CN101967028A - 一种高效景观水体藻类、悬浮物、总磷净化系统集成工艺 - Google Patents

一种高效景观水体藻类、悬浮物、总磷净化系统集成工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种景观水体藻类、悬浮物、总磷净化系统集成工艺，综合运用物化吸附沉淀、物理磁性吸附、高效磁性分离净化、离心固液分离机理，经过絮凝剂、助凝剂和磁种吸附水中藻类、悬浮物、总磷等物质形成絮凝体，该絮凝体带有超级磁性，经过带有磁鼓的高效磁性分离净化装置，在水中被磁鼓吸附，再经过连续刮泥装置去除磁鼓表面的吸附物，即水中的这些藻类、悬浮物、总磷等被净化分离去除。同时，被刮下来的污泥经过离心分离脱水处理进入储泥间。本发明污水净化工艺停留时间短，速度快，占地面积小，实现高效快速净化景观水体中的水华物质藻类、悬浮物、总磷，从而有效控制水体水质，避免发生水体滋生藻类而发生富营养化现象。

Description

一种高效景观水体藻类、悬浮物、总磷净化系统集成工艺
技术领域
本发明一种高效景观水体藻类、悬浮物、总磷净化系统集成工艺，属于污水水体净化技术领域。
背景技术
当前，水污染及水资源短缺已成为世界各国所面临的共同问题，对于发展中国家尤其如此。以我国为例，随着经济的高速发展，人民的生活水平也在不断的变化，但随之而来的污染问题也在加剧，大量生活污水未经处理或达不到排放标准就排入城市水体，导致水体富营养化及水华的产生。大量氮磷营养物质进入水体，促使自养型旺盛生长。随着富营养化的发展，藻类个体数量迅速增加，而种类却渐渐减少，藻类生长周期短，繁殖速度很快，而且死亡的水生生物在微生物的作用下分解，不断消耗氧，或者在厌氧条件下产生硫化氢，使水质不断恶化。由于水中的营养素被水生生物吸收后成为其机体的一部分，水生生物死亡后营养素又重新回到水体中再次被利用，从而形成营养物质的循环。藻类泛滥成灾不仅影响了水体景观及水产养殖的正常生产，而且藻类产生的藻毒素可使人体导致肝癌，构成对人类生存环境的威胁。
治理藻类泛滥是当今国内外科研人员正在探索的难题，处理方法大体可概括为：化学法、生物法和化学法。化学法主要是在藻类繁殖季节，投加化学药剂抑制藻类繁殖，主要是以次氯酸钠、硫酸铜等为主。使用化学药剂除藻，水体中被人为投入了额外的化学物质，虽然藻类被清除了，但是其残留下来的化学物质对水体环境具有很高的威胁。生物法主要是饲养一定的鱼类和水草或者应用其它生物控制藻类。物理法主要有机械捞藻法、挖泥法、换水法、过滤法和曝气法等。
发明内容
针对上诉问题，本发明的目的在于提供一种占地面积小，快速高效净化景观水体中的水华物质藻类、悬浮物、总磷，操作维护方便，避免由于水体滋生藻类而引发水体富营养化现象的污水处理生态系统。
为达到上述目的，本发明的技术解决方案为：
本发明一种景观水体藻类、悬浮物、总磷净化系统集成工艺，综合运用物化吸附沉淀、物理磁性吸附、高效磁性分离净化、离心固液分离机理，经过絮凝剂、助凝剂和磁种吸附水中藻类、悬浮物、总磷等物质形成絮凝体，该絮凝体带有超级磁性，经过带有磁鼓的高效磁性分离净化装置，在水中被磁鼓吸附，再经过连续刮泥装置去除磁鼓表面的吸附物，即水中的这些藻类、悬浮物、总磷等被净化分离去除。同时，被刮下来的污泥经过离心分离脱水处理进入储泥间。本发明污水净化工艺停留时间短，速度快，占地面积小，实现高效快速净化景观水体中的水华物质藻类、悬浮物、总磷，从而有效控制水体水质，避免发生水体滋生藻类而发生富营养化现象。
本发明是一种高效新型水处理工艺，其原理是当景观水体进入本工艺时，期间投加铁磁性物质、混凝剂和助凝剂，使悬浮物、胶体物质、藻类和总磷等形成可作用于磁场的微絮颗粒，然后通过磁力将其从水体中分离，整个过程约3min，磁粉可循环使用，回收率达99％。对于形成的微絮颗粒，通过磁场作用使其更容易分离，且无需反冲洗，污泥含水率低，流程短，设备占地面积小。
本发明主要构成
1.本发明水体高效磁分离净化系统构成
(1)土建部分
  编号     名称     结构形式     数量     备注
  1     设备间     全地下钢砼结构     1
  2     混凝反应器     钢砼结构     1
  3     污泥池     钢砼结构     1
  4     出水缓冲水池     钢砼结构     1
(2)设备部分
    编号     名称     数量     备注
    1     流量计 2台
    2     混凝反应搅拌机     2台
    3     混凝反应搅拌机     2台
    4     超磁分离机     2台     全不锈钢
    5     磁分离磁鼓     2台     全不锈钢
    6     PAC制投装置     2台
    7     PAM制投装置     2台
    8     加药计量泵 2台     精确计量
    9     污泥泵 2台     一用一备
    10     回水泵     3台
    11     超声波液位计     5支
    12     管道及阀门
    13     控制系统     集中控制
2、循环泵站
  编号   名称   数量   备注
  1   泵房土建   1   全地下钢砼结构
  2   泵   3台   潜污
  3   液位计   1支   钢砼结构
  4   电线电缆及控制
3、循环管道设施费用
Figure BSA00000206675000031
4、生态辅助设施
  编号   名称   备注
  1   提水曝气设备
  2   潜水推流曝气设备
  3   净化曝气船   含清除表面垃圾
  4   鱼苗、螺、蚌
本发明运行费用分析
1、药剂费
根据水体水质不同，混凝剂和助凝剂投加量稍有变化，长期运行情况下，一般PAC投加量、PAM投加量，则每吨水PAC费用为0.023元，PAM费用为0.022元，药剂费用0.045元/吨水。
2、电耗分析表
  编号   项目   运行时间
  1   进水泵   24h
  2   混凝反应搅拌机   24h
  3   超磁分离机   24h
  4   磁分离磁鼓   24h
  5   PAC制投装置   2h
  6   PAM制投装置   4h
  7   加药泵   24h
  8   污泥泵   24h
  9   回水泵   12h
按每度电0.6元计算，则每吨水电费0.05元。
3、直接运行费用
药剂费用+电费＝0.045+0.05＝0.095元/吨水
平面及高程布置
(具体位置和高程设计时确定。)
附图说明
图1为超磁分离景观水体净化工艺流程图
图2为高效景观水体藻类、悬浮物、总磷净化系统集成工艺设备结构示意图
图3为进水样本与出水样本对比图
具体实施方式
本发明一种高效景观水体藻类、悬浮物、总磷净化系统集成工艺主要采用絮凝物化沉淀和高效磁分离循环净化技术，同时结合综合技术措施确保水体水质，其工艺流程如下图所示(含人工体外循环净化技术和强化生态治理措施)：
Figure BSA00000206675000041
强化生态治理措施
Figure BSA00000206675000042
下面结合附图具体说明本实用新型：
如图1所示，待处理水体经过预处理后，进入混凝反应器，与一定浓度磁性物质混合均匀；
含有一定浓度磁性物质的水体，在混凝剂和助凝剂作用下，完成磁性物质与非磁性悬浮物的结合，形成微磁絮团；
经过混凝反应后，出水流入超磁分离设备，在高磁场强度下，形成的磁性微絮团由磁盘打捞带出水中，实现微磁絮团与水体的分离，出水悬浮物在7-8mg/L；
由磁盘分离出来的微磁絮团经磁回收系统实现磁性物质和非磁性污泥的分离，分离所得磁性物质回收再利用(回收率＞99.6％)，污泥进入污泥处理系统；
待处理水体从流入混凝反应器至超磁分离设备净化处理总的停留时间大约为3min左右，如图3所示，实现水体的快速净化；
进水本系统的湖水，水质参考一般人工景观水体，相对于地表Ⅴ类水体，由于污染物的积累及藻类的繁殖，具有高悬浮物、高磷酸盐浓度等特点。
表1地表水环境质量标准(GB3838-2002)
依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低依次划分为五类：
Ⅲ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区；
Ⅳ类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；
Ⅴ类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。
混凝反应设计参数
混凝反应3min，系统分两段反应，前段投加混凝剂和磁种反应时间1min，后段投加PAM反应时间2min，采用钢结构或钢筋混凝土结构。
PAC溶药及储药装置，PAC浓度10％，溶药装置保证每天12h运行所需要的药量。
PAM溶药及储药装置，PAM浓度2‰，溶药装置保证每天12h运行所需要的药量。
高效磁分离机
含有主电机、辅电机，钢结构设备。
磁回收及投加装置
有电机，钢结构设备，磁粉回收率：大于99％.
Figure BSA00000206675000052
Figure BSA00000206675000061
Figure BSA00000206675000062
Figure BSA00000206675000063
综合治理系统
湖体整体循环
建水体循环辅助系统，经过体外循环后，即经过本发明“高效景观水体藻类、悬浮物、总磷净化系统集成工艺”净化处理后，再补均匀充入湖体，以实现水清见底、无嗅无味、无蓝绿藻(无水华)，不影响居民感官，具有良好观赏性的设计目标。
本发明的高效净化设备和循环泵站(可以地埋式)在整个湖区一侧(具体位置根据实际水流方向定)，实现均匀取水的目的。湖水经过高效净化后进入该泵站，经过主管道和支管道，打入整个湖区的另一侧，实现均匀布水。
湖体局部微循环
因为湖体形状一般比较复杂，本发明在整个湖区的循环不畅的区域设置数台台提水曝气设备和数台潜水推流曝气设备，达到均匀循环的目的(具体数量和位置因湖形而定。)
其他综合措施
同时，本发明辅以净化曝气船在整个湖区进行运行管理工作，进行日常水面漂浮物(草叶、树叶、塑料袋等)，同时还能进行辅助曝气。

Claims (6)

1.一种景观水体藻类、悬浮物、总磷净化系统集成工艺，其特征在于：综合运用物化吸附沉淀、物理磁性吸附、高效磁性分离净化、离心固液分离机理，经过絮凝剂、助凝剂和磁种吸附水中藻类、悬浮物、总磷等物质形成絮凝体，该絮凝体带有超级磁性，经过带有磁鼓的高效磁性分离净化装置，在水中被磁鼓吸附，再经过连续刮泥装置去除磁鼓表面的吸附物，即水中的这些藻类、悬浮物、总磷等被净化分离去除。同时，被刮下来的污泥经过离心分离脱水处理进入储泥间。本发明污水净化工艺停留时间短，速度快，占地面积小，实现高效快速净化景观水体中的水华物质藻类、悬浮物、总磷，从而有效控制水体水质，避免发生水体滋生藻类而发生富营养化现象；
所述发明是一种高效新型水处理工艺，其原理是当景观水体进入本工艺时，期间投加铁磁性物质、混凝剂和助凝剂，使悬浮物、胶体物质、藻类和总磷等形成可作用于磁场的微絮颗粒，然后通过磁力将其从水体中分离，整个过程约3min，磁粉可循环使用，回收率达99％。对于形成的微絮颗粒，通过磁场作用使其更容易分离，且无需反冲洗，污泥含水率低，流程短，设备占地面积小.。
2.如权利要求1所述一种景观水体藻类、悬浮物、总磷净化系统集成工艺，其特征在于：待处理水体经过预处理后，进入混凝反应器，与一定浓度磁性物质混合均匀。
3.如权利要求1所述一种景观水体藻类、悬浮物、总磷净化系统集成工艺，其特征在于：含有一定浓度磁性物质的水体，在混凝剂和助凝剂作用下，完成磁性物质与非磁性悬浮物的结合，形成微磁絮团。
4.如权利要求1所述一种景观水体藻类、悬浮物、总磷净化系统集成工艺，其特征在于：经过混凝反应后，出水流入超磁分离设备，在高磁场强度下，形成的磁性微絮团由磁盘打捞带出水中，实现微磁絮团与水体的分离，出水悬浮物在7-8mg/L。
5.如权利要求1所述一种景观水体藻类、悬浮物、总磷净化系统集成工艺，其特征在于：
由磁盘分离出来的微磁絮团经磁回收系统实现磁性物质和非磁性污泥的分离，分离所得磁性物质回收再利用(回收率＞99.6％)，污泥进入污泥处理系统。
6.如权利要求1所述一种景观水体藻类、悬浮物、总磷净化系统集成工艺，其特征在于：
待处理水体从流入混凝反应器至超磁分离设备净化处理总的停留时间大约为3min左右，实现水体的快速净化。 
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