CN110228882A - 一种富营养化水体的节能净化处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种富营养化水体的节能净化处理装置，包括船型体，所述船型体内设置有溢流导水墙，所述溢流导水墙将船型体分隔为氮磷处理区和汇水排水区，氮磷处理区设置有氮磷吸附模块，氮磷处理区底部连接有自动进水管，汇水排水区设置有太阳能潜水泵连接并控制的排水管。该装置通过进水管自动进水和太阳能潜水泵排水，在船型体周围形成面积较大的扰动水域，干扰破坏藻类生长繁殖环境，通过可再生氮磷模块吸附去除氮磷等富营养化元素，可将水体中的氮磷从水体中彻底去除。具有节能潜力大、有效抑制水体富营养化及实施方便等优点。

Description

一种富营养化水体的节能净化处理装置

技术领域

本发明涉及水处理领域，具体涉及一种对非流动性或流动性很差的受污染富营养化水体进行处理的节能处理装置。

背景技术

对于富含氮、磷等营养元素的湖库及缓流水体，在温度较高的季节，容易周期性的爆发高藻问题，并散发出较浓重的臭味，使其供水的水厂运行间歇性处于富营养状况，导致出水水质较差，尤其以平原水库为甚。

目前，针对湖泊水库藻类去除技术主要包括工程物理去藻、化学剂除藻、生物治理及生态修复技术除藻三大类。其中，工程物理技术多数方法耗能很大，其主要技术包括机械打捞、疏浚底泥、注水稀释、深层曝气、塑料板遮盖等方法，机械打捞主要用于藻类已爆发的末端治理，并且藻毒素危害已经发生，对水体已经带来危害；疏浚底泥工程量太大，如果疏浚厚度不合理，还会带来生态系统的破坏；深层曝气耗能巨大，塑料板遮盖可以影响藻类繁殖，但同时也影响了其他水生植物的光合作用等。化学技术主要是加入不同的药剂杀藻，或加入铁盐、硫酸铜或石灰等物质促进磷沉淀及脱氮，但是，该种方法不能最终将磷带走，只是促进磷的固化与沉淀，且带入新的化学成分进入水体，形成新的污染；生物治理及生态修复控藻技术主要有构造食物链的生物操纵技术、浮岛技术、人工湿地技术、利用工程菌、溶藻菌及复合菌等，其中，浮岛技术及人工湿地技术，费用昂贵，养护困难；各种菌制剂的应用，如果最终没有排泥的过程，磷等营养盐还是保留在水体里，难以根除。现有的生物操纵技术，是利用食物链原理，构建健康的生态循环系统，但从目前已有的专利来看，各种生物组合多缺少准确的试验数据支持。

因此，一种克服巨大能耗、且最大可能将氮磷等营养元素从水体中彻底去除的技术，是防治水体富营养化问题的关键。

发明内容

针对以上问题，本发明提供一种富营养化水体的节能净化处理装置， 该装置通过进水管自动进水和太阳能潜水泵排水，在船型体周围形成面积较大的扰动水域，干扰破坏藻类生长繁殖环境，通过可再生氮磷模块吸附去除氮磷等富营养化元素，可将水体中的氮磷从水体中彻底去除。具有节能潜力大、有效抑制水体富营养化及实施方便等优点。

一种富营养化水体的节能净化处理装置，其特征在于，包括船型体，所述船型体内设置有溢流导水墙，所述溢流导水墙将船型体分隔为氮磷处理区和汇水排水区，所述氮磷处理区设置有氮磷吸附模块，所述氮磷处理区底部连接有自动进水管，所述汇水排水区连接有排水管。

优选的，所述汇水排水区设置有太阳能排水系统，所述太阳能排水系统包括与排水管连接的潜水泵，所述潜水泵电连接有太阳能电池板。

优选的，所述太阳能电池板与潜水泵之间设置有防水箱，所述防水箱内依次设置有充电控制器、蓄电池和逆变器。

优选的，所述太阳能电池板通过立管与基板连接，所述基板设置于汇水排水区上部；所述防水箱与立管固定连接。

优选的，所述自动进水管的进水端放置于水面以下，自动进水管的出水端高于船型体底部，所述的出水端设置有控制进水的阀门及围绕出水端的散水装置。

优选的，所述进水管的出水端高于船型体底板13-15cm且低于船型体外部的水体表面18-20cm；所述氮磷吸附模块的堆放高度低于进水管出水端2-3cm，所述溢流导水墙的高度高于氮磷吸附模块1-1.5cm。

优选的，所述排水管的排水端，管径由粗变细。所述氮磷处理区的面积大于汇水排水区的面积。

优选的，所述氮磷吸附模块交替式放置于氮磷处理区，材料为沸石、生物陶粒、高炉钢渣、蛭石的一种或几种。

优选的，所述船型体的材质为木材或塑钢；所述的自动进水管及排水管的材质为PVC-U。

优选的，所述船型体周边设置有船型体固定装置，船型体可通过船型体固定装置固定于氮磷去除操作区内的非移动物体上或移动的船体上。

本发明的有益效果：

第一，本发明可以节约巨大能耗。本发明充分利用大气压强与液位差及太阳能，使进水管自动进水和潜水泵排水，在船型体周围形成面积较大的扰动水域，使非流动性或流动性很差的水体重新或加快运动，干扰破坏藻类生长繁殖环境，阻止藻类生长，是一种绿色、环保、节能的处理系统。

第二．本发明可以将氮磷等营养元素彻底从水体中去除。本发明在船型体内摆放可再生的氮磷模块，该氮磷模块能够吸附去除水体中的氮磷等富营养化元素，当吸附饱和后，可以将氮磷模块换掉，重新置换新的氮磷模块，从而便捷实现将氮磷等营养元素彻底从水体中带走，达到根治富营养化目的。

第三．在进水管出口端的散水装置可以实现均匀布水以及水体有效复氧；在排水管的末端设计管径由粗变细，可增大水的排除流速，使干扰水域范围进一步扩大，可以有效增大影响藻类生长繁殖的范围，避免藻类生长发育，从而抑制水体的富营养化。

第四．该处理系统简单便捷，可以根据需要，在水域多处布置，也可以固定于船体，随船体的移动实现灵活机动式处理，方便快捷。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的平面示意图；

图2是本发明的A-A剖面示意图；

图3是图2中防水箱的放大图；

图中：1.船型体，2.自动进水管，3. 氮磷吸附模块，4. 排水管，5.太阳能排水系统，11.船型体固定装置，12.溢流导水墙，13.汇水排水区，14.氮磷处理区，21.进水端，22.出水端，23.进水阀门，24. 散水装置，31. 氮模块，32. 磷模块，41. 吸水端，42. 排水端，43. 排水阀门，51太阳能电池板，52. 蓄电池，53. 充电控制器，54. 逆变器，55. 潜水泵，56. 电线，57. 防水箱，58. 基板，59. 立管，60.立管固定装置，61. 防水箱固定装置。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本发明提供如图1-3所示的一种富营养化水体的节能净化处理装置，船型体1的一端设置溢流导水墙12，所述溢流导水墙用来区隔氮磷处理区14与汇水排水区13，并使氮磷处理区14的处理水通过在溢流导水墙12处溢流进入汇水排水区13。在氮磷处理区14的底部中央位置设置自动进水管2，在船型体1内填充氮磷吸附模块3、在船型体1的一侧设置排水管4及与排水管相连接的太阳能排水系统5。

所述的船型体1周边设置有船型体固定装置11，船型体1可通过船型体固定装置11固定于氮磷去除操作区内的非移动物体上或移动的船体上。

所述的自动进水管2的进水端21放置于希望扰动的设计水深处，其进水深度与设计水深有关，自动进水管2的出水端22高出船型体底部13~15cm且低于水体表面18-20cm；自动进水管2在大气压强及液位差的作用下，可以无耗能的自动进水，并可通过阀门23控制进水量，进水管2的出水端22设置散水装置24，可以实现均匀布水及为水体富氧。自动进水管2的进水端21由于自动进水，对进水端附近水体形成扰动作用，可以破坏藻类需要的稳定的生长繁殖环境。进水的阀门23可以控制流量，通常处于打开的状态，使系统可以自动运行，但需要更换氮磷模块时，可以关闭阀门，停止进水。

填充在船型体1内的氮磷吸附模块3，是选择方便安装和拆卸的且易吸附氮的氮模块31和易吸附磷的磷模块32组成；可将氮、磷吸附模块交叉摆放于船型体1的进水区14，氮磷吸附模块3堆放的高度低于进水管出水口22约2-3cm，低于溢流导水墙12约1-1.5cm。

当进水管2进水且淹没氮磷吸附模块3之后，经吸附净化后的水通过溢流导水墙12排至汇水排水区13；吸附饱和之后的氮磷模块3，可以及时更换或重新装填新的吸附材料，并将原吸附材料移走，可实现氮磷从水体中彻底移除的目的。

所述的排水管4的吸水端41连接于太阳能排水系统5，其排水端42从船型体1侧边排入外面水体，其位置高于外面水体表面6~8cm，且排水端42有控制排水的阀门43，在排水端42的管径由粗变细，以增大出水压力，增强改变水流的动力，增大水的排除流速，使干扰水域范围进一步扩大，可以有效增大影响藻类生长繁殖的范围，避免藻类生长发育，从而抑制水体的富营养化。

阀门43可以控制排出流量的大小，通常系统自动运行，阀门43处于开的状态。

所述的太阳能排水系统5包括太阳能电池板51、蓄电池52、充电控制器53，逆变器54、潜水泵55及电线56；所述的太阳能电池板51通过电线56连接于所述充电控制器53的一端，所述充电控制器53的另一端通过电线56连接于蓄电池52的一端，所述蓄电池52的另一端通过电线56连接于所述逆变器54的输入端，所述逆变器54的输出端与所述潜水泵55连接；所述蓄电池52、充电控制器53及逆变器54设置于防水箱57内；所述太阳能电池板51的下端铺设有基板58，所述基板58固定于船型体1一端的上面，太阳能电池板1通过立管59和立管固定装置60与基板58连接，所述防水箱57通过防水箱固定装置61固定于立管上，此处的立管为不锈钢管，固定方式为螺纹连接或卡接。所述潜水泵55设置于船型体汇水排水区13的底部，当汇水淹没潜水泵之后启动潜水泵，实现汇水排水区往外界排水。

所述氮磷吸附模块的材料为沸石、生物陶粒、高炉钢渣、蛭石的一种或几种；所述船型体1的材质可以是木质或耐腐蚀、抗老化性能优异的塑钢材质；所述的自动进水管2及排水管4均选用抗老化能力好、耐腐蚀、可回收的PVC-U材质；进水管2的管径80-100mm，排水管4的管径为50-80mm，在排水端的管径由粗变细；所述氮磷模块3的外覆材质为易渗透、无毒、抗老化材料，所述太阳能潜水泵5及其元件选用市场成熟产品。

本发明的特点：一是通过进水管自动进水和太阳能潜水泵排水，在船型体周围形成面积较大的扰动水域，干扰破坏藻类生长繁殖环境；二是船型体内的易装卸可再生氮磷模块能够吸附去除氮磷等富营养化元素，可将水体中的氮磷从水体中彻底去除。具有节能潜力大、有效抑制水体富营养化及实施方便等优点。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种富营养化水体的节能净化处理装置，其特征在于，包括船型体（1），所述船型体内设置有溢流导水墙（12），所述溢流导水墙将船型体分隔为氮磷处理区（14）和汇水排水区（13），所述氮磷处理区（14）设置有氮磷吸附模块，所述氮磷处理区（14）底部连接有自动进水管（2），所述汇水排水区（13）连接有排水管（4）。

2.根据权利要求1所述的一种富营养化水体的节能净化处理装置，其特征在于，所述汇水排水区（13）设置有太阳能排水系统（5），所述太阳能排水系统（5）包括与排水管连接的潜水泵（55），所述潜水泵电连接有太阳能电池板（51）。

3.根据权利要求2所述的一种富营养化水体的节能净化处理装置，其特征在于，所述太阳能电池板（51）与潜水泵（55）之间设置有防水箱（57），所述防水箱内依次设置有充电控制器（53）、蓄电池（52）和逆变器（54）。

4.根据权利要求3所述的一种富营养化水体的节能净化处理装置，其特征在于，所述太阳能电池板（51）通过立管（59）与基板（58）连接，所述基板设置于汇水排水区（13）上部；所述防水箱与立管（59）固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种富营养化水体的节能净化处理装置，其特征在于，所述自动进水管（2）的进水端（21）放置于水面以下，自动进水管（2）的出水端（22）高于船型体（1）底部，所述的出水端（22）设置有控制进水的阀门（23）及围绕出水端（22）的散水装置（24）。

6.根据权利要求5所述的一种富营养化水体的节能净化处理装置，其特征在于，所述进水管（2）的出水端（22）高于船型体（1）底板13-15cm且低于船型体外部的水体表面18-20cm；所述氮磷吸附模块（3）的堆放高度低于进水管出水端（22）2-3cm，所述溢流导水墙（12）的高度高于氮磷吸附模块（3）1-1.5cm。

7.根据权利要求1所述的一种富营养化水体的节能净化处理装置，其特征在于，所述排水管（4）的排水端，管径由粗变细。

8.根据权利要求1所述的一种富营养化水体的节能净化处理装置，其特征在于，所述氮磷处理区（14）的面积大于汇水排水区（13）的面积。

9.根据权利要求1所述的一种富营养化水体的节能净化处理装置，其特征在于，所述氮磷吸附模块交替式放置于氮磷处理区，材料为沸石、生物陶粒、高炉钢渣、蛭石的一种或几种。

10.根据权利要求1所述的一种富营养化水体的节能净化处理装置，其特征在于，所述船型体（1）的材质为木材或塑钢；所述的自动进水管（2）及排水管（4）的材质为PVC-U。