CN110540268A - 一种电场除藻构筑物 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种给水处理系统中电场除藻构筑物。该构筑物是由稳压配水井、絮凝池、沉砂池和V型滤池组成，所述絮凝池和沉淀池上面分别设置电极板，电极板用绝缘支架支撑，正负电极板之间通过导线连接，并且接通直流电，沉淀池和絮凝池下面设有排泥管，排泥管上有单向阀，用于污泥排除。本发明利用藻类带负电荷，施以外加电场，从而使藻类沉淀，因为絮凝的时候颗粒物之间存在静电排斥力，添加电场，可以减少排斥力，提高絮凝效果，同时，絮凝池和沉淀池的水流方向设置为自下向上，通过水流的带动来增加絮凝沉淀效果。本发明絮凝沉淀池采用自上而下进水方式，利用重力作用使较大的颗粒物自行沉降。在底部设置有凹凸不平结构，在顶部设置出水管，在所述凹的位置设置排泥管，而且凹部分可以产生沉淀物汇集效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种水体净化装置，具体为一种电场除藻构筑物。
背景技术
水藻是水藻细胞通常带负电荷，其稳定性较强，极难凝聚。水处理中去除藻类的方法常采用物理、化学、生物法。其中的物理方法中常采用直接过滤法，活性炭吸附法，膜过滤发和混凝沉淀。
直接过滤法适用于浊度不高的原水，而且过滤条件不同，除藻效率大不一样，有的除藻效率只有31.5% ，有的除藻率达92%。
活性炭吸附效能受活性炭孔径、营养底物竞争性吸附和pH值的影响较大。
膜过滤法，随膜使用时间的延长，去除率下降。原因可能是膜表面的吸附位点达到饱和，同时被吸附的藻毒素分子与溶液中的藻毒素分子之间存在静电排斥。
混凝沉淀过程中，藻类细胞的胞内藻毒素，随水中藻类的去除而减少，但对已释放到水中的胞外藻毒素尚不能有效去除。
化学法去除藻类可能生成消毒副产物，增加饮用水的致突变性，并且因为化学元素之间的静电排斥力，去除效果也有影响。
生物法去除藻类，在实际应用中存在较多的问题，人为增加某些特殊菌群可能会引起当地生态系统失衡，或引入新物种威胁当地的生态环境安全。
现有用电场去除藻类的方法，大部分用于养殖业除藻类，生活饮用水，还没有涉及到。并且，现有技术采用高压脉冲电场去除藻类，它的工作原理是产生脉冲，破碎藻类，除藻后，藻类尸体残留过多，影响水质。如国家知识产权局于2004.5.26公开的一件公开号为CN1498856,名称为“一种脉冲电场处理蓝藻的方法”的发明。综上所述：直接过滤法和活性炭过滤法受到过滤条件的限制，在实际适用中过滤条件会变化，因此使用受限；膜过滤法要经常换膜，浪费时间，投入资金，经济性较差；化学法在给水中最常见，但会产生一些消毒副产物，还要去除消毒副产物，产生额外的经济费用。生物法不适合给水中，产生的微生物，不确定是否对人类有害。
发明内容
本创作之主要目的系在提供一种电场除藻构筑物，包括絮凝池和沉淀池，所述絮凝池和沉淀池通过管道和阀门相连，所述絮凝池顶部和底部分别设置电极板，所述絮凝池顶部的电极板连接直流电源负极，所述絮凝池底部电极板连接直流电源正极；所述絮凝池和沉淀池下面设置有排泥管。
优选的，所述絮凝池底部设置有凹凸不平结构，在所述凸的位置设置出水管，在所述凹的位置设置排泥管。
更优的，在絮凝池中设置有挡板，所述挡板倾斜设置，所述出水管延长线与所述挡板相交，相交点位于所述挡板靠近絮凝池底一侧的三分之一面积范围内。
优选的，所述的挡板为多块平行设置，所述絮凝池底部设置的凹凸不平结构中凹的部分为槽状结构，且所述槽状结构走向与所述挡板下边缘走向一致。
更优的，述絮凝池底部设置的凹凸不平结构中所述凸的部分为圆锥结构，所述出水管的轴线与所述圆锥的轴线重合。
更优的，所述的电极板表面设置绝缘材料包裹，所述的电极板通过绝缘支架固定。
优选的，所述排泥管设置有单向机构。
优选的，所述的沉淀池也设置有所述电极板，所述设置方式与絮凝池相同。
优选的，所述的沉淀池底部设置为有汇集效果的形状。
优选的，所述直流电源的电压为12v至220v。
本发明的原理和高压脉冲的不一样，本发明采用直流电使电极板产生电场，利用藻类带负电荷，迫使其沉淀，和污泥一起排除。由于绝大部分藻类都带负电荷，因此去除效果较佳，而且藻类带电运动时会吸引水中带正电的泥土等小颗粒杂质，因此藻类的沉淀还会进一步澄清水体。在构筑物方面，现有的絮凝池和沉淀池为了保障水体稳定，都是采取上侧进水，下侧出水；本构筑物与之相反，而且采用多个进水口，以及挡板等设置，可以形成轻柔的水体流动，一方面可以让水体混合更均匀，保证最大限度去除杂质，另一方面可以通过改变杂质运动路线增加其电势能，使其更快的沉降。
附图说明
附图1 为本发明提供一种给水处理系统中电场除藻构筑物的结构示意图
附图2排泥管连接示意图
附图3除藻效果图表
图中各标记如下：
1电源，2开关，3导线，4绝缘材料，51第一电极板，52第二电极板，6支架，71第一导管，72第二导管，73第三导管， 8絮凝槽体，9阀门，10沉淀槽体，11排泥管，12稳压配水井槽体，13V型滤池槽体，14挡板，15单向阀，16排泥口 17下水口
【实施方式】
为达成上述或其他目的及功效，本创作所采用之技术手段及构造，兹绘图就本创作较佳实施例详加说明其特征与功能如下，以利于完全了解。
实施例1提供一种给水处理系统中电场除藻构筑物及使用方法，所述构筑物由稳压配水井、絮凝池、沉淀池和V型滤池组成。
其中所述絮凝池为水泥构筑，高1.8m，宽3m，长4m，池中倾斜设置挡板14，所述挡板14倾斜60°，为混凝土材质，左右两端与池体连接，上下两端悬空，所述絮凝池池底截面呈锯齿状凹凸不平结构，所述锯齿高30cm，所述锯齿底部为凹部分，形成絮凝槽体8，所述絮凝槽体8底部设置排泥口16。
所述锯齿顶部形成凸部分，所述锯齿顶部距离所述挡板14下缘所在水平面3cm，所述第一导管71设置为从锯齿顶部出水，出水水流应喷射至两块平行设置的挡板14之间。
所述絮凝池顶部和底部设置有第一电极板51和第二电极板52，所述电极板为2mm厚铝板，覆盖水池面积，所述第一电极板51可以采取使用电木材质的支架6架空，如铝板强度不够，还可在铝板下设置绝缘材质的支撑物，形成类似顶棚结构，所述铝板外包裹绝缘橡胶形成的绝缘材料4，设置110伏直流电源，电极板用导线3与直流电源相连接；顶部的第一电极板51连接电源负极，负极与第一电极板51之间连接开关2，底部的第二电极板52连接电源正极。
在所述絮凝池与所述沉淀池之间设置第二导管，所述第二导管一端连接絮凝池上部，另一端连接沉淀池底部，所述沉淀池底部设置为锯齿状凹凸不平结构，（在其他实施例中也可设置为锥形，半球形等高低凸凹不平结构，所述低凹部分即产生所述的沉淀物汇集效果）所述锯齿高30cm，所述锯齿底部为凹部分，所述凹部分为沉淀槽体10，所述沉淀槽体10下设置排泥管11，所述的排泥管11还与所述絮凝槽体8底部设置排泥口16相连接，所述排泥管11上设置有单向阀15。
其运行方式为:水源水先进入稳压配水井12，由第一抽水泵经第一导管71压送至絮凝池，从锯齿顶部出水，出水水流应喷射至两块平行设置的挡板14之间，出水速度不大于1米每秒。
闭合开关2，连接电源此时第一电极板51带负电，第二电极板52带正电，水流冲刷在阻挡的挡板14上，在倾斜的挡板14之间均匀搅动并向上运动，水体中的带正电的杂质被带负电水藻吸附，在水流的带动下冲向带有同种电荷的第一电极板51，在同性相斥的作用下，水藻加速沿另一侧挡板14向下行进，当遇到第二电极板52的异性电荷时，水藻进一步加速，沉降到池底，并沿池底的倾斜角度汇集到絮凝槽体8内，最后藻类和底部的污泥，一同通过排泥口16进入排泥管11，因为水本身具有压力，因此并不需要附加动力，污泥就会顺下水口17排出，由于排泥管11设置有单向阀15，因此污泥并不会回流。
所述絮凝池与沉淀池通过第二导管相连接，第二导管一端连接絮凝池上部，设置在最高液面下30cm处，直径10cm，另一端连接沉淀池底部，变径为3cm细管，在此实施例中，所述沉淀池也设置有电极板，其装置与絮凝池类似，因此不再赘述。
由于沉淀池水面明显低于所述絮凝池，因此并不需要额外动力，即可达到让处理过的水由絮凝池流动到所述沉淀池之目的，此处需要指出的是：假如絮凝池进水速度小于第二导管径流速度，并不影响其运转，但当进水速度大于第二导管径流速度时，则会产生额外的效果：因为第一电极板51带负电荷，因此水体中一些较轻的中性杂质，以及一些带正电荷的杂质会漂浮至液面，这时假如液面高于了絮凝池上边缘，浮于液面的杂质就会随水流溢出，假如合理设置流速和溢出口就可以实现进一步的水体净化。
通过管路将沉淀池中的水引入V型滤池槽体13中进行进一步净化处理，即可得到符合要求的净化水。
本发明絮凝沉淀池外加电场，可与已有的直接过滤法相结合，以提高沉淀效果和沉淀物汇集效果。
本发明絮凝沉淀池也可以直接和膜过滤法相结合，因为过滤膜随着使用时间的延长，去除效率降低，原因可能是吸附的藻毒素分子和溶液中的藻毒素分子之间存在排斥力，本发明中添加电场后，可减少膜过滤法产生的静电排斥力，提高絮凝效果，延长膜使用寿命。
本发明除藻不需添加任何化学物质和细菌生物，真正做到了安全环保。
由于只是利用直流电形成的电场，并不像脉冲电流那样需要电解水体、击碎细胞，因此本发明除藻实际成本很低。
图3为实施例1在进行调试中取得的实验效果记录，有趣的是：除藻效果并不是随电压的增加和电极板的距离缩小呈线性分布的，其中当电压为110v，电极板距离为2m时，明显效果最好。究其原因，可能是当电压增大或者电极板距离缩小时会导致水藻所带电荷逆转，达到再平衡，反而难以沉淀。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种电场除藻构筑物，其特征在于，包括絮凝池和沉淀池，所述絮凝池和沉淀池通过管道和阀门相连，所述絮凝池顶部和底部分别设置电极板，所述絮凝池顶部的电极板连接直流电源负极，所述絮凝池底部电极板连接直流电源正极，所述絮凝池和沉淀池下面设置有排泥管。
2.如权利要求1所述的一种电场除藻构筑物，其特征在于，所述絮凝池底部设置有凹凸不平结构，在所述凸的位置设置出水管，在所述凹的位置设置排泥管。
3.如权利要求2所述的一种电场除藻构筑物，其特征在于，在絮凝池中设置有挡板，所述挡板倾斜设置，所述出水管延长线与所述挡板相交，相交点位于所述挡板靠近絮凝池底一侧的三分之一面积范围内。
4.如权利要求3所述的一种电场除藻构筑物，其特征在于，所述的挡板为多块平行设置，所述絮凝池底部设置的凹凸不平结构中凹的部分为槽状结构，且所述槽状结构走向与所述挡板下边缘走向一致。
5.如权利要求3所述的一种电场除藻构筑物，其特征在于，述絮凝池底部设置的凹凸不平结构中所述凸的部分为圆锥结构，所述出水管的轴线与所述圆锥的轴线重合。
6.如权利要求1至5任意一项所述的一种电场除藻构筑物，其特征在于，所述的电极板表面设置绝缘材料包裹，所述的电极板通过绝缘支架固定。
7.如权利要求1所述的一种电场除藻构筑物，其特征在于，所述的沉淀池也设置有所述电极板，所述设置方式与絮凝池相同。
8.如权利要求8所述的一种电场除藻构筑物，其特征在于，所述的沉淀池底部设置为有汇集效果的形状。
9.如权利要求1所述的一种电场除藻构筑物，其特征在于，所述直流电源的电压为12v至220v。
10.一种电场除藻的方法，其特征在于，所述除藻是使用1-5、7-9任意一项所述的一种电场除藻构筑物进行的。
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