专利名称：富营养化水体自净修复方法及修复器的制作方法
技术领域：
本发明为一种富营养化水体自净修复方法及修复器。
背景技术：
富营养化水体是指河流、湖泊、景观水等水体，受污染后生成大量藻类，严重时爆发水华。其中含有非常复杂的微生物种群，既存在有害的藻类和浮游生物等，又存在有益的好氧菌、厌氧菌及兼性菌。
目前，国内外对富营养化水体的处理方法主要有一下几种曝气充氧法、过滤法、化学投药法，但是它们都存在着许多不足之处，如曝气充氧法，虽然能提供水体中的溶解氧，强化水体的自净能力，但并不能有效去除氮、磷，防止藻类爆发，减轻富营养化；过滤法，虽然通过滤料的机械拦截和接触絮凝，可去除水中的颗粒和悬浮物，但不适合处理高藻的富营养化水，大型藻类容易引起滤层堵塞，并在藻类黏液作用下，使滤料板结，过滤无法进行，小型藻类则能穿透滤层，还是解决不了富营养化水中的水华爆发，并且曝气充氧法、过滤法都适用于用大面积的水面；化学法主要是通过向水体中投加各种杀藻剂，如次氯酸钠、硫酸铜、漂白粉等，杀死藻类，抑制藻类的爆发，改善水体的透明度。但是久而久之，水中会出现耐药性的藻类，杀藻剂的效能会逐渐下降，投药间隔会越来越短，而投加量会越来越多，杀藻剂的品种也要频繁的更换，还会对水体环境造成二次污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种富营养化水体自净修复方法及修复器，可以使富营养化水体得以生化自净，同时提高水体中的溶解氧。
本发明所述的富营养化水体自净修复方法包括如下步骤1、在富营养化水中混入臭氧气体。
2、用紫外线照射上述富营养化水和臭氧组成的气液混合体。
为保证富营养化水体自净修复的效果，还可以进一步同时或者分别实施下列技术手段1、所述臭氧混入量为5～45mg/L。
2、所述紫外线的波长为200～280nm。
3、紫外线照射的强度为10～30升水体中，安装一支30～40瓦的紫外线灯管。
4、在激发反应室的停留时间控制在20～120秒。
5、还可以对于经上述方法处理的水体，进行搅拌，使底部淤泥泛起，并且重新沉淀。
本发明所述的富营养化水体自净修复器包括船体，该船体可为任意可漂浮移动的物体。船体上装有取水管、臭氧混合器，激发反应室，回流管，利用相应的管路将它们按顺序串联连接。臭氧混合器的进气口与臭氧发生器的臭氧气源出口连接，并在中间加装逆止阀。激发反应室内装有紫外线光源。
为增加混均效果，可以在臭氧混合器与激发反应室之间安装紊流混合器。
为促进微生物分层，在船体的底部，通过连接链连接一个拖泥爬犁，且所述回流管的下端设置于拖泥爬犁的上方。
所述的臭氧混合器可以采用气液混合泵等气液混合装置，也可以利用水泵和射流器组合而成。为增强混均效果，所述的臭氧混合器还可以包括有紊流混合器。
所述的紫外线光源是波长200～280nm的紫外线灯管，并且按激发反应室的内腔的体积，每10～30升安装一支30～40瓦的紫外线灯管。
本发明的工作原理是富营养化水体会产生大量的藻类形成水华，聚集漂浮在水体的上层，并含有大量的微生物。利用取水管2和水泵31将含有藻类和微生物的水提取，通过臭氧混合器3将臭氧发生器4产生的高浓度臭氧混入水体，其臭氧投加量为5～45mg/L；并通过紊流混合器6进一步使气液混均后，进入激发反应室7，其激发反应室7停留的时间控制在20～120秒。在当含有高浓度臭氧水在激发反应室内，被波长200～280nm的紫外线光照射，使臭氧分子受激产生激发态分子，生成大量的羟基自由基·OH，羟基自由基·OH的氧化还原电位为2.80V，是一种极强的氧化剂，可以将水体中的藻类和部分有害微生物杀灭，并对腐殖酸、富里酸等有机物污染物进行彻底降解，还可有效的去除臭味及叶绿素产生的色度；而水体中的好性氧菌喜欢氧化还原电位较高的环境，厌氧菌对氧化还原电位有较大的适应性，兼性菌又具备以上两种菌的共性，所以利用适当的氧化还原电位，可以将水体中有害的微生物大量杀灭，而使好氧菌、厌氧菌及兼性菌形成优势菌。通过在船体1的底部，连接链10所连接的拖泥爬犁11，使水底污泥在水体中搅浑，随着污泥的沉淀使得厌氧菌和一部分兼性菌沉到水体下部，兼性菌在适于厌氧菌生活的环境中而转变为厌氧性菌，一部分兼性菌在水体的中上层转型为好氧性菌，形成两大优势菌群，此时水体中可生物降解的有机和无机的污染物都成为两大优势菌群的食物，而使其迅速生长繁殖，并在其生长繁殖的过程中将引起富营养化的氮、磷、及各种有机氮化物降解转化为水和二氧化碳，从而抑制了藻类的大量生长，遏制富营养化水质的形成。残余的臭氧在排入水体中后，自然分解成氧而进一步增加了水体中的溶解氧，不会造成二次污染。
本发明的优点在于它是以生态学原理为设计理念，采用一定的人工干预措施，将富营养化水体中的藻类和部分微生物杀灭，而使水体中自然存在的微生物形成好氧菌和厌氧菌两大优势菌，将水体中引起富营养化的氮、磷及污染有机氮化物降解转化为水和二氧化碳，残余的臭氧在排入水体后自然分解还原成氧，增加了水体的氧溶量，快速恢复水体的自然净化能力，抑制藻类的大量生长，提高水体生态系统对污染物的抗冲击的能力而延长了反弹时间，遏制富营养化水质的形成。
下面结合附图和实施例对发明作进一步描述。
附图1本发明所述富营养化水体自净修复器第三种实施方式的结构示意图。
附图2本发明所述富营养化水体自净修复器第四种实施方式的结构示意图。
具体实施例方式
实施例一本实施例描述的富营养化水体自净修复方法有下列步骤组成1、在富营养化水中，按照5mg/L的浓度混入臭氧气体。
2、用紫外线照射上述富营养化水和臭氧组成的气液混合体。紫外线照射强度按激发反应室7的内腔的体积，每10升安装一支30瓦的紫外线灯管。
其中，在激发反应室7的停留时间控制在120秒。同时搅动底部淤泥，使其泛起并且重新沉淀。
实施例二本实施例描述的富营养化水体自净修复方法有下列步骤组成1、富营养化水中，按照45mg/L的浓度混入臭氧气体。
2、用紫外线照射上述富营养化水和臭氧组成的气液混合体。紫外线照射强度按激发反应室7的内腔的体积，每30升安装一支40瓦的紫外线灯管。
其中，在激发反应室7的停留时间控制在20秒。同时搅动底部淤泥，使其泛起并且重新沉淀。
实施例三本实施例描述了一种富营养化水体自净修复器，其结构如图1所示。本实施例包括取水管2、臭氧混合器3，紊流混合器6，激发反应室7，回流管9，利用相应的管路将它们按顺序串联连接。本实施例中臭氧混合器3是由水泵31和射流器32组成；臭氧发生器4的臭氧产气口与射流器32的进气口连接，并在中间加装逆止阀5，以防止水倒入臭氧发生器4内。激发反应室7内装有紫外线光源8，紫外线光源是以波长200～280nm的紫外线灯管做为发光源；本实施例中，激发反应室7的内腔的体积为400升，其中均布有40支30瓦的紫外线灯管。水泵31的流量为12m3/h，使得所述富营养化水和臭氧组成的气液混合体在激发反应室7的停留为120秒。射流器32臭氧混入量为5mg/L。上述的所有装置固定在可任意漂浮移动的船体1上。在船体1的底部，通过连接链10，连接一个拖泥爬犁11，用于将水底部的污泥搅浑浮起。
实施例四本实施例包括取水管2、臭氧混合器3、激发反应室7、回流管9，利用相应的管路将它们按顺序串联连接。本实施例中臭氧混合器3为一气液混合泵，其进气口与臭氧发生器4的臭氧产出口连接，并在中间加装逆止阀5，以防止水倒入臭氧发生器4内。激发反应室7内装有紫外线光源8，紫外线光源是以波长200～280nm的紫外线灯管做为发光源；本实施例中，激发反应室7的内腔的体积为660升，其中均布有22支40瓦的紫外线灯管。水泵31的流量为120m3/h，使得所述富营养化水和臭氧组成的气液混合体在激发反应室7的停留为20秒。气液混合泵臭氧混入量为45mg/L。本实施例中，采用泡沫塑料块作为船体1，该船体1的底部，通过连接链10，连接一个拖泥爬犁11，用于将水底部的污泥搅浑浮起。
权利要求
1.一种富营养化水体自净修复方法，其特征在于包括如下步骤①在富营养化水中混入臭氧气体；②用紫外线照射上述富营养化水和臭氧组成的气液混合体。
2.如权利要求1所述的富营养化水体自净修复方法，其特征在于所述臭氧混入量为5～45mg/L。
3.如权利要求1所述的富营养化水体自净修复方法，其特征在于所述紫外线照射的强度为每10～30升水体中，安装一支30～40瓦的紫外线灯管。
4.如权利要求1所述的富营养化水体自净修复方法，其特征在于所述富营养化水和臭氧组成的气液混合体在激发反应室中停留时间控制在20～120秒。
5.如权利要求1所述的富营养化水体自净修复方法，其特征在于对水体进行搅拌，使底部淤泥泛起，并且重新沉淀。
6.一种富营养化水体自净修复器，其特征在于它包括取水管、臭氧混合器、激发反应室、回流管，利用相应的管路将它们按顺序串联连接，所述臭氧混合器的进气口与臭氧发生器的臭氧气源出口连接，并在中间加装逆止阀，激发反应室内装有紫外线光源。
7.如权利要求6所述的富营养化水体自净修复器，其特征在于所述臭氧混合器与激发反应室之间设有紊流混合器。
8.如权利要求6所述的富营养化水体自净修复器，其特征在于臭氧混合器是由水泵和射流器组成。
9.如权利要求6所述的富营养化水体自净修复器，其特征在于臭氧混合器可由气液混合泵代替。
10.如权利要求6所述的富营养化水体自净修复器，其特征在于船体为任意的可漂浮移动物体。
全文摘要
本发明提供一种富营养化水体自净修复方法包括如下步骤1.在富营养化水中混入臭氧气体。2.用紫外线照射上述富营养化水和臭氧组成的气液混合体。本发明还提供一种富营养化水体自净修复器，它包括船体，该船体可为任意可漂浮移动的物体。船体上装有取水管、臭氧混合器，激发反应室，回流管，利用相应的管路将它们按顺序串联连接。臭氧混合器的进气口与臭氧发生器的臭氧气源出口连接，并在中间加装逆止阀。激发反应室内装有紫外线光源。本发明的优点在于它可以快速恢复水体的自然净化能力，提高水体生态系统对污染物的抗冲击的能力延长反弹时间，遏制富营养化水质的形成。
文档编号C02F1/32GK1876578SQ20061008738
公开日2006年12月13日 申请日期2006年6月13日 优先权日2006年6月13日
发明者张强, 梁瑞杰 申请人:张强, 梁瑞杰