CN111039516B - 富营养化水体一体化修复装置 - Google Patents
富营养化水体一体化修复装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111039516B CN111039516B CN201911414753.6A CN201911414753A CN111039516B CN 111039516 B CN111039516 B CN 111039516B CN 201911414753 A CN201911414753 A CN 201911414753A CN 111039516 B CN111039516 B CN 111039516B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water
- oxygen
- mixed filler
- fluid mixer
- permanent magnet
- 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.)
- Active
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 198
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 79
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 79
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 79
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 44
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims abstract description 32
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 49
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 30
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 23
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 20
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 19
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 18
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 14
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 12
- 230000008602 contraction Effects 0.000 claims description 8
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 7
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 5
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 4
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 abstract description 3
- 239000003124 biologic agent Substances 0.000 abstract description 2
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 abstract description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 15
- 238000012851 eutrophication Methods 0.000 description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 7
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 7
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 6
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 description 6
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 238000005067 remediation Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- QJVKUMXDEUEQLH-UHFFFAOYSA-N [B].[Fe].[Nd] Chemical compound [B].[Fe].[Nd] QJVKUMXDEUEQLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005842 biochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010170 biological method Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- TUJKJAMUKRIRHC-UHFFFAOYSA-N hydroxyl Chemical compound [OH] TUJKJAMUKRIRHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 hydroxyl free radical Chemical class 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/001—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/48—Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/105—Phosphorus compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/16—Nitrogen compounds, e.g. ammonia
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/48—Devices for applying magnetic or electric fields
- C02F2201/483—Devices for applying magnetic or electric fields using coils
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2203/00—Apparatus and plants for the biological treatment of water, waste water or sewage
- C02F2203/006—Apparatus and plants for the biological treatment of water, waste water or sewage details of construction, e.g. specially adapted seals, modules, connections
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/08—Chemical Oxygen Demand [COD]; Biological Oxygen Demand [BOD]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/14—NH3-N
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/16—Total nitrogen (tkN-N)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
- C02F2305/02—Specific form of oxidant
- C02F2305/023—Reactive oxygen species, singlet oxygen, OH radical
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
本发明公开了一种富营养化水体一体化修复装置，其包括水泵、保护过滤器、流体混合器、超强磁化活氧装置、制氧机和微孔排放管，所述的水泵的出水口与保护过滤器的进水口连接，保护过滤器的出水口与流体混合器的进水口连接，流体混合器的出水口与超强磁化活氧装置的进水口连接，超强磁化活氧装置的出水口与微孔排放管的进水口连接，制氧机的出气口与流体混合器的进气口连接。本发明设备具有体积小、重量轻，占地面积少，操作简单、后期维护方便，处理效果明显、见效快，处理过程中不投加任何化学药剂或者生物制剂，无二次污染，不污染环境等优点。
Description
技术领域
本发明属于环保装置技术领域，尤其涉及一种富营养化水体一体化修复装置。
背景技术
随着经济的快速发展，人类生产活动对生态环境的影响越来越严重，特别是水生态环境的破坏尤为巨大。富营养化作为水体生态环境污染最为常见问题，其形成的主要原因是氮、磷等植物营养元素大量进入水体，导致藻类大量繁殖，水溶氧减少，水体透明度下降，水质急剧恶化，其它水生生物大量死亡，水体生态系统和水体功能受到阻碍和破坏。近年来，因为水体富营养化造成的物种、群落或生态系统结构的改变，生物间的相互关系改变，生物多样性功能降低等问题尤为严重，同时也对于人们的身体健康造成巨大的威胁。
据调查，国内有75％的湖泊处于富营养化状态，富营养化已经成为当前最迫切的环境污染问题之一，且全各地水体富营养化状况呈现出复杂性和多样性，因此使得仅依靠单一的物理、化学或生物方法无法达到水体彻底修复的生态要求，需将物理、化学和生物修复技术进行合理组合，形成的新的生态修复技术，而生态修复技术中最常用且必不可少是人工增氧技术。现有的人工增氧主要有喷泉曝气增氧、机械叶轮曝气、纳米微气泡增氧以及太阳能、风能曝气增氧等，这些技术或多或少均存在溶解氧含量低、溶氧持续停留时间短、氧利用率低等缺点，只能通过部分辅助水体中的微生物或者生物对水体进行净化，而做不到强氧化反应，去除难以分解的污染物。
针对这些问题，中国专利CN102267748B公开了一种修复富营养化水体的组合装置及方法，提出一种修复富营养化水体的技术方案，该技术方案是通过对富营养化水体进行细分子化超饱和溶氧处理后，再利用磁场力对富氧水流进行磁化，来实现氧在水中的浓度可达到50mg/L以上，氧的利用率可达到95％以上，水体中的产生强氧化剂H2O2。此方案中的磁化装置采用的磁铁产生的磁力强度仅是普通铁氧体磁铁的几十倍，显而易见在这样的磁场强度下很难对富氧水产生磁化效果，且产生强氧化剂H2O2。另外，一种修复富营养化水体的组合装置及方法的发明专利中涉及的“细分子化超饱和溶氧装置”技术相关的专利公开号为CN2877837Y，该发明提出了一种用于废水处理充氧的流体细化装置，装置主要采用射流和螺旋叶轮对流体进行切割，显而易见在这样简单且粗糙的机械切割下很难实现流体的纳米细化，也很难实现氧气超饱和的溶解于水中。
发明内容
基于背景技术存在的问题，本发明从生态学角度出发旨在提供一种富营养化水体一体化修复装置，该装置通过微分子化超强磁化活氧技术向富营养或衰老的水体中注入活氧水体，增强水体对外界环境的冲击缺乏缓冲处理能力，以达到长久的修复效果。
为了达到目的，本发明提供的技术方案为：
本发明提供一种富营养化水体一体化修复装置，其包括水泵、保护过滤器、流体混合器、超强磁化活氧装置、制氧机和微孔排放管，所述的水泵的出水口与保护过滤器的进水口连接，保护过滤器的出水口与流体混合器的进水口连接，流体混合器的出水口与超强磁化活氧装置的进水口连接，超强磁化活氧装置的出水口与微孔排放管的进水口连接，制氧机的出气口与流体混合器的进气口连接。
优选地，所述的流体混合器包括微分子化通道，所述的微分子化通道左端设有流体混合器进水口，右端设有流体混合器出水口，微分子化通道前端设有第一进气口，后端设有第二进气口；所述的微分子化通道内从左至右依次设有收缩段、喉管、气体分布仓、扩张段和中空混合单元，所述的收缩段左侧与流体混合器进水口连通，收缩段右侧通过喉管与扩张段连通，第一进气口和第二进气口与气体分布仓连通，气体分布仓通过喉管上的气体分布孔与喉管内部连通，所述的扩张段与中空混合单元连通。
优选地，所述的扩张段由多层导叶圈叠加组合而成，前后层导叶圈在顺方向的旋转角度上相差30°～45°。
优选地，所述的中空混合单元内设有金属波纹混合填料，金属波纹混合填料是由多层波纹镂空圆盘单元依次叠加组装而成，波纹镂空圆盘单元内设有圆柱体混合填料，前后层波纹镂空圆盘单元在顺方向的旋转角度上相差30°～45°。
优选地，所述的导叶圈上设有多个导叶片，导叶片上设有多个圆形微孔，导叶圈包括顺时针导叶圈和逆时针导叶圈，顺时针导叶圈和逆时针导叶圈交叉分布。
优选地，所述的圆柱体混合填料包括垂直圆柱体混合填料和水平圆柱体混合填料，垂直圆柱体混合填料和水平圆柱体混合填料交叉设置。
优选地，所述的超强磁化活氧装置包括环状壳体、水管、中空蜂窝混合填料、复合永磁圈和屏蔽圈，所述的水管设于环状壳体内，水管右端设有超强磁化活氧装置进水口，水管的左端设有超强磁化活氧装置出水口；所述的复合永磁圈套设在水管上，屏蔽圈套设在复合永磁圈上，屏蔽圈的外侧紧贴环状壳体的内侧壁，所述的中空蜂窝混合填料设于水管内。
优选地，所述的复合永磁圈由多个单层永磁圈叠加构成，前后两个单层永磁圈在顺方向的旋转角度上相差90°；所述的单层永磁圈由N极扇形永永磁体和S极扇形永永磁体组合而成。
优选地，所述的中空蜂窝柱形混合填料由多个单层蜂窝镂空圆盘单元依次叠加组装而成，单层蜂窝镂空圆盘单元内设有柱形混合填料，前后两个单层蜂窝镂空圆盘单元在顺方向的旋转角度上相差20°～30°。
优选地，所述的柱形混合填料包括垂直柱形混合填料和水平柱形混合填料，垂直柱形混合填料和水平柱形混合填料交叉设置。
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
1、本发明中的流体混合器体积小，造价低，无需其他能耗只需物理多级切割即可实现纳米级别的混合程度，将较大的水分子团细化到纳米级，分散成独立的单个小分子团，从微观上改变水分子的物理化学性质，使氧气能够超饱和溶解于水中，并提高氧的利用率，经处理后水体中的溶解氧含量高达50mg/L，氧的利用率高达98％。
2、本发明的超强磁化活氧装置可产生产生在8000-20000GS的超强磁场，结构稳定性高、空间磁场受力分布均匀，相比于强磁钕铁硼磁极而言成本较低，磁场作用的范围更大，磁场利用率更高，且强磁化活氧装置水流内管设有中空蜂窝柱状填料，可将水流分割为多股小流束，增大了水流和磁场的接触面积，增长水体磁化时间，使得水中的高浓度溶解氧转变成活性氧，并产生一定浓度的羟基自由基，磁化效果显著增加。
3、本发明的富营养化水体一体化修复装置具有设备体积小、重量轻，占地面积少，操作简单、后期维护方便，处理效果明显、见效快，处理过程中不投加任何化学药剂或者生物制剂，无二次污染，不污染环境等优点。
附图说明
图1为富营养化水体一体化修复装置的结构示意图；
图2为流体混合器的结构示意图；
图3为超强磁化活氧装置的结构示意图；
图4为顺时针导叶圈的结构示意图；
图5为逆时针导叶圈的结构示意图；
图6为金属波纹镂空圆盘单元的结构示意图；
图7为单层永磁圈的结构示意图；
图8为单层蜂窝镂空圆盘单元的结构示意图；
示意图中的标注说明：
1-水泵；2-保护过滤器；3-流体混合器；4-超强磁化活氧装置；5-制氧机；6-微孔排放管；30-中空混合单元；31-微分子化通道；32-流体混合器进水口；33-流体混合器出水口；34-第一进气口；35-第二进气口；36-收缩段；37-喉管；38-气体分布仓；39-扩张段；41-环状壳体；42-水管；43-中空蜂窝混合填料；44-复合永磁圈；45-屏蔽圈；301-金属波纹混合填料；371-气体分布孔；391-导叶圈；421-超强磁化活氧装置进水口；422-超强磁化活氧装置出水口；431-单层蜂窝镂空圆盘单元；432-柱形混合填料；441-单层永磁圈；442-N极扇形永永磁体；443-S极扇形永永磁体；3011-波纹镂空圆盘单元；3012-圆柱体混合填料；3013-垂直圆柱体混合填料；3014-水平圆柱体混合填料；3911-导叶片；3912-圆形微孔；3913-顺时针导叶圈；3914-逆时针导叶圈；4321-垂直柱形混合填料；4322-水平柱形混合填料。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本实施例涉及一种富营养化水体一体化修复装置，其包括水泵1、保护过滤器2、流体混合器3、超强磁化活氧装置4、制氧机5和微孔排放管6，所述的水泵1的出水口与保护过滤器2的进水口连接，保护过滤器2的出水口与流体混合器3的进水口连接，流体混合器3的出水口与超强磁化活氧装置4的进水口连接，超强磁化活氧装置4的出水口与微孔排放管5的进水口连接，制氧机6的出气口与流体混合器3的进气口连接。该装置中
如图2所示，所述的流体混合器3包括微分子化通道31，所述的微分子化通道31左端设有流体混合器进水口32，右端设有流体混合器出水口33，微分子化通道31前端设有第一进气口34，后端设有第二进气口35；所述的微分子化通道31内从左至右依次设有收缩段36、喉管37、气体分布仓38、扩张段39和中空混合单元30，所述的收缩段36左侧与流体混合器进水口32连通，收缩段36右侧通过喉管37与扩张段39连通，第一进气口34和第二进气口35与气体分布仓38连通，气体分布仓38通过喉管37上的气体分布孔371与喉管37内部连通，所述的扩张段39与中空混合单元30连通。氧气通过喉管37上的气体分布孔371进入喉管37内并与喉管37内的液体混合，混合后的气液进入扩张段39和中空混合单元30进行气液流体的纳米细化。
如图2、4、5所示，所述的扩张段39由多层导叶圈391叠加组合而成，前后层导叶圈391在顺方向的旋转角度上相差45°(即每次叠加需在前一层导叶圈391的基础上顺时针旋转30°)。所述的导叶圈391上设有三个导叶片3911，导叶片3911上设有多个圆形微孔3912，导叶圈391分为顺时针导叶圈3913和逆时针导叶圈3914，顺时针导叶圈3913和逆时针导叶圈3914交叉分布。
如图2和图6所示，所述的中空混合单元30内设有金属波纹混合填料301，金属波纹混合填料301是由多层波纹镂空圆盘单元3011依次叠加组装而成，波纹镂空圆盘单元3011内设有圆柱体混合填料3012，前后层波纹镂空圆盘单元3011在顺方向的旋转角度上相差30°(即每次叠加需在前一层波纹镂空圆盘3011的基础上顺时针旋转30°)。所述的圆柱体混合填料3012包括垂直圆柱体混合填料3013和水平圆柱体混合填料3014，垂直圆柱体混合填料3013和水平圆柱体混合填料3014交叉设置。
如图3所示，所述的超强磁化活氧装置4包括环状壳体41、水管42、中空蜂窝混合填料43、复合永磁圈44和屏蔽圈45，所述的水管42设于环状壳体41内，水管42右端设有超强磁化活氧装置进水口421，水管42的左端设有超强磁化活氧装置出水口422，超强磁化活氧装置进水口421与流体混合器出水口33连通，超强磁化活氧装置出水口422与微孔排放管6进水口连通；所述的复合永磁圈44套设在水管42上，屏蔽圈45套设在复合永磁圈42上，屏蔽圈45的外侧紧贴环状壳体41的内侧壁，所述的中空蜂窝混合填料43设于水管42内。
如图3和图7所示，所述的复合永磁圈44由多个单层永磁圈441叠加构成，前后两个单层永磁圈441在顺方向的旋转角度上相差90°(即每次叠加单层永磁圈441需要在前一个单层永磁圈441的基础上顺时针旋转90°)；所述的单层永磁圈441由N极扇形永永磁体442和S极扇形永永磁体443组合而成。
如图3和图8所示，所述的中空蜂窝柱形混合填料43由多个单层蜂窝镂空圆盘单元431依次叠加组装而成，单层蜂窝镂空圆盘单元431内设有柱形混合填料432，前后两个单层蜂窝镂空圆盘单元431在顺方向的旋转角度上相差20°(即每次叠加单层蜂窝镂空圆盘单元431需要在前一个单层蜂窝镂空圆盘单元431的基础上顺时针旋转20°)。所述的柱形混合填料432包括垂直柱形混合填料4321和水平柱形混合填料4322，垂直柱形混合填料4321和水平柱形混合填料4322交叉设置。
本发明的工作原理是：
(1)流体细化
流体射流：制氧机5产生的氧气从第一进气口34和第二进气口35进入气体分布仓38，水体通过水泵1进入保护过滤器2过滤后，从流体混合器进水口32进入微分子化通道31，经过收缩段36进入喉管37，由于喉管37部位的过流面积突然缩小，使得引发水体流速迅速增大，根据伯努利定律可知流速的增大会伴随水体压力的降低，在喉管37右侧形成负压，从而将气体分布仓38的氧气自吸入水体中进行混合，能够将气体和液体均匀混合，然后经由扩张段39射流而出。
机械切割：经扩张段39射流而出的溶氧水体具有一定的流速，在湍流的状态下，推动导叶圈391进行旋转切割、碰撞再切割，这一反复切割使大分子溶氧水簇细化为小分子溶氧水团，增加了氧与水的接触面积，随后小分子溶氧水团在金属波纹混合填料301的作用下进行再次细化切割，使得氧气与水的混合程度达到纳米级，从微观上改变水分子的物理化学性质，确保氧气超饱和溶解于水中。并且此时，在金属波纹混合填料301所在的微分子化通道31内形成了一定的压力，从而促进逸散的气体进一步溶解到水体中，使溶解氧达到超饱和的状态。
(2)富氧水磁化
富氧水以一定速度通过超强磁化活氧装置进水口421进入水管42内，在复合永磁圈44的磁场作用下，两磁极之间的磁力线向流经的水体增磁，通过磁力线的切割使得水分子的氢键发生断裂，从而产生一定浓度的具有强氧化效果的羟基自由基，同时还可改变水体的理化性质，提高渗透压和表面张力，提高氧的活性，提升水体中原有生物种群的活性、生长速率，从而加速对水体中污染物的分解。
(3)污染物去除
生化反应：经装置处理的水体从微孔排放管6中流出，水体的溶解氧含量在50mg/L以上，在好氧微生物的作用下，水体中的可生化污染物如COD、氨氮、TN被快速分解并转化为自身能量，而水中的TP则通过聚磷菌的作用被富集在微生物体内。
氧化反应：水体中的羟基自由基具有强氧化性，不仅可以氧化水中的COD和NH4，可以有效的去除水中难以生化反应的污染物。
经实验对水体富营养化水体一体化修复装置的增氧效果进行分析，用烧杯取微孔排放管6出口的水样进行增氧效果评定，结果表明经富营养化水体一体化修复装置处理之后的水体，水中的氧气浓度将大幅度提高，水体溶解氧含量高达50mg/L，氧的利用率高达98％以上，相比于微孔曝气利用率的20％～40％，该原位修复装置可将氧超饱和的溶解在水体中，给水中的微生物提供一个良好的生存环境，从而促进微生物的大量繁殖，达到降低水体中各种污染物，改善水体生态环境的目的。
经实验对水体富营养化水体一体化修复装置的水体磁化效果进行分析，结果表明该原位修复装置产生的磁场强度在8000-20000GS之间。通过检测孔排放管7出口的水样发现富营养化水体在强磁场力的作用下，可以增强氧的活性，还可产生具有强氧化效果的-OH，同时还对水体中藻类和有害微生物起到一定的抑制作用；
经实验对水体富营养化水体一体化修复装置的污染物去除效果进行分析。实验采用V类水质标准的模拟废水，进行水体富营养化水体一体化修复装置的污染物去除效果的验证，检测指标主要包括：COD、BOD5、TP、TN、氨氮。
装置处理水体前后各检测指标结果详见表1水质指标
表1水质指标
结果表明：经富营养化水体一体化修复装置治理后的水体水质明显变好，水质由原来的V类提高到II类。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种富营养化水体一体化修复装置，其特征在于：其包括水泵、保护过滤器、流体混合器、超强磁化活氧装置、制氧机和微孔排放管，所述的水泵的出水口与保护过滤器的进水口连接，保护过滤器的出水口与流体混合器的进水口连接，流体混合器的出水口与超强磁化活氧装置的进水口连接，超强磁化活氧装置的出水口与微孔排放管的进水口连接，制氧机的出气口与流体混合器的进气口连接；
所述的流体混合器包括微分子化通道，所述的微分子化通道左端设有流体混合器进水口，右端设有流体混合器出水口，微分子化通道前端设有第一进气口，后端设有第二进气口；所述的微分子化通道内从左至右依次设有收缩段、喉管、气体分布仓、扩张段和中空混合单元，所述的收缩段左侧与流体混合器进水口连通，收缩段右侧通过喉管与扩张段连通，第一进气口和第二进气口与气体分布仓连通，气体分布仓通过喉管上的气体分布孔与喉管内部连通，所述的扩张段与中空混合单元连通；
所述的扩张段由多层导叶圈叠加组合而成，前后层导叶圈在顺方向的旋转角度上相差30°～45°；所述的导叶圈上设有多个导叶片，导叶片上设有多个圆形微孔，导叶圈包括顺时针导叶圈和逆时针导叶圈，顺时针导叶圈和逆时针导叶圈交叉分布；
所述的中空混合单元内设有金属波纹混合填料，金属波纹混合填料是由多层波纹镂空圆盘单元依次叠加组装而成，波纹镂空圆盘单元内设有圆柱体混合填料，前后层波纹镂空圆盘单元在顺方向的旋转角度上相差30°～45°；
所述流体混合器的工作方法为：
流体射流：制氧机产生的氧气从第一进气口和第二进气口进入气体分布仓，水体通过水泵进入保护过滤器过滤后，从流体混合器进水口进入微分子化通道，经过收缩段进入喉管，在喉管右侧形成负压，从而将气体分布仓的氧气自吸入水体中进行混合，能够将气体和液体均匀混合，然后经由扩张段射流而出；
机械切割：经扩张段射流而出的溶氧水体具有一定的流速，在湍流的状态下，推动导叶圈进行旋转切割、碰撞再切割，这一反复切割使大分子溶氧水簇细化为小分子溶氧水团，增加了氧与水的接触面积，随后小分子溶氧水团在金属波纹混合填料的作用下进行再次细化切割，使得氧气与水的混合程度达到纳米级，从微观上改变水分子的物理化学性质，确保氧气超饱和溶解于水中；并且此时，在金属波纹混合填料所在的微分子化通道内形成了一定的压力，从而促进逸散的气体进一步溶解到水体中，使溶解氧达到超饱和的状态。
2.根据权利要求1所述的富营养化水体一体化修复装置，其特征在于：所述的圆柱体混合填料包括垂直圆柱体混合填料和水平圆柱体混合填料，垂直圆柱体混合填料和水平圆柱体混合填料交叉设置。
3.根据权利要求1所述的富营养化水体一体化修复装置，其特征在于：所述的超强磁化活氧装置包括环状壳体、水管、中空蜂窝混合填料、复合永磁圈和屏蔽圈，所述的水管设于环状壳体内，水管右端设有超强磁化活氧装置进水口，水管的左端设有超强磁化活氧装置出水口；所述的复合永磁圈套设在水管上，屏蔽圈套设在复合永磁圈上，屏蔽圈的外侧紧贴环状壳体的内侧壁，所述的中空蜂窝混合填料设于水管内。
4.根据权利要求3所述的富营养化水体一体化修复装置，其特征在于：所述的复合永磁圈由多个单层永磁圈叠加构成，前后两个单层永磁圈在顺方向的旋转角度上相差90°；所述的单层永磁圈由N极扇形永磁体和S极扇形永磁体组合而成。
5.根据权利要求3所述的富营养化水体一体化修复装置，其特征在于：所述的中空蜂窝混合填料由多个单层蜂窝镂空圆盘单元依次叠加组装而成，单层蜂窝镂空圆盘单元内设有柱形混合填料，前后两个单层蜂窝镂空圆盘单元在顺方向的旋转角度上相差20°～30°。
6.根据权利要求5所述的富营养化水体一体化修复装置，其特征在于：所述的柱形混合填料包括垂直柱形混合填料和水平柱形混合填料，垂直柱形混合填料和水平柱形混合填料交叉设置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911414753.6A CN111039516B (zh) | 2019-12-31 | 2019-12-31 | 富营养化水体一体化修复装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911414753.6A CN111039516B (zh) | 2019-12-31 | 2019-12-31 | 富营养化水体一体化修复装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111039516A CN111039516A (zh) | 2020-04-21 |
| CN111039516B true CN111039516B (zh) | 2024-01-16 |
Family
ID=70242630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911414753.6A Active CN111039516B (zh) | 2019-12-31 | 2019-12-31 | 富营养化水体一体化修复装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111039516B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113620514B (zh) * | 2021-07-30 | 2022-12-06 | 蓝淼科技(广州)有限公司 | 一种去除药残的养殖水处理方法及系统 |
| CN115403132B (zh) * | 2022-10-11 | 2024-02-23 | 华能青岛热电有限公司 | 一种海水源循环水的溶解氧快速提升系统及工艺 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2810731Y (zh) * | 2005-06-07 | 2006-08-30 | 吴镇霖 | 臭氧水机混合器 |
| CN102267748A (zh) * | 2011-07-21 | 2011-12-07 | 扈乃维 | 一种修复富营养化水体的组合装置及方法 |
| CN104628209A (zh) * | 2014-11-22 | 2015-05-20 | 董宜昌 | 活氧磁化机 |
| CN207108612U (zh) * | 2017-08-17 | 2018-03-16 | 北京中科宇清环保有限公司 | 用于城市河道修复的一体化装备 |
| CN211999328U (zh) * | 2019-12-31 | 2020-11-24 | 浙江正洁环境科技有限公司 | 一种富营养化水体一体化修复装置 |
-
2019
- 2019-12-31 CN CN201911414753.6A patent/CN111039516B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2810731Y (zh) * | 2005-06-07 | 2006-08-30 | 吴镇霖 | 臭氧水机混合器 |
| CN102267748A (zh) * | 2011-07-21 | 2011-12-07 | 扈乃维 | 一种修复富营养化水体的组合装置及方法 |
| CN104628209A (zh) * | 2014-11-22 | 2015-05-20 | 董宜昌 | 活氧磁化机 |
| CN207108612U (zh) * | 2017-08-17 | 2018-03-16 | 北京中科宇清环保有限公司 | 用于城市河道修复的一体化装备 |
| CN211999328U (zh) * | 2019-12-31 | 2020-11-24 | 浙江正洁环境科技有限公司 | 一种富营养化水体一体化修复装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111039516A (zh) | 2020-04-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111039516B (zh) | 富营养化水体一体化修复装置 | |
| CN105174347A (zh) | 一种结合曝气管、曝气器的旋转曝气装置 | |
| CN204958480U (zh) | 吸附-电解-曝气协同一体化处理富营养化水体的装置 | |
| CN2791033Y (zh) | 一种造流曝气灭藻装置 | |
| CN109052631B (zh) | 流动态或大型黑臭水体的长效处理装置 | |
| CN109081422B (zh) | 一种利用臭氧和微量过氧化钙去除水体中低浓度氨氮的方法 | |
| CN102491510B (zh) | 一种上流式好氧生物反应器 | |
| CN109970168B (zh) | 一种适用于黑臭水体处理的系统与方法 | |
| CN105060412B (zh) | 吸附‑电解‑曝气协同一体化处理富营养化水体的装置 | |
| CN204185345U (zh) | 一种生物滤池装置 | |
| CN211999328U (zh) | 一种富营养化水体一体化修复装置 | |
| CN106007022B (zh) | 一种采用微纳米气泡处理污水的装置及方法 | |
| CN102701456B (zh) | 污水微纳米活能氧处理方法 | |
| CN112759180A (zh) | 一种微纳米气泡生态修复污水河道的方法 | |
| CN205527814U (zh) | 射流曝气污水处理装置 | |
| CN101973626B (zh) | 微孔曝气变速氧化沟 | |
| CN105836872A (zh) | 可提高水体臭氧微气泡传质效率的电晕等离子体活化法 | |
| EP3290104A1 (en) | Equipment and process for massive dissolution of gases in liquids | |
| JP6047518B2 (ja) | 水質改善方法及びその装置 | |
| CN207276362U (zh) | 一种河道湖泊水治理专用水体修复一体机设备 | |
| CN107473365B (zh) | 一种高能氧发生装置及水处理系统 | |
| CN216336796U (zh) | 一种污染水体深度除磷系统 | |
| CN202272752U (zh) | 一种利用等离子体技术处理难降解有机废水的装置 | |
| CN209989122U (zh) | 一种适用于黑臭水体处理的系统 | |
| CN117023766A (zh) | 一种超微细气泡耦合臭氧发生器的废水处理系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Xiang Hai Inventor after: Lan Peiqiang Inventor after: Liu Qian Inventor after: Zheng Fei Inventor before: Lan Peiqiang Inventor before: Liu Qian Inventor before: Xiang Hai Inventor before: Zheng Fei |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |