[发明专利]湖泊水体中富营养化物质移出方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于一种湖泊水体污染的治理技术与设备，具体是一种湖泊水体中富营养化物质移出方法和装置。

技术背景

水是保证人类生存、生活和生产的最基本条件，湖泊存储的淡水资源养育了世界上一半以上的人口，保证湖泊淡水资源安全是关系到人类社会生存和发展的大事。随着经济的发展，特别是在发展中国家的高速发展阶段，经济增长成为国家的首要目标，环境保护完全被忽略或者成为次要因素。在这种情况下，排放到湖泊中的污染物日益增多，而湖泊自身的净化能力越来越弱，湖泊富营养化程度日益严重。

中国湖泊富营养化产生最直接也是最严重的危害是湖泊水华泛滥。水华爆发造成自来水厂运行成本增加；在严重爆发时期甚至造成水厂停止供水；湖泊周边气味难闻；藻毒素影响周边普通居民饮用水质；湖泊中生物大面积死亡等等大问题，影响和威胁湖泊周边区域的稳定和发展。水华由于具有以下特征——单体尺寸小，随风向变化富集飘流，随温度变化爆发速度快，容易腐烂，腐烂之后产生的腐殖质产生异味，藻毒素不容易降解，腐烂后沉底造成淤积，并很快成为下一次爆发的养分供给等等，给湖泊生态带来巨大的危害。水华爆发的外因包括温度、光照和富营养化，温度和光照，主要受自然条件的影响，人类很难控制，但内因是氮磷超标。要想控制湖泊中水华爆发，最切实可行的办法就是减轻水体富营养化的程度。

减轻水体富营养化的根本途径是控制污染源。湖泊的污染源主要包括外源和内源，外源是指工业废水、农业面源、生活污染三方面，可以通过减排来控制；内源主要是指湖泊中多年沉积污泥的释放。

目前，内源控制方法主要包括养殖消耗浮游生物；种植沉水植物修复周边的生态环境；人工曝气使水与底泥界面之间不出现厌氧层，抑制底泥中磷的释放；建造庞大引水工程，改造半封闭或完全封闭湖泊的水流状态；通过向湖水中投加化学物质来惰化磷元素；污泥固定化技术等等，但这些方法到目前为止还不能大规模应用或者不能达到快速解决的目的。在此情况下，中科院离子束生物工程学重点实验室提出絮凝磁分离法处理湖泊水的新工艺，能够快速移出水体中富营养化物质。本发明涉及一种工业化的湖泊氮磷藻移出技术和装置，利用磁场将弱磁性的混凝或吸附湖泊中的N、P、藻以及悬浮的有机质等富营养化物质的絮体移出水体。技术应用范围还包括城市景观水面净化、小村镇污水处理系统、污水处理厂等。

发明内容

本发明提供一种湖泊水体中富营养化物质移出方法和装置，此装置依靠特殊设计的浮床提供载体和动力，运用磁性絮凝剂混凝或吸附湖泊水体中富营养化物质形成弱磁性絮体，通过磁分离作用将絮体移出水面，达到无残留清除湖泊水体中富营养化物质的目的。

本发明技术方案如下：

湖泊水体中富营养化物质移出方法，其特征在于设计一浮床，浮床中间有一槽形水流渠道，浮床行走时，水流从渠道穿过，在渠道前端安装曝气装置，向水中冲入微小气泡，阻止水中杂质在渠道前端沉降；在曝气装置后根据检测到的水中的富营养化物质的浓度，向渠道中投放相应量的含有铁质的絮凝剂；然后再在投放絮凝剂后的渠道中设置搅拌浆，搅拌水流，使絮凝剂与水流充分接触；在搅拌浆后方的渠道中安装有转动磁盘，通过磁盘不断转动，吸附水流中的絮凝物质；在磁盘侧边设置刮板，磁盘转动时，刮板不断将磁盘上吸附的絮凝物质刮下，收集到污泥仓中；在磁盘后段的水流渠道中设置沉降槽或滤网，磁盘没有吸附的杂质通过其自身的重力作用沉淀到沉降槽中或者附着在滤网上，定期清除沉降槽或滤网上的杂质。

所述的渠道中设置的搅拌浆在渠道中先水平设置，再垂直设置。

通过监测絮凝剂投放后，在水流形成的絮体尺寸，来调整搅拌浆的搅拌强度，如絮体几何尺寸较小，则减小搅拌强度；如絮体几何尺寸较大，则增加搅拌强度；通过监测沿重力方向絮体的运动情况，判断絮体密实性，用来控制曝气装置的曝气量及工作参数。