[发明专利]一种富营养化的湖泊净化装置及其应用

说明书

技术领域

    本发明涉及一种富营养化湖泊净化装置及其应用。

背景技术

湖泊在为人类提供着多种多样自然资源的同时，也遭受着人类活动所引起的各种各样的污染，富营养化就是其中最为明显、最为严重的一种，它也是湖泊消亡的前兆。为保护湖泊资源，消除富营养化，我国开展研究和治理的人力和财力投入不计其数，持续时间长达几十年。但至今，原有的富营养化湖泊（如太湖、滇池、巢湖）仍然不见好转，新富营养化的湖泊在不断涌现。

通过近几年的研究发现，之前的富营养化治理就像中国历史上大禹之前的治水一样，哪里决口堵哪里，结果是决了堵，堵了决，连年不断；大禹采取疏导，从此杜绝了水患。中国目前的富营养化治理非常类似于“堵”（限制污水排入，清除湖底淤泥，施药灭藻，引水冲稀），而忽视了“疏”。本发明根据湖泊的自净原理，设计出一种以“疏”为前题的治理新方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决湖水富营养化而提供的一种富营养化湖泊净化装置及利用其对湖泊水进行净化的方法。

本发明的技术原理

湖泊富营养化主要是湖水中N（主要以NH₄⁺的形式存在）、P浓度过高所引起的藻类爆发，水质变差的一种现象。事实上湖泊富营养化引起藻类爆发的过程，也是湖泊消除N污染的过程也叫自净过程：藻类生长需要吸收营养（N、P）,需要大量吸收空气和水中的CO₂进行光合作用，这就使得水的pH值变高，在碱性环境条件下，水中的NH₄⁺转变为NH₃向大气散发，使得水中的N含量降低，实现了湖泊自净的功能。

NH₄⁺  +  OH^- = NH₃↑  +  H₂O 

不过这一自然过程是比较微弱和缓慢的，要想实现行之有效或立竿见影的效果，就要采取人工的方法放大这一过程：向水中投放碱性物质，使水成为碱性，将NH₄⁺转变为NH₃，并不断搅拌，使NH₃得以挥发，为防止挥发的NH₃造成二次污染，要对其进行吸收和回收，回收物可用来制作其它产品的原材料。

本发明的技术方案

一种富营养化的湖泊净化装置，包括碱液池、NH₃吸收液池、集气罩、气泵、搅拌系统；

所述搅拌系统包括搅拌轴、搅拌桨叶与搅拌电机；所述的搅拌轴穿过集气罩中部的顶端，集气罩上部的搅拌轴与搅拌电机相连，搅拌桨叶安装在集气罩下部的搅拌轴上；

所述的碱液池底部侧面设有碱液流出口，该碱液流出口通过管道经碱液排放阀后从集气罩顶部向下穿出，其穿出长度要保证该管道使用时可直接插入湖泊水中，用于向湖泊水中加入碱液；

在集气罩上，贴近搅拌轴处并靠近集气罩还设有一NH₃收集管，该NH₃收集管自下而上穿过集气罩并通过气泵与NH₃吸收液池内的顶部设有的气体分布器相连，该气体分布器位于NH₃吸收液池内的中上部2/3处，使用时，其浸入在NH₃吸收液内。

利用上述的一种富营养化的湖泊净化装置对湖泊水进行净化的方法，具体步骤如下：

上述的富营养化的湖泊净化装置使用时，将其安装在船上，集气罩接近于湖面。

在每年的5-9月，晴天无风日选择富营养化严重的湖区，在上午8点到下午17点实施（此时温度比较高，水中植物吸收CO₂强烈，湖水pH高，有利于NH₄⁺转化为NH₃）：打开碱液池出口的碱液排放阀将质量百分比浓度为10%的石灰水溶液控制流出速率为1.5L/min的速率将其加入湖水中，并控制转速为100r/min进行搅拌，同时打开气泵将湖水中产生的NH₃通过集气罩收集后经NH₃收集管将收集到的NH₃送入NH₃吸收液池的NH₃吸收液内；每个操作点持续5min左右后，移向别处继续实施；