CN206476779U - 一种螺旋藻养殖废水处理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种螺旋藻养殖废水处理系统，包括二氧化碳供应装置，二氧化碳投加装置，中和系统装置，管道和阀门；所述中和系统装置包括气浮池、调节池、水泵；所述二氧化碳供应装置包括低温液体储槽，空温式气化器和调压装置；低温液体储槽中储存的液态二氧化碳经空温式气化器气化后经过调压装置，然后进入二氧化碳投加装置和中和系统装置。本实用新型中，可根据水质情况自动投加适量的二氧化碳，一方面可实现自动化，另一方面可减少不必要的浪费；本实用新型废水处理安全、环保、成本低，且绿色环保。
Description
技术领域
本实用新型属于废水处理技术领域，具体涉及一种螺旋藻养殖废水处理系统。
背景技术
螺旋藻适合生长于pH＝9-11的碱性环境中，因此培养螺旋藻会产生pH＝9.0-10.3的碱性老化培养基废水。废水量500-600m3/d，最大水量约140m3/h。废水量较大，如简单处理排放对环境会造成巨大的污染。故目前，螺旋藻养殖废水一般进行处理后再回用。其中的关键技术pH调节常用的方法为采用31％浓盐酸或硫酸，在调节池进水口进行调节，调至约pH8.5，浓盐酸或浓硫酸用量为3-4kg/m3。
浓盐酸、浓硫酸调节pH,具有成本高，购买程序复杂，储存和使用危险性较大等不利因素，针对螺旋藻养殖废水的处理，还具有以下问题：1、处理后存在氯离子或硫酸根残留，废水盐度增高快，可反复处理次数少，且在废水处理过程中不易被除去，保留到回用水中，长期循环使用会影响螺旋藻的生长；2、浓盐酸、浓硫酸为强酸，在螺旋藻养殖废水的处理过程中，会将沉淀的重金属析出，从而增加螺旋藻回用水中重金属的含量，最终造成生产的螺旋藻粉重金属含量增加，甚至超标。
南昌大学郑洪力等人开发了一种多级膜分离技术处理螺旋藻养殖废水的方法，按照CN105838612A中的教导需要经过多次超滤膜装置进行过滤，根据螺旋藻物理大小的差异，采取孔径不同的滤布和膜等实现分离，达到处理螺旋藻废水的目的。该专利中仅是从物理分离的角度对螺旋藻从培养液中分离从而达到废水处理的目的，没有对废水本身进行处理。
所以开发一种安全、环保，低成本的螺旋藻养殖废水系统具有重大的经济意义。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服螺旋藻养殖废水处理中由于常规酸碱中导致含盐量大、重金属超标、成本高的问题，提供一种螺旋藻养殖废水处理系统。
根据本实用新型的第一个方面，本实用新型提供了一种螺旋藻养殖废水处理系统，包括以下部分：
包括二氧化碳供应装置，二氧化碳投加装置，中和系统装置，管道和阀门；所述中和系统装置包括气浮池，调节池，水泵；
所述二氧化碳供应装置包括低温液体储槽，空温式气化器和调压装置；低温液体储槽中储存的液态二氧化碳经空温式气化器气化后通过调压装置，通过调压装置输出的二氧化碳进入二氧化碳投加装置，再进到中和系统装置；
所述二氧化碳投加装置包括PLC控制器、流量控制系统以及流量计；
所述中和系统中气浮池与调节池通过DN150管道连接，气浮池出口处设置有输出管道与所述DN150管道连接；所述调节池的进水口处设置有pH计；
所述二氧化碳投加装置中的气态二氧化碳通过外径Φ15mm的输出管道输出，所述外径Φ15mm的输出管道与所述DN150管道前端连接；气态二氧化碳通过外径Φ15mm的输出管道进入DN150管道，再经过静态混合器与螺旋藻废水充分中和后进到调节池，调节池内在线pH计将检测数据反馈PLC控制器，PLC控制器通过pH计反馈数据自动调节二氧化碳投加量。所述外径Φ15mm的输出管道与DN150管道连接的连接端位于所述气浮池出口处输出管道与所述DN150管道连接端的后端；
所述外径Φ15mm的输出管道与DN150管道连接的连接端和调节池进水口之间设置有静态混合器；所述静态混合器用于二氧化碳和螺旋藻养殖废水的充分混合。
优选的，所述DN150管道长50-100米；
优选的，所述静态混合管长1500mm。
根据本实用新型的另一个方面，本实用新型提供了一种螺旋藻养殖废水处理方法，采用所述螺旋藻养殖废水处理系统进行废水处理。
具体的，采用所述螺旋藻养殖废水处理系统进行废水处理，包括以下步骤：
1)碱性螺旋藻养殖废水经气浮池处理后由气浮池出口处设置的输出管道通过水泵输送至DN150管道；
2)低温液体储槽中储存的液态二氧化碳经空温式气化器气化后通过调压装置，通过调压装置输出的二氧化碳进入二氧化碳投加装置，二氧化碳投加装置输出的气态二氧化碳通过外径Φ15mm的输出管道输送至DN150管道内；
3)步骤1)中的碱性螺旋藻养殖废水与步骤2)中的气态二氧化碳通过静态混合器进行混合并发生酸碱中和反应得中和废水，所述中和废水的pH小于9.0；
4)步骤3)中和反应处理后的螺旋藻养殖废水进入调节池。本实用新型降低了螺旋藻养殖废水的pH值，利于废水在调节池中发生生化反应。
优选的，步骤1)中所述碱性螺旋藻养殖废水pH为9.0-11.0，pH更有选为10.0-10.4；
步骤2)中二氧化碳投加装置中设置有PLC控制器，所述PLC控制器用于设定螺旋藻养殖废水目标中和值范围，收集调节池的进水口处pH和气浮池输出的螺旋藻养殖废水的流量；当调节池的进水口处pH值大于设定废水目标中和值范围的上限值，自动开启二氧化碳投加装置进行中和处理；当调节池的进水口处pH小于设定废水目标中和值范围的下限值自动关闭二氧化碳投加装置停止中和处理。
优选的，所述步骤1)中气浮池输出管道通过水泵至DN150管道的碱性螺旋藻养殖废水流量为50～60m3/h，二氧化碳投加装置输出的气态二氧化碳流量为60～100m3/h。本领域技术人员可以根据二氧化碳投加装置中实际设计的目标中和值，进行调节碱性螺旋藻养殖废水流量和气态二氧化碳流量。
优选的，步骤2)中通过调压装置输出的二氧化碳压力≤1.6Mpa；
优选的，步骤2)中二氧化碳投加装置输出的气态二氧化碳通过外径Φ15mm的输出管道输送至DN150管道，其中气态二氧化碳使用穿孔管逆流注入二氧化碳至DN150管道，即气态二氧化碳的加入方向与碱性螺旋藻养殖废水流经DN150管道的流向相反；本实用新型采取逆流添加气态二氧化碳，相当于增加了二氧化碳与碱性废水的接触面和接触时间，利于充分的混合，起到初步混合的目的。
本实用新型相对于现有技术具有以下优点：
二氧化碳与水反应后生成弱酸，可对螺旋藻养殖废水pH进行调节，还具有以下优点：
1、二氧化碳处理后废水盐度相对降低，废水回用次数增加。
2、采用二氧化碳调节pH，不会造成不必要的离子残留影响螺旋藻生长，相反，剩余的C元素，还可作为螺旋藻生长的碳源促进螺旋藻的生长。
3、二氧化碳与水反应后生成的碳酸为弱酸，不会导致沉淀中的重金属析出，从而不会导致螺旋藻重金属增加或超标。
4、本实用新型中，可根据水质情况自动投加适量的二氧化碳，一方面可实现自动化，另一方面可减少不必要的浪费。
5、二氧化碳液化后储存方便、使用相对环保、安全，且成本低，适用于大规模螺旋藻养殖。
附图说明
图1为本实用新型螺旋藻废水处理系统示意图：
其中1为气浮池，2调节池，3为水泵，4为低温液体储槽，5为空温式气化器，6为调压装置，7为PLC控制器，8为流量控制系统，9为流量计，10为DN150管道，11为静态混合器，12为pH计。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。
如附图1所示：
液态二氧化碳由低温液体储槽(4)气化器(5)换热转化为常温气态二氧化碳，经压力调节装置(6)后送往二氧化碳投加装置及中和系统，采用PLC控制器(7)控制二氧化碳加量。经过二氧化碳调节后的废水的PH通过PH测量仪将数据信息反馈给PLC控制器(7)，PLC控制器(7)通过信息指令二氧化碳投加装置确定二氧化碳投加量。二氧化碳(CO2)易溶于水形成碳酸(H2CO3)。碳酸是一种弱酸，在水中电离出H+、HCO3-和CO3 2-，电离出H+的量是由废水的pH值决定的。因此，二氧化碳具有平缓的中和曲线，不会造成使用无机酸经常出现的酸化过度的问题，无需精确的投加控制系统就能实现准确的pH值控制，同时废水处理过程中不会带入新的物质，处理后的中水比较适宜螺旋藻养殖用水。
实施例1
组1为采取盐酸进行中和螺旋藻养殖废水；组2为采取本实用新型系统和工艺进行处理的螺旋藻养殖废水；
组1：pH9.0的螺旋藻养殖废水，经气浮处理后由水泵输送至调节池，加入31％浓盐酸调节pH值，在管道出口处检测处理后废水的pH值。经全过程处理后的养殖回用水用于螺旋藻养殖。
组2：pH9.0的螺旋藻养殖废水，经气浮处理后由水泵输送至调节池，废水管道长度50米，管直径100mm，压力1.5bar，废水流速1.6m/s，在泵后管道内使用穿孔管逆流注入二氧化碳，并使用静态混合机混合，在管道出口处检测处理后废水的pH值。经全过程处理后的养殖回用水用于螺旋藻养殖。
实验结果：
(1)CO2处理和盐酸处理后出水质量检测结果
(2)CO2处理和盐酸处理后回用水生产数据统计(同步对比实验)
实施例2
组1：pH11的螺旋藻养殖废水，经气浮处理后由水泵输送至调节池，加入31％浓盐酸调节pH值，在管道出口处检测处理后废水的pH值。经全过程处理后的养殖回用水用于螺旋藻养殖。
组2：pH11的螺旋藻养殖废水，经气浮处理后由水泵输送至调节池，废水管道长度80米，管直径200mm，压力1.8bar，废水流速2.4m/s，在泵后管道内使用穿孔管逆流注入二氧化碳，并使用静态混合机混合，在管道出口处检测处理后废水的pH值。经全过程处理后的养殖回用水用于螺旋藻养殖。
实验结果：
(1)CO2处理和盐酸处理后出水质量检测结果
(2)CO2处理和盐酸处理后回用水生产数据统计(同步对比实验)
结果表明本实用新型废水处理系统和处理工艺成本低、废水处理效果好。
尽管已经详细描述了本实用新型的实施方式，但是应该理解的是，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对本实用新型的实施方式做出各种改变、替换和变更。
Claims (3)
1.一种螺旋藻养殖废水处理系统，包括二氧化碳供应装置，二氧化碳投加装置，中和系统装置，管道和阀门；所述中和系统装置包括气浮池(1)，调节池(2)，水泵(3)；
所述二氧化碳供应装置包括低温液体储槽(4)，空温式气化器(5)和调压装置(6)；低温液体储槽(4)中储存的液态二氧化碳经空温式气化器(5)气化后通过调压装置(6)，通过调压装置(6)输出的二氧化碳进入二氧化碳投加装置，再进到中和系统装置；
所述二氧化碳投加装置包括PLC控制器(7)、流量控制系统(8)以及流量计(9)；
所述中和系统装置中气浮池(1)与接调节池(2)通过DN150管道(10)连接，气浮池出口处设置有输出管道与所述DN150管道(10)连接；所述调节池(2)的进水口处设置有pH计(12)；
所述二氧化碳投加装置中的气态二氧化碳通过外径Φ15mm的输出管道输出，所述外径Φ15mm的输出管道与所述DN150管道(10)前端连接；气态二氧化碳通过外径Φ15mm的输出管道进入DN150管道(10)，再经过静态混合器(11)与螺旋藻废水充分中和后进到调节池(2)，调节池内在线pH计(12)将检测数据反馈PLC控制器(7)，PLC控制器(7)通过pH计(12)反馈数据自动调节二氧化碳投加量；所述外径Φ15mm的输出管道与DN150管道连接的连接端位于所述气浮池出口处输出管道与所述DN150管道连接端的后端。
2.根据权利要求1所述的螺旋藻养殖废水处理系统，其特征在于：所述DN150管道(10)长50-100米。
3.根据权利要求1所述的螺旋藻养殖废水处理系统，其特征在于：所述静态混合器(11)长1500mm。
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| CN201621449347.5U CN206476779U (zh) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | 一种螺旋藻养殖废水处理系统 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN106517403A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-03-22 | 云南绿A生物产业园有限公司 | 一种螺旋藻养殖废水处理系统及处理方法 |
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