[发明专利]扬水曝气强化化学除磷无动力自动定量投加水质改善装置

说明书

技术领域

本发明属于水环境治理技术范围，涉及抑制湖泊、水库底泥磷释放同时兼备短期应急去除大水深水库高负荷磷含量的水质改善装置，尤其涉及一种基于扬水曝气技术的强化化学除磷无动力自动定量投加的水质改善装置。

背景技术

目前我国大多数城市已经或者正在逐步将水库、湖泊等地表水做为城市的主要供水水源，湖泊和水库等水源地在我国城市供水中起着非常重要的作用，而由于水体磷含量较高引发的富营养化等问题日益突出，不仅直接影响到了城市饮用水的水质安全和城市水源的可持续利用，也大大增加了水处理成本。水库和湖泊水体具有容量大、水深大、流动性小等特点，容易形成水体分层现象，使下层水体溶解氧减少，处于缺氧或无氧状态，导致底泥中磷向水体溶解释放，引起上覆水磷含量升高。另一方面，当上游来水含磷量较高进入库区水体时，无论是植物吸收利用还是自然沉降速率都较为缓慢，无法将高浓度磷负荷快速降低。两方面因素引起的高含磷量给藻类等浮游植物提供了充足营养，加剧了水体富营养化。因此如何抑制底泥磷释放及快速安全有效降低水体磷含量成为控制湖泊、水库等水源水体水环境质量的一个关键。

现有的化学除磷技术(对于水源水体，考虑到饮用水的特殊性，所添加的药剂具有很大局限性，主要以水厂目前常用的混凝剂、助凝剂为主)，是指通过投加化学药剂使水中溶解态磷与所投加药剂重新结合生成溶解度较小的沉淀物沉淀从而达到去除的目的。混凝除磷是化学除磷的一种，指投加混凝剂、助凝剂等化学药剂，使水中颗粒物失稳、溶解态磷与铝盐、铁盐等重新结合聚集生长分离，最终达到去除的目的。现有的混凝技术用于水处理工艺单元，需设置特定的构筑物，由于该技术的应用必须保证必要充分的水体混合流动，使所投加药剂均匀混合，此外若使用混凝除磷法还需满足混凝动力学所需的流场条件，因此对于水源水库、湖泊等天然大水深水体，若没有有效的混合方式和混凝动力学所需流场条件保证则无法应用。申请人已授权的中国专利(专利号ZL200310117900.6)，名称为“多功能扬水曝气器”是一个竖直安装的直筒体，筒体进口接近水库(湖泊)底部，出口接近水面。在直筒体的下端附带一个曝气室和一个气室，曝气室中充满水，将压缩空气以小气泡的形式连续通入曝气室下部，气泡在曝气室上升的过程中与水接触，将氧气溶解到水中。气室位于曝气室的上部，为一半封闭腔室，收集来自曝气室的气泡，当气室充满空气后，气室中的气体在瞬间向直筒体释放，形成一个大的气弹，并迅速上浮，推动筒体中水体向上流动，从而使底层水流向表面，表层水被向下抽吸，形成上下层水体间的循环交换，达到混合上下水层的目的。该扬水曝气器能将表层水与底层水充分混合，破坏水体分层，同时向水体充氧，改善水体缺氧状态。

发明内容

本发明的目的在于，在现有技术基础上提供一种基于扬水曝气技术的强化化学除磷无动力自动定量投加水质改善装置，该装置不仅可以利用马氏瓶原理实现化学药剂的无动力定量投加和与扬水曝气运行相结合的投药自动控制；还可以充分利用扬水曝气技术的混合作用，实现所投加药剂的快速均匀混合，同时利用上升气弹携带水流对其周边水体的脉冲混合作用，且混合强度随半径及深度增大逐渐衰减的特征，保证了混凝反应所需的动力学条件，从而实现对水中磷的有效去除；随着水中胶体颗粒的失稳和聚集生长，形成的絮体随水体一起运动，混合扩散到整个流场。最终形成的大颗粒絮体均匀沉降覆盖在沉积物表面，在上覆水体与沉积物之间形成一层絮体隔离层，通过阻拦、吸附、改变底泥氧化还原性质等多重功效，实现对底泥中的磷、铁、锰及其它金属的稳定与钝化，抑制底泥中的磷及其它污染物的释放。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种扬水曝气强化化学除磷无动力自动定量投加水质改善装置，其特征在于，包括垂直放置于扬水曝气器密封舱之上的无动力投加装置和通过安装孔放入扬水曝气器筒体内的自动定量投加装置，其中；

所述的无动力投加装置由上部药液储藏箱、恒压稳压管、药液输送水平管、药液输送垂直管和药液输送管固定支架组成，其中：

上部药液储藏箱为封闭箱体，位于扬水曝气器密封舱之上，恒压稳压管垂直插入上部药液储藏箱底部，恒压稳压管顶端与大气相通，底端与药液输送水平管左端位于同一水平线，临近但不接触相连，保证药液输送管入口的恒定压力；

药液输送水平管水平位于上部药液储藏箱底部，与药液输送垂直管相连；

药液输送垂直管穿过上部药液储藏箱底部，并穿过软性保护垫，经由安装孔垂直吊于扬水曝气器筒体内，药液输送垂直管与上部药液储藏箱相连；