CN101913724B - 一种用于处理富营养化水体蓝藻的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于处理富营养化水体蓝藻的装置，反应池内壁上固定超声波除藻仪，反应池侧上部且与水面相对应高度处连接有集藻管，反应池另一侧外部设有增压泵，增压泵输入端通过管道连通反应池，输出端通过管道和流量计连通水力空化射流装置；水力空化射流装置的一端由法兰固定连接反应池，该端端口为射流进口，射流进口与反应池连通，另一端连通回流管始端，该另一端端口为射流出口；射流进口和射流出口间连通两个对称布置且朝向中间渐缩的渐缩管，中间渐缩部分形成喉管，喉管连通加压管的一端。本发明将超声除藻、水力空化射流工艺结合在一个装置内完成，对改善底质、调节水温层以及微生物提供氧气起到良好的作用，达到去除藻类的目的。

Description

一种用于处理富营养化水体蓝藻的装置

技术领域

本发明涉及一种水体处理装置，特指用于处理水体富营养化中蓝藻的装置。

背景技术

富营养化水体藻类的处理大多采用化学药剂法、气浮法或直接过滤除藻等常规处理工艺，需较大的占地面积，除藻效率不高，出水水质不稳定，尤其是采用化学药剂法除藻时对藻类以外的其它生物会发生毒害作用，易产生二次污染。

由于富营养化水体藻类细胞结构的特殊性，即细胞内具有气囊这一特性满足超声抑藻除藻的一项机理，所以采用超声波方法处理藻类，利用藻细胞内的气囊作为空化泡的空化核借以处理藻类，但超声波方法主要侧重去除藻类中的蓝藻和部分绿藻，对其它水质指标的去除效果一般，仍需要使用其它处理工艺才可使出水水质达标排放。专利号为200710009856.5，公开号为CN101182054，名称为“一种通过超声波除藻的方法”，该方法利用超声波破坏藻类生长对数期时的关键生长组分而去除藻类，即向藻类释放频率为100KHz～1MHz，功率为0～200W的超声波，每次5～10分钟，每5天超声一次，该方法虽然对治理藻类水华具有很高的应用价值，但却无法克服超声波除藻效率低、易产生二次污染、经济成本高、藻类水体长期水质达标率较低的缺陷。

在利用水力空化射流工艺去除藻类时，采用脉冲射流发生器，但由于脉冲射流发生器的射流喷头的结构特点，使整个装置存在结构复杂，经济成本高等缺陷。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的缺陷，提出一种应用超声波与水力空化射流工艺相组合的处理富营养化水体中藻类的装置，实现除藻一体化，处理效率高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：由反应区和集水区两部分连接组成，反应区包括进水泵、进水阀和反应池，进水泵通过进水阀连通反应池一侧上部；集水区包括集水池，集水池下部设有出水阀，在所述反应池内壁上固定设置超声波除藻仪，在反应池的侧上部且与水面相对应高度处连接有集藻管，反应池另一侧外部设有增压泵，增压泵输入端通过管道连通反应池，输出端通过管道和流量计连通水力空化射流装置；所述水力空化射流装置由射流进口、法兰、加压管、喉管、渐缩管和射流出口组成，一端由法兰固定连接反应池，该端的端口为射流进口，该射流进口与反应池连通，另一端连通回流管的始端，该另一端的端口为射流出口；回流管的终端连通反应池的顶部，回流管的中间安装有回流阀；在所述射流进口和射流出口间连通两个对称布置且朝向中间渐缩的渐缩管，中间部分形成喉管，喉管连通加压管的一端，加压管的另一端连通增压泵的输出端，在反应池上设有溢流堰，溢流堰通过阀门连通集水区的集水池。

本发明的有益效果是：

1、本发明将超声除藻、水力空化射流工艺结合在一起，并在一个装置内完成，运用特殊频率的超声波所产生的震荡波作用于水藻外壁并使之破裂、死亡，以达到消灭水藻平衡水环境的目的。超声波引起的冲击波、射流、辐射压等可以破坏藻类气胞，在适当的频率下，气胞成为空化泡而破裂导致藻类死亡。处理单元小而紧凑，采用直流电，运行费用低，操作方便，安全性能高，可自动控制，给实际工程的应用提供了较好的可操作性。

2、整个工艺流程不需要投加任何絮凝剂，无需化学混凝所需复杂的加药设备和其它设备，可避免因化学药剂引起的二次污染，降低处理成本，简化操作要求。

3、适应能力强，可以应用到不同的富营养化水系。

4、该装置可以多次循环使用，占地面积小，克服了装置复杂、电耗大、噪音高、设备笨重等缺点。

5、结合传统射流原理和利用文丘里管构造机理，对改善底质、调节水温层以及微生物提供氧气起到良好的作用，达到去除藻类的目的。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

图1为本发明装置的结构示意图。

图2为图1中水力空化射流装置12的结构放大图。

图中：1.进水泵；2.进水阀；3.反应池；4.超声波除藻仪；5.支架；6.溢流堰；7.集藻管；8.回流管；9.回流阀；10.流量计；11.增压泵；12.水力空化射流装置；13.集水区包括阀门；14.集水池；15.出水阀；16.射流进口；17.法兰；18.加压管；19.喉管；20.渐缩管；21.射流出口。

具体实施方式

如图1，本发明由反应区和集水区两部分连接组成，反应区包括进水泵1、进水阀2、反应池3、超声波除藻仪4、支架5、溢流堰6、集藻管7、回流管8、回流阀9、流量计10、增压泵11和水力空化射流装置12。集水区包括阀门13、集水池14和出水阀15。

反应区中的进水泵1通过进水阀2连通反应池3一侧上部，富营养化水体经进水泵1和进水阀2进入反应池3，反应池3为一种矩形反应槽。在反应池3内壁上固定连接支架5，在支架5上设置超声波除藻仪4，超声波除藻仪4位于水面以下10～20cm，对进入反应池3中的水体进行超声除藻，超声波的功率、频率与反应池3的大小和藻类数量有关。处理后的藻类漂浮水面上，在反应池3的侧上部且与水面相对应高度处连接集藻管7，反应池3中漂浮水面的处理后的藻类经集藻管7排出。

增压泵11设置在反应池3另一侧外部，增压泵11的输入通过管道连通反应池3，增压泵11的输出通过管道以及安装在管道上的流量计10连通水力空化射流装置12。如图2，水力空化射流装置12由射流进口16、法兰17、加压管18、喉管19、渐缩管20和射流出口21组成。水力空化射流装置12一端由法兰17固定连接在反应池3上，该端的的端口为射流进口16，该射流进口与反应池3连通，另一端连通回流管8的始端，该另一端的端口为射流出口21。回流管8的终端连通于反应池3的顶部，在回流管8的中间安装有回流阀9。

在水力空化射流装置12的射流进口16和射流出口21之间连通两个渐缩管20，这两个渐缩管20对称布置，且朝向中间渐缩，形成喉管19。喉管19连通加压管18的一端，加压管18的另一端连通增压泵11的输出端，加压管18的直径小于增压泵11的输出端的管道直径，加压管18渐缩处管径在3～6mm以内。增压泵11出水后经过水力空化射流装置12的加压管18加压，随着加压管18直径渐缩变小以及渐缩管20的作用，使水体速度升高，并最终以极高的速度喷射出来，进而产生空化效应，破坏藻类细胞，同时，通过回流管8的水体循环流动可使水温层消失，并为微生物提供氧气，间接地抑制了藻类的大量繁殖。

在反应池3上安装溢流堰6，溢流堰6通过阀门13连通集水区的集水池14，集水池14为矩形反应槽，集水池14的出水口位于进水口的相对侧。处理过后的水体经溢流堰6通过阀门13进入集水池14，在集水池14的下部设置出水阀15以控制出水流量，由出水管经出水阀15排出。

本发明工作时，通过进水阀2控制水流，使其能以缓流进入反应池3，提高水流稳定性，从而控制反应池3水力停留时间，接通超声波除藻仪4的电源，经超声波连续超声，藻类在超声波强大的机械效应和空化效应作用下，破碎藻类细胞膜与细胞核的结构与构型，同时在空化泡破裂时打破气囊而导致藻细胞失去控制浮动的能力，破碎的藻类会随微气泡上浮带至水面，死去的藻类通过集藻管7排出。由增压泵11出水通过水力空化射流装置12的加压管18，随着加压管18直径渐缩变小，液体以极高的速度在狭窄的喉管19中喷射出来，进而产生空化效应，在空化核周围集中的能量梯度足以使水分子结合键断裂，从而产生羟自由基和氢自由基，自由基可以攻击藻类，使藻类结构受到破坏，细胞裂解，最终导致其死亡。同时反应池3中的水体在增压泵11压力作用下，通过水力空化射流装置12的射流出口21，被回流管8重新回流到反应池3，达到进行多次水力空化反应。水力空化射流装置12的设计参数与反应池3水体流量大小有关。反应过后的水体从反应池3上端流入集水池13，最终通过出水口流出，最终达到除藻的目的。

Claims (3)

1.一种用于处理富营养化水体蓝藻的装置，由反应区和集水区两部分连接组成，所述反应区包括进水泵(1)、进水阀(2)和反应池(3)，进水泵(1)通过进水阀(2)连通反应池(3)一侧上部，所述集水区包括集水池(14)，集水池(14)下部设有出水阀(15)，其特征是：所述反应池(3)内壁上固定设置有超声波除藻仪(4)，所述反应池(3)的一侧上部且与水面相对应高度处连接有集藻管(7)，反应池(3)另一侧外部设有增压泵(11)，增压泵(11)输入端通过管道连通反应池(3)，输出端通过管道和流量计(10)连通水力空化射流装置(12)；所述水力空化射流装置(12)由射流进口(16)、法兰(17)、加压管(18)、喉管(19)、渐缩管(20)和射流出口(21)组成，水力空化射流装置(12)一端由法兰(17)固定连接反应池(3)，该端的端口为射流进口(16)，该射流进口(16)与反应池(3)连通，另一端连通回流管(8)的始端，该另一端的端口为射流出口(21)；回流管(8)的终端连通反应池(3)的顶部，回流管(8)的中间安装有回流阀(9)；所述射流进口(16)和射流出口(21)之间连通两个对称布置且朝向中间渐缩的渐缩管(20)，中间渐缩部分形成喉管(19)，喉管(19)连通加压管(18)的一端，加压管(18)的另一端连通增压泵(11)的输出端；反应池(3)上设有溢流堰(6)，溢流堰(6)通过阀门(13)连通集水区的集水池(14)。

2.根据权利要求1所述的一种用于处理富营养化水体蓝藻的装置，其特征是：所述加压管(18)的直径小于增压泵(11)输出端的管道直径。

3.根据权利要求1所述的一种用于处理富营养化水体蓝藻的装置，其特征是：所述超声波除藻仪(4)位于反应池(3)水面以下10～20cm处。

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