H+
e+O2→O2→HO2
2HO2→O2+H2O2
H2O2+O2→OH+OH+O2
由此可见，TiO2光催化氧化降解有机物实质上是一种·OH自由基反应。
2.臭氧UV-C体系对氯苯氧基除草剂和浓药的降解臭氧UV-C体系对氯苯氧基除草剂和2.4-D的降解，在此臭氧及光电磁体系中这些有机物可以完全矿化，发生如下反应：
Figure A200810218262D00141
Figure A200810218262D00142
Figure A200810218262D00143
经UV-C辐射藻类产生过氧化氢的浓度为0.01～3.0mol/L之间，此臭氧及光电磁体系中可使高浓度的有机磷化合物完全矿化，生成磷酸盐、CO2、HO2，并有以下反应历程：
Figure A200810218262D00144
Figure A200810218262D00145
HO·+H2O2—H2O+HO2·
R·+O2—RO2·
RO2·+H2O·—RO2H+O2
2RO2·—R’CHO+R’CH2OH+O2    (R’＝OP(ONa)2)
R’CHO+2HO·+1/2 O2—CO2+(NaO)2P(O)OH+HO2
R’CH2OH+2 HO2·+O2—CO2+(NaO)2P(O)OH+HO2
综合以上各式得：
MePO3Na2+4H2O2—CO2+Na2GPO4+5HO2
见表1。
表1  常见有机污染物与O3和·OH的反应速率常数
 
有害化学物质 O3的反应速率常数(mol-1·L·s-1) ·OH的反应速率常数(mol-1·L·s-1)   
林丹 0.04 (2.7～170)×108
涕灭威 4.4×104 8.1×109
阿特拉津 7.9 2.4×109
氯苯 0.06～3 (4～5)×109
PCB <0.9 (4.3～8)×109
由表1可见，O3对不同的有机物质的氧化速度相差很大，相同条件下与涕灭威的反应速率常数要比林丹高6个数量级以上，这样当使用臭氧处理含这两种有机物的废水时，O3会优先与反应速度快的物质进行反应，而另外一种物质则无法达到处理的目的。·OH与不同有机物质的反应速率常数相差很小，表明羟基自由基是一种选择性很小的氧化剂，当水中存在多种污染物质时，不会出现一种物质得到降解而另一种则基本不变的情况。
3.针对河湖河湖水富营养化产生藻类疯长危害
由于多年草坪所施的化肥等污染物通过雨天径流流入人工湖，日积月累，造成人工湖水质富营养化，藻类疯长，发绿发黑，影响水质感观。
在本发明中，通过臭氧与紫外光(503)及电直流电阳极(504)和由藻类因光合作用产生微量双氧水的协同工作而令藻类和水中的HS及含有腐殖质得以去除。
叶绿素在光作用下引发以下反应：
Ch1+hv——Ch1-+(激子生成)
Figure A200810218262D00151
A-Ch1-+——A--Ch1+——A-+Ch1+
Figure A200810218262D00152
D-Ch1-+——D+-Ch1-——D++Ch1-
或Ch1++1/2H2O——Ch1+H++1/4O2
Ch1-+Ch1+——2Ch1+hv
式中Ch1——光合成的色素，受激电子和所留下的空穴的组合称作激子；
(-+)——电子-空穴对或激子
Figure A200810218262D00153
A--Ch1+和D+-Ch1-——分别是带有电子受体A和电子给体D的电荷转移配合物。
藻类的光合成色素在光作用下，可产生水合电子等，由此引发H2O2的产生：
Figure A200810218262D00154
2O2-+2H+——H2O2+O2
含有腐殖质的河湖水经UV-C辐射后会抑制细菌的代谢。经UV-C辐射后，河湖水中细菌对胸腺嘧啶脱氧核苷的吸收明显比未受UV-C照射的河湖水中的低很多。
对藻类的影响
UV辐射对含有腐殖质的河湖水会引起化合物组分的改变，如表2：
Figure A200810218262D00155
Figure A200810218262D00161
Lal＝(Ral-NLAl)，Lal＝Labile Al，不稳定Al，A＝aluminium.
电荷密度：阴离子亏损/TOCu-equiv./mg C.
活性Al.
Nal＝Non labile Al，稳定Al.
注：试验样品没有经过pH调节；Ca，Mg，挪威标准(NS)4776；Na，K，NS 4775；SO4，Cl，离子色谱；NO3，NS4745；Fe，Mn，NS 4770；NLAL，RAL，Rogeberg和Henriksen(1985)
色度和TOC浓度都在降低。酸度升高将近2个单位，不稳定铝的浓度增加了。这些变化会增加电荷密度(u-equiv.有机阴离子/mg TOC)。
含HS的河湖水受UV辐射后会导致新生物特性的河湖水抑制藻(SelenastrumCapricornutum)的生长。
UV-C辐射前后含腐殖质的河湖水的化学物组成会表现出不同的生物重要性。分子吸收UV-C射线的量子通常会导致分子从低能量的基态向高能量的电子激发态迁移。大部分激发态存在的时间都较短。许多化合物通过内部的变换而失去过多的能量的三重激发态的未配对电子上。这些能够转移它们三重态能量给其他分子的化合物就称为光敏化剂。
UV-C对有机物质，如HS的辐射，会发生化学发应，产生氧化性物质，如单重态氧、羟基等，这些反过来会对水生微生物产生毒性作用。通常，这些反应的产物存在的时间都较短。上实验表明了含HS的河湖水，经UV-C照射后，会产生一种反应：以腐殖质为光敏化剂产生氧自由基、过氧化物等，这些物质与其他被释放了的敏化剂如铁离子等反应产生其他活性化合物，如羟基自由基。
腐殖酸直接来源于悬浮物和沉积物中腐殖质的释放及土壤腐殖质的淋溶。腐殖质不是纯物质，而是结构组成相当复杂的混合物，而且具有很强的结合、吸附性能，各物质间通过键合、氢键、吸附等化学、物理作用纠结在一起。腐殖质是一类无定形大分子化合物，通常都呈黑色或棕色的无定形形态，是带色基团。
在天然水系统中，能够发生直接光解的有机化合物很少，羰基化合物、碘甲烷和多氯酚可以发生这类反应：
CH3I+hv—CH3+I
C6C15OH+hv—C6C14OH+CL
有些亲水性的有机化合物如：叶绿素、类胡萝卜素、多不饱和脂肪酸等，可能在颗粒相上发生直接光解。通过生色团吸收光辐射而发生的，如果生色团重新产生，生色团起光催化的作用。
溶液中发生的光化学反应；
HS(腐殖质)+hv—HS+·+eap-
eap-+N2O—N2+O-
eap-+O2—O2-·
2O2-·+2H—H2O2+O2
根据1919年Oden提出的分级方法，按照它们在酸和碱中的溶解度，通常把腐殖质分为三个主要级分，即将腐殖质分成水溶性的富里酸、乙醇可溶的棕腐酸和碱溶性的黑腐酸。黄腐酸分子量最小，溶于酸、碱和水；棕腐酸分子量较大，荣誉碱、乙醇和丙酮，而不溶于酸和水；黑腐酸分子量最大，溶于碱、不溶于水、酸、乙醇和丙酮。亦有改进的另一种分类方法，此种方法将腐殖质分为胡敏素、富里酸、腐殖酸和吉马多美朗酸四部分。
有色物质最重要的属性可能就是它的光谱特性了，水中色度的大小于水中腐殖质的含量于属性直接相关，因此通过测量水中色度就是估算水中腐殖质最简单的方法。Chin等人研究了水生腐殖质光谱特性和分子量，聚合度的关系。研究表明，分子量和聚合度也于色度直接相关，并且色度会随着溶解的pH值的增加而上升，此外，铁离子、镁离子、铝的化合物和硝酸盐也会影响到含有腐殖质的水的色度。下表是利用腐殖质的光谱特性估算水中有机物浓度的实例：
水生腐殖质的测定过程中用来表征水中有机物的波长
 
波长 相关特征
250nm，330nm，350nm285nm254nm272，280nm250/356nm(E2/E3)465/665nm(E4/E6)其它波长            DOC、TOCDOCDOC、TOC、COD、BOD芳香度、分子量芳香度、分子量腐殖度、分子量芳香碳的缩合度富里酸        
注：DOC-Dissolved organic carbon，溶解性有机碳；
TOC-total organic carbon，总有机碳；
COD-Chemical Oxygen Demand，化学需氧量；
BOD-Biochemical oxygen demand，生物需氧量。
天然水的颜色通常来源于有机腐殖质的沥滤。在覆盖地球大部分面积的海洋中，腐殖质-黄色物质更多的来源于海水中低等生物的残体转化；淡水中河流淋洗和冲刷以及河流上游水土流失也是河流腐殖质的重要来源部分，由于腐殖质不是纯物质，而是结构组成相当复杂的混合物，而且具有很强的结合、吸附性能，各物质间通过键合、氢键、吸附等化学、物理作用纠结在一起。因此，对腐殖质结构的研究也就不可能像阐明纯物质那样将分子中各元素原子个数、相对位置及空间排布都描绘得清清楚楚，而只能在宏观上粗略地勾画出其主要结构特征。
由官能团的测定可知，腐殖质含有酚羟基、羧基、醇羟基、烯醇基、磺酸基、胺基、醌基、羰基、甲氧基等多种基团，由于这些活性基团的存在，决定了腐殖质的酸性、亲水性、离子交换性、络合能力及较高的吸附能力。
腐殖质是一类无定形大分子化合物，通常都呈黑色或棕色的无定形形态，腐殖质的颜色随着腐殖化程度的加深，由红棕色-暗褐色-黑色一次变化。腐殖质在一定条件下还可以进行硝化、磺化、氧化和氯化等反应，通过化学结构变化可以在一定程度上改变腐殖质原有的性质，赋予它新的品质，以满足实际应用的需要。腐殖质由较强的离子交换能力，利用其离子交换性，可将腐殖质土壤保肥等很多方面。但是天然河湖水中存在过多的腐殖质是会影响感观的。所以，在河湖水治理中对腐殖质的去除非常重要，将腐殖质去除了，其DOC-Dissolved organic carbon(溶解性有机碳)；TOC-total organic carbon(总有机碳)；COD-Chemical Oxygen Demand(化学需氧量)；BOD-Biochemical oxygen demand(生物需氧量)等也得去除。
经过上述一连串工作及反应从而使河湖水水质净化、人工造流和曝气增氧等三种功能同时完成。
实施例一：封闭式人工湖治理
以某一个高尔夫球场20800立方的人工湖为例说明本实施例，其治理方案如下：
1.湖泊地理情况：
1)湖水发黑发臭、有绿藻与灌花，透明度为0.3米；
2)河湖水面积为15000平方，平均深为1.4米；
3)人工湖为雨水给，污染源为化肥和农药和腐殖质；
4)经常有鱼类死亡；
2.治理前水质情况：
 
1 色 颜色黑
2 臭 臭味浓
3 透明度，m≤ 0.3
4 pH值 6-9
5 溶解氧，mg/L 1-3
6 化学需氧量(COD)mg/L≥ 60
7 生化需氧量，(BOD5)mg/L≥ 25
8 氨氮mg/L 6.5
3.设计原则
1)选择本发明装置，达到处理要求程度；
2)因地制宜，合理布置；
3)投资少，运行成本低，方便操作管理和维修。
4.设计出水水质
出水水质：治理后出水达到国家地表水2类水标准(GB3838-88)，即：
 
1 色 颜色无异常
2 臭 不含有任何异臭
3 透明度，m≥ 1
4 pH值 6-9
5 溶解氧，mg/L≥ 6
6 化学需氧量(C0D)≤ 20
7 生化需氧量，(BOD5)mg/L≤ 5
8 氨氮mg/L≤ 1.5
5.设备选型：
5.1 本发明装置实施例技术参数
Figure A200810218262D00201
5.2 设备选型：根据处理前的水质计算，计得COD总量为1248公斤，BOD总量为520公斤，氨氮为312公斤，按上述参数，选择BIBAO-32-80型16台，按3个月的梯度净化范围计算，在3个月内可将15000平方湖面共20800立方河湖水净化至国家地表水2类水标准。
Figure A200810218262D00202
7.工艺说明
本方案整治定位于以臭氧光电氧化和电磁力混凝沉淀为主，配合生物修复技术，通过强化土著微生物的自然分解能力，进行底泥生物氧化和河湖水生物修复为辅，以臭氧氧化有机物后的新生氧进行增加人工复氧及人工造流等措施，使现有有机污染负荷及新增负荷得到降解，强化河湖的自净能力。通过本实施例的造流曝气功能，改变富氧水与贫氧水的交换，保持综合治理的长期结果。本实施例设计每小时河湖水1280立方，河湖水循环周期为17小时，型号为BIBAO-32-80型的潜水式光电磁河湖水质净化装置，功率2.3kw。16台装置每天工作24小时，每月运行两周。在湖中营造出沿湖岸缓缓流动的水流，从而最大限地消除死角，使整个湖水都动起来，确保湖水成为循环流动的一湖活水。
8.污染物的的去除(通过3个月梯度净化后)，见图7。
9.设备报价(见表3)
表3 主设备设计参数及报价表
 
序号 (一)项目内容 数量 功率 性能规格 单价(万元) 合计(万元)
1 光电磁水质净化装置 16台 2.3kw Q＝40m3/h 3. 48
2 电缆及电气控制系统 16套 0.125 2
总计 50
10.运行费计算
完工后运行费计算
A.光电磁水质净化装置运行总功率为36.8KW，每天24小时运行一个月后，停止一个月后视水质情况再运行，即全年运行180天，系统出力按80％计，全年电费约127180.8度，按每度电0.7元计算，全年光电磁水质净化设备耗电89026.56元。
B.每月电费约89026.56÷12＝7418.88元；日处理费用为：7418.88÷30＝247.3元。
C.吨水处理费用为：2.3KW×0.8×0.7元÷40立方＝0.0322元。
D.吨水投资费用为：500000÷20800立方＝24元
实施例二：江河支流的河涌治理
1.河涌地理及水质情况：
1.1、地理位置
B涌位于某市区商业中心，是某市区著名的景观河，河道全长1000米，平均宽20米。B涌为新开河涌，已完成驳岸、绿化工程，河涌两岸种植垂柳及小叶榕，形成垂柳依依，绿树婆娑，既有北国风光，又有南国秀丽的独特人文景观。B涌为感潮河涌，其水位受河潮汐影响，每天有两次涨潮和落潮，涨落潮水位差约为0.6-1米。
由于河涌沿线生活污水和工业废水随潮水上涨进入B涌，在此停留沉淀，使B涌(原为硬底化河涌)淤积深约0.5米的黑色淤泥。B涌沿线有6个生活污水排放口；加之上游随潮水进入的有机污染物和底泥有机物释放腐殖质，使B涌常年处于极度富营养状态，有时甚至处于黑臭状态，大量黑色底泥淤积使河湖水上层溶解氧过饱和，而下层却处于厌氧状态，底泥厌氧使河湖水中不断出现底泥上浮，同时使底泥中积累的大量的磷释放出来，加剧河湖水富营养。河湖水富营养(河湖水呈现浓绿色)和底泥上浮是B涌河湖水的显著特点；如果没有每天1—2次上游潮汐水和B涌进行河湖水交换，B涌将处于黑臭状态。B涌河湖水的黑臭或富营养与底泥上浮，与其两岸美丽的景观不相称，与其作为市区中心重要的景观河涌的地位不相称，对B涌河湖水的治理意义十分重大。
1.2、水质情况
1.2.1、感官指标
由于上游污染物大量排放，加上B涌沿河上游有6个污水排放口，使整条河涌常年呈现浓绿的富营养状态。有时呈现黑臭状态。
1.2.2、理化指标
从B涌口取水样测理化指标，见下表：
 
样点 长×宽×深(米) Do(mg/L) ORP(mv) TDS(‰) PH COD(mg/L)
B涌口(涨潮) 1000×20×1.5 7.4 68 6.3 7.8 98
B涌口(退潮) 1000×20×0.6 0.6 -12 6.7 6.1 138
1.3、污染源情况描述
主要污染源为上游河涌沿线随潮水进入的工业废水和生活污水。其它污染源还有：沿岸6个污水排放口排放污水；
雨水带入的氮、磷等营养盐；
河面漂浮的垃圾及枯枝落叶等有机杂物；
河涌底泥释放有机污染物和营养盐。
1.4、富营养和黑臭的基本成因
上述因素增加了河水中有机物及N.P的浓度，底泥厌氧及厌氧条件下大量磷源释放使河湖水富营养，由于底泥微生物分解有机物需要消耗溶氧，缺氧的后果导致有机分解不彻底及厌氧，产生底泥黑臭化，因河道水流缓慢，河湖水中有机物及死亡藻类沉淀加剧底泥黑臭化，造成河湖水上层好氧，下层厌氧，河湖水呈现极度富营养状态，如果河湖水停留时间过长，会形成河湖水黑臭。
2.设计依据及治理目标
2.1 执行标准规范
本方案执行《中华人民共和国水污染防治法》
本方案引用：地表水环境质量标准(GB/3838-2003)
本方案引用：广东省新制定的地方生活污水排放标准(DB44/26-2001)
2.2 设计依据
对于河涌沿线随潮水进入的工业废水和生活污水直接排入河道，河道中溶解氧偏低，COD和BOD、SS较高，河水黑臭，透明度低。其中对周围居民影响最大的是河水黑臭问题，臭气散发，对居民构成强迫性侵害。因此首先要以本发明装置对河水的COD、BOD、氨氮和腐殖质进行处理，并以臭氧氧化有机物后的新生氧进行充分曝气增氧，使河水在削减COD、BOD、氨氮和腐殖质等有机物的同时处于好氧环境，切断臭气的根源。
治理目标分为下述3步：
(1)臭氧氧化完全消除河水发臭问题；
(2)光电磁河湖水质净化装置对河水的BOD、COD、SS、NH3-N进行全面降解，达到广东省地方污水排放1级B标准。
(3)进一步配合生物技术提高治理效果，使治理后的排放污水达到国家标准地表水4类水平。
广东省新制定的地方生活污水排放标准(DB44/26-2001)如下：
 
1级排放标准 2级排放标准
COD <40mg/L <60mg/L
BOD <20mg/L <30mg/L
SS <20mg/L <30mg/L
国家标准中对地表水的质量标准(GB3838-88)部分数据如下：
Figure A200810218262D00231
2.3 设计原则
2.3.1 选择本发明装置+曝气造流工艺+投放微生物制剂，达到处理要求程度。
2.3.2 因地制宜，合理布置。
2.3.3 投资少，运行成本低，方便操作管理和维修。
2.4 设计规模、设计水质
2.4.1 设计规模：
设计处理水量为2万吨/天，最大负荷2.5万吨/天；
2.4.2 设计水质：
广东省新制定的地方生活污水排放标准(DB44/26-2001)的1级排放标准，即：
 
项目 现状mg/L 采取工艺 去除率％ 治理后排水标准mg/L
SS 最大304，平均213 电磁力混凝沉淀 >91 <20
BOD 最大87，平均58 臭氧和光电氧化 >80 <20
COD 最大208，平均156 臭氧和光电氧化 >80 <40
2.5、总体设计
整治定位于以臭氧光电氧化和电磁力混凝沉淀为主，配合生物修复技术，通过强化土著微生物的自然分解能力，进行底泥生物氧化和河道河湖水生物修复为辅，以臭氧氧化有机物后的新生氧进行增加人工复氧及人工造流等措施，使河道现有有机污染负荷及新增负荷得到降解，强化河涌的自净能力。同时，由于该河湖水的治理河段与非治理河段相连接，污染源的控制不易，且河湖水有一定的换水率，故要加强河道卫生管理和维护，通过河涌两端的橡皮坝进行调水，变自然潮汐的双向流水为单向流水，通过本发明装置的造流曝气功能，改变富氧水与贫氧水的交换，保持综合治理的长期结果，使B涌成为芳村区市中心真正的样板河涌，景观河涌。
2.6、治理目标：
在完全截污的情况下，即B涌6个污水排放口排出污水以及上游河涌沿线排入河涌的工业废水和生活污水全部达到国家有关排放标准，治理目标为，透明度、漂浮物、CODmn、BOD5、TSS、PH指标达到国家地表水2类标准。
若无法完全截污，治理目标为，透明度、漂浮物、CODmn、BOD5、TSS、PH指标达到国家地表水3类或劣3类标准。
3.工艺流程及工艺说明
3.1 工艺流程：
经综合考虑，决定采用以下工艺流程：
4.设备选型：
4.1 潜水式光电磁河湖水质净化装置技术参数
Figure A200810218262D00252
4.2 设备选型：本河涌长1000米，宽20米，筑后水深2米，根据处理前的水质指标及水量计算，COD平均值156mg/l计得COD总量为3120公斤/天，BOD平均值58mg/l计得BOD总量为1160公斤/天，COD按每台平均氧化800g/h参数计，应选择BIBAO-33-80型162.5台，取整数为160台。
5.工艺说明
本实施例整治定位于以臭氧光电氧化和电磁力混凝沉淀为主，配合生物修复技术，通过强化土著微生物的自然分解能力，进行底泥生物氧化和河道河湖水生物修复为辅，以臭氧氧化有机物后的新生氧进行增加人工复氧及人工造流等措施，使河道现有有机污染负荷及新增负荷得到降解，强化河涌的自净能力。同时，由于该河湖水的治理河段与非治理河段相连接，污染源的控制不易，且河湖水有一定的换水率，故要加强河道卫生管理和维护，通过河涌两端的橡皮坝进行调水，变自然潮汐的双向流水为单向流水，通过潜水式光电磁河湖水质净化装置的造流曝气功能，改变富氧水与贫氧水的交换，保持综合治理的长期结果。设计1000米河道中取400米筑坝2米高，总容积为16000立方，而每小时需处理的河水为20000÷24＝833.3立方，相当于停留循环处理时间为19.2小时。河道宽截面隔5米设置1台装置，20米共4台，即4列；长按每隔10米的长设置一行，共设置40行型号为BIBAO-33-80型的潜水式光电磁河湖水质净化装置共160台，每小时内循环处理坝内河水12800立方，相当于833.3立方的河水坝内每小时循环处理15次，以防止未经处理的河水流向坝外。型号为BIBAO-33-80型的潜水式光电磁河湖水质净化装置，功率3.4kw。160台装置每天工作24小时。在400米长的河道中营造出缓缓流动的水流，从而最大限地消除死角，使整个河湖水都动起来，确保坝内河水成为循环流动的一湖活水。筑坝河道预留排泥排沙闸阀。
6.污染物的的去除(每小时循环处理15次后)，见图8。
7.设备报价(见表4)
表4 主设备设计参数及报价表
 
序号 (一)项目内容 数量 功率 性能规格 单价(万元) 合计(万元)
1 光电磁水质净化装置 160台 3.4kw Q＝80m3/h 3.5 560
2 电缆及电气控制系统 160套 0.1 16
总计 576
8.运行费计算
A.光电磁水质净化装置运行总功率为544KW，每天24小时运行，设备出力80％，按每度电0.7元计算，每天光电磁水质净化设备耗电7311.36元。
B.吨水处理费用为：7311.36元÷20000立方＝0.365元。
C.吨水设备投资为：5760000元÷20000立方＝288元
D.吨水占河道面积为：400×20÷20000＝0.4平方
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种一体化潜水式光电磁河湖水净化方法，其特征在于：将用于净化处理之污水吸入装置、气水混合器、净化器依序连接后设置于河涌、湖泊、人工湖、喷泉、景观鱼池水底，净化器出水口置于上述河湖水临近水面处，通过所述污水吸入装置吸入待净化的污水，经磁化器进行强磁化后以射流形式高速喷入气水混合器内，在气水混合器内之气混室内强制污水与进入气混室内之臭氧完成混合后形成气液混合流，使之初步氧化一些有机污染物，然后将上述混合液喷射于净化器内，利用高速射流将净化器入水口附近污水一同卷吸于净化器内，在净化器内对混合的污水进行光、电联合催化氧化净化处理，净化完毕后之出水在净化器出水口周边形成水平循环水流，使整个河湖水进行梯度交换净化。
2、根据权利要求1所述的一体化潜水式光电磁河湖水净化方法，其特征在于：于河涌、湖泊、人工湖、喷泉、景观鱼池内还设有一与控制系统相连的TOC在线监测头，根据测得的TOC值作为评价河湖水中有机物污染程度的综合性指标，按预设指标数值自动控制各构件的运行和停止，实现智能化全自动河湖水质净化。
3、一种一体化潜水式光电磁河湖水净化装置，包括污水吸入装置、臭氧发生器、气水混合器、净化器及潜水电控箱，其特征在于：所述污水吸入装置、气水混合器及净化器依序连接，均设置于河涌、湖泊、人工湖、喷泉、景观鱼池水底，所述污水吸入装置开设有可吸入污水之进水口，其出水处连通气水混合器，且其连通管路上装有可对水流进行磁化之磁化器，所述气水混合器设有一可与置于水面上或水中的臭氧发生器连通之气混室，所述气混室与净化器入水口连通，所述净化器入水口处还开设有可吸吮周围污水之多个入水口，净化器出水口位于河涌、湖泊、人工湖、喷泉、景观鱼池临近水面位置。
4、根据权利要求3所述的一体化潜水式光电磁河湖水净化装置，其特征在于：所述潜水电控箱包括TOC在线监测系统，PLC控制系统、紫外灯整流器、臭氧发生器整流器、直流电场整流器，所述TOC在线监测系统设有一用于检测水质状况的在线TOC监测头。
5、根据权利要求3所述的一体化潜水式光电磁河湖水净化装置，其特征在于：所述气水混合器入水口为密封连接于其底端之多孔板或网状连接片。
6、根据权利要求5所述的一体化潜水式光电磁河湖水净化装置，其特征在于：所述气水混合器出口与净化器底端之间距离为5-20cm。
7、根据权利要求3所述的一体化潜水式光电磁河湖水净化装置，其特征在于：所述臭氧发生器设有一外露于河湖水面上之空气进气口，所述气水混合器与臭氧发生器之间设有一可根据水位高低自动调节两者之间距离之滑动导气管。
8、根据权利要求3所述的一体化潜水式光电磁河湖水净化装置，其特征在于：所述净化器含有一可通入水流之净化腔，所述净化腔内壁镀有纳米二氧化钛膜，腔内设有直流电阳极，至少一石英套管和紫外灯管，所述直流电阳极置于净化腔下端且位于紫外灯管之间的中心位，紫外灯管套设于石英套管内，所述石英套管及紫外灯管直分别由灯管上支架法兰和灯管下支架固定，直流电阳极下端由灯管下支架固定，所述直流电阴极接头接于灯管上支架法兰上。
9、根据权利要求8所述的一体化潜水式光电磁河湖水净化装置，其特征在于：所述净化器内还设有一石英套管自动清洗机构，其包括一驱动器、与所述驱动器相连且可由其带动移动之伸缩推杆以及装于所述伸缩推杆上之清洗构件。
10、根据权利要求9所述的一体化潜水式光电磁河湖水净化装置，其特征在于：所述清洗构件包括至少一清洗盘，通过一导轨连杆与伸缩推杆相连，所述清洗盘上设有多个硅胶清洗环。
11、根据权利要求9所述的一体化潜水式光电磁河湖水净化装置，其特征在于：所述净化腔内壁对称设有两导轨滑槽，所述导轨连杆两端分别置于所述导轨滑槽内且沿该滑槽滑动。
12、根据权利要求7所述的一体化潜水式光电磁河湖水净化装置，其特征在于：所述臭氧发生器包括一腔体，所述腔体上端露出河湖水水面，且设有一空气进气口，所述滑动导气管与腔体连通，所述腔体内设有至少一臭氧发生管。
13、根据权利要求12所述的一体化潜水式光电磁河湖水净化装置，其特征在于：所述臭氧发生器腔体内还设有一臭氧导流管，位于各臭氧发生管之间，且与滑动导气管连通。
CN200810218262XA 2008-12-08 2008-12-08 一体化潜水式光电磁河湖水净化方法及装置 Expired - Fee Related CN101445307B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200810218262XA CN101445307B (zh) 2008-12-08 2008-12-08 一体化潜水式光电磁河湖水净化方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200810218262XA CN101445307B (zh) 2008-12-08 2008-12-08 一体化潜水式光电磁河湖水净化方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101445307A true CN101445307A (zh) 2009-06-03
CN101445307B CN101445307B (zh) 2011-01-12

Family

ID=40741237

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200810218262XA Expired - Fee Related CN101445307B (zh) 2008-12-08 2008-12-08 一体化潜水式光电磁河湖水净化方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101445307B (zh)

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101830619A (zh) * 2010-05-10 2010-09-15 杭州师范大学 一种原位控制富营养化水体底泥磷释放的方法
CN102372334A (zh) * 2010-08-17 2012-03-14 徐文龙 一种紫外光船舰压载水处理设备
WO2013020264A1 (zh) * 2011-08-05 2013-02-14 Huang Po Ju 一种喷射含臭氧的水气流的装置
CN103058468A (zh) * 2013-01-24 2013-04-24 李性伟 污水污泥分离净化一体装置
CN103896427A (zh) * 2014-01-28 2014-07-02 宗绪成 一体化污水速清反应器
CN105217709A (zh) * 2014-06-14 2016-01-06 周春江 一种多相催化氧化气浮装置
CN105347632A (zh) * 2015-12-21 2016-02-24 南京领先环保技术股份有限公司 一种原位生物生态水净化的方法及设备
CN105417642A (zh) * 2015-12-29 2016-03-23 哈尔滨工业大学 一种漂浮式的污水絮凝处理装置及采用该装置实现的储能方法
CN105920915A (zh) * 2016-04-13 2016-09-07 武汉美华禹水环境有限公司 一种低影响开发雨水系统的设计方法
CN107505182A (zh) * 2017-07-27 2017-12-22 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 一种海水溶解有机碳在线监测技术的水样前处理装置
CN108002493A (zh) * 2017-11-30 2018-05-08 西安理工大学 一种微管道循环磁化微咸水射流增氧装置
CN108383200A (zh) * 2018-05-10 2018-08-10 上海绿晟环保科技有限公司 一种河道污水净化处理装置
CN109384337A (zh) * 2017-08-11 2019-02-26 中国石油化工股份有限公司 石油烃污染地下水的修复设备和修复方法
CN112362845A (zh) * 2020-09-27 2021-02-12 南昌工程学院 一种用于沉沙池的水土流失坡面监测装置
CN113023904A (zh) * 2021-03-06 2021-06-25 戴林竹 一种污水治理用自动曝气提高微生物分解效率的辅助设备
CN114405300A (zh) * 2021-02-03 2022-04-29 谢志钦 超微细气泡产生装置
CN114735794A (zh) * 2022-05-10 2022-07-12 佛山市玉凰生态环境科技有限公司 一种铁碳微电解黑臭水体处理装置及工艺
CN115110498A (zh) * 2022-07-06 2022-09-27 江苏文水信息科技有限公司 一种大坝水库的水处理与引流系统及其方法

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101830619A (zh) * 2010-05-10 2010-09-15 杭州师范大学 一种原位控制富营养化水体底泥磷释放的方法
CN102372334A (zh) * 2010-08-17 2012-03-14 徐文龙 一种紫外光船舰压载水处理设备
WO2013020264A1 (zh) * 2011-08-05 2013-02-14 Huang Po Ju 一种喷射含臭氧的水气流的装置
CN103058468A (zh) * 2013-01-24 2013-04-24 李性伟 污水污泥分离净化一体装置
CN103896427A (zh) * 2014-01-28 2014-07-02 宗绪成 一体化污水速清反应器
CN103896427B (zh) * 2014-01-28 2016-08-03 宗绪成 一体化污水速清反应器
CN105217709B (zh) * 2014-06-14 2018-01-30 周春江 一种多相催化氧化气浮装置
CN105217709A (zh) * 2014-06-14 2016-01-06 周春江 一种多相催化氧化气浮装置
CN105347632A (zh) * 2015-12-21 2016-02-24 南京领先环保技术股份有限公司 一种原位生物生态水净化的方法及设备
CN105417642A (zh) * 2015-12-29 2016-03-23 哈尔滨工业大学 一种漂浮式的污水絮凝处理装置及采用该装置实现的储能方法
CN105920915A (zh) * 2016-04-13 2016-09-07 武汉美华禹水环境有限公司 一种低影响开发雨水系统的设计方法
CN107505182A (zh) * 2017-07-27 2017-12-22 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 一种海水溶解有机碳在线监测技术的水样前处理装置
CN107505182B (zh) * 2017-07-27 2020-01-14 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 一种海水溶解有机碳在线监测技术的水样前处理装置
CN109384337A (zh) * 2017-08-11 2019-02-26 中国石油化工股份有限公司 石油烃污染地下水的修复设备和修复方法
CN108002493A (zh) * 2017-11-30 2018-05-08 西安理工大学 一种微管道循环磁化微咸水射流增氧装置
CN108383200A (zh) * 2018-05-10 2018-08-10 上海绿晟环保科技有限公司 一种河道污水净化处理装置
CN112362845A (zh) * 2020-09-27 2021-02-12 南昌工程学院 一种用于沉沙池的水土流失坡面监测装置
CN114405300A (zh) * 2021-02-03 2022-04-29 谢志钦 超微细气泡产生装置
CN113023904A (zh) * 2021-03-06 2021-06-25 戴林竹 一种污水治理用自动曝气提高微生物分解效率的辅助设备
CN114735794A (zh) * 2022-05-10 2022-07-12 佛山市玉凰生态环境科技有限公司 一种铁碳微电解黑臭水体处理装置及工艺
CN115110498A (zh) * 2022-07-06 2022-09-27 江苏文水信息科技有限公司 一种大坝水库的水处理与引流系统及其方法
CN115110498B (zh) * 2022-07-06 2024-04-09 江苏文水信息科技有限公司 一种大坝水库的水处理与引流系统及其方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101445307B (zh) 2011-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101445307B (zh) 一体化潜水式光电磁河湖水净化方法及装置
CN101921017A (zh) 仿水草生物载体、聚氨酯复合材料及水质净化工艺
CN103420540B (zh) 一种基于稳定塘-生态廊道-人工湿地的尾水处理系统
CN106348548A (zh) 一种黑臭水体及富营养化水体的治理方法及装置与应用
CN102775025A (zh) 高效低能耗城镇生活污水处理系统
CN101723520A (zh) 静脉河道低污染水负荷削减的方法
CN108503136A (zh) 河道治理系统
CN103663693B (zh) 高氨氮浓度有机废水处理组合装置及方法
CN104787987B (zh) 一种利用工业废物进行湖泊富营养控制的装置和方法
CN105776733A (zh) 无重金属及化工污染河道旁路生态净水方法
CN207159053U (zh) 模块式污水处理系统
CN207158888U (zh) 浸入式黑臭水体原位处理装置
CN205527955U (zh) 复合强化生物膜装置
CN103553236B (zh) 一种地表水强化常规处理去除氨氮/藻类的工艺系统
CN104591392A (zh) 一种高氨氮低碳氮比养猪废水缓释碳源生化脱氮处理装置及其处理养猪废水的方法
CN107032501A (zh) 一种模拟生态净化富营养化河水的方法及设施
CN106007268A (zh) 高效处理黑臭水体以及河道黑臭水体的方法
CN101279805A (zh) 膜法饮用水处理工艺方法与设备
CN105084555A (zh) 一种以微生物法为主体的水体污染治理方法
CN202945124U (zh) 一种高效低能耗城镇生活污水处理系统
CN202945125U (zh) 一种回流式氧化塘农村污水处理装置
CN1300016C (zh) 一种河流湖泊的水净化方法及其专用造流曝气设备
CN204625450U (zh) 一种新型重污染河道原位水质净化系统
CN204897635U (zh) 一种城市湖泊富营养控制装置
CN100582028C (zh) 一种生物活化吸附曝气的污水处理与水回用方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: SHENZHEN DIDA WATER ENGINEERING CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: PENG YUNLONG

Effective date: 20111212

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20111212

Address after: 518000. Luohu District, Shenzhen, Guangdong, 49 West Village East 202

Patentee after: Shenzhen Dida Water Engineering Co., Ltd.

Address before: 518000 room 8, 802 dragon garden villa, Luohu District, Guangdong, Qingshui River, Shenzhen

Patentee before: Peng Yunlong

ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: PENG YUNLONG

Free format text: FORMER OWNER: SHENZHEN DIDA WATER ENGINEERING CO., LTD.

Effective date: 20150427

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20150427

Address after: 518000 Longgang, Guangdong District, Buji City, Guangdong Province, Bao Bao garden 2-807

Patentee after: Peng Yunlong

Address before: 518000. Luohu District, Shenzhen, Guangdong, 49 West Village East 202

Patentee before: Shenzhen Dida Water Engineering Co., Ltd.

ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: SHENZHEN QIANHAI ZHENGSHUI ENVIRONMENTAL INVESTMEN

Free format text: FORMER OWNER: PENG YUNLONG

Effective date: 20150629

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20150629

Address after: 518000 Guangdong city of Shenzhen province Qianhai Shenzhen Hong Kong cooperation zone before Bay Road No. 1 building 201 room A (located in Shenzhen Qianhai business secretary Co. Ltd.)

Patentee after: SHENZHEN QIANHAI ZHENGSHUI ENVIRONMENT INVESTMENT CO., LTD.

Address before: 518000 Longgang, Guangdong District, Buji City, Guangdong Province, Bao Bao garden 2-807

Patentee before: Peng Yunlong

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110112

Termination date: 20171208

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee