水质净化装置制造方法
【专利摘要】本申请提供在除去湖泊水的蓝绿藻、磷·氮等富营养化成分的同时，使蓝绿藻失活而能够避免微囊藻毒素等蓝绿藻毒素的释放的水质净化装置。是除去湖泊的浮游物质的水质净化设备，具备：将含浮游物质的水取水并加压的加压泵，对用加压泵加压的水供给臭氧的喷射器，将由上述喷射器供给了臭氧的经加压的水保持一定时间的同时使臭氧溶解于经加压的水的加压罐，向从加压罐排出的水添加凝聚剂的管道混合部，对添加有凝聚剂的水进行降压的降压阀以及将经过降压而相互凝聚的上述浮游物质的集合体进行分离的气浮槽。
【专利说明】水质净化装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及除去湖泊的浮游物质的水质净化技术，尤其涉及在除去湖泊水的蓝绿藻、磷?氮等富营养化成分的同时，使蓝绿藻失活而能够避免微囊藻毒素等蓝绿藻毒素的释放的水质净化装置。
【背景技术】
[0002]随着城市化、产业活动的发展，城市及其周边的湖泊等因各种排水所含的氮、磷等营养盐类的流入而逐渐被富营养化，进而导致了大量产生蓝绿藻等浮游物。
[0003]蓝绿藻腐败时产生霉臭等恶臭，并且，腐败的蓝绿藻在水中分解时消耗氧，所以水中成为缺氧状态，进而会导致鱼类的大量死亡。
[0004]此外，在作为产生蓝绿藻原因的蓝藻类中，也有对肝脏、神经有毒的蓝藻，会对自然的生态体系、人的健康造成严重的影响。作为该蓝绿藻所含的有毒物质，周知的有肝脏毒素(微囊藻毒素、柱孢藻毒素)、神经毒素(变性毒素、石房蛤毒素)等，1995年由WHO (世界卫生组织)提出了关于有毒蓝绿藻及其有毒物质的报告，就饮用水和环境水中的微囊藻毒素的浓度提出了建议。
[0005]因此，已有大量关于对因蓝绿藻等而发生了水质污染的湖泊水的浮游物质进行除去的水质净化研究，例如，在专利文件I中，公开了具备加压槽、气浮槽、反渗透膜装置、UV氧化装置的对含浮游物质的海水的净化装置，其中公开了下述技术，即，在加压槽中，利用混合机介由凝聚剂将蓝绿藻搅拌使其接触，其后在气浮槽中，用撇渣器回收蓝绿藻，除去蓝绿藻的水经过反渗透膜装 置并进行UV氧化后，作为冷却水进行利用。
[0006]专利文献1:日本专利第3931279号
实用新型内容
[0007]然而，在专利文献I的技术中，由于蓝绿藻未失活，因此存在会释放微囊藻毒素等蓝绿藻毒素这样的课题。
[0008]本实用新型是鉴于上述课题而进行的，其目的在于提供一种在除去湖泊水的蓝绿藻、磷?氮等富营养化成分的同时，使蓝绿藻失活而能够避免微囊藻毒素等蓝绿藻毒素的释放的水质净化装置。
[0009]在此，本发明人等发现通过将因蓝绿藻等而发生了水质污染的湖泊水与气体(氧和臭氧)一起供给到加压罐，以在罐内气体(臭氧)充分溶解于被处理水的状态，在罐出口与凝聚剂进行管道混合，进而利用因降压为大气压而产生的微细气泡，能够除去进入絮凝物的蓝绿藻、磷.氮等富营养化成分，并使经处理的水返回到湖泊中，从而能够除去湖泊中的蓝绿藻、磷.氮等富营养化成分。并且发现通过在后段使用过滤器能够除去用撇渣器没有除去的浮游物(SS),从而能够进一步减少水中的磷.氮等富营养化成分。
[0010]为了实现上述目的，基于本发明人等的上述见解的本实用新型的水质净化设备是除去湖泊的浮游物质的水质净化设备，其具备:[0011 ] 加压泵，将来自上述湖泊的含浮游物质的水取水并加压，
[0012]喷射器，对用上述加压泵加压的水供给臭氧，
[0013]加压罐，将由上述喷射器供给了臭氧的经加压的水保持一定时间的同时使上述臭氧溶解于上述经加压的水，[0014]管道混合部，向从上述加压罐排出的水添加凝聚剂，
[0015]降压阀，对添加有上述凝聚剂的水进行降压，
[0016]气浮槽，将经过上述降压而相互凝聚的上述浮游物质的集合体进行分离。
[0017]根据本实用新型的水质净化装置，将因蓝绿藻等而发生了水质污染的湖泊水供给到加压罐，制成在罐内臭氧充分溶解于被处理水的状态后，在罐出口添加凝聚剂并混合，其后降压至大气压。因此，利用通过降压而在被处理水内产生的微细气泡，使进入絮凝物(因上述凝聚剂相互凝聚的上述浮游物质的集合体)的蓝绿藻、磷?氮等富营养化成分与絮凝物一起浮到气浮层内的水面，容易地除去，从而能够除去湖泊中的蓝绿藻、磷.氮等富营养化成分。并且，可以将利用该水质净化装置处理的水返回到湖泊中。
[0018]另外，根据本实用新型的水质净化装置，通过设置加压罐，能够确保充分的时间以使臭氧溶解于被处理水。由此，能够使蓝绿藻失活。另外，在设置于加压罐的下游的管道混合部，将凝聚剂与被处理水进行管道混合，使被处理水中的蓝绿藻和磷?氮之类的富营养化成分进入絮凝物(因上述凝聚剂而相互凝聚的上述浮游物质的集合体)。通过在加压罐的下游对凝聚剂进行管道混合，从而可得到如下效果:生成絮凝物的核进而生成大的絮凝物。在添加凝聚剂的基础上，还进行降压(落压)，进而还能促进集合体的生成。
[0019]对于本实用新型的水质净化装置而言，来自湖泊的含浮游物质的水的取水可以从湖泊直接取水，另外也可以将从湖泊取来的水搬运或送到储水槽等中而进行储水后，从上述储水槽取水。
[0020]在本实用新型的水质净化装置中，加压泵可以使用通常用于取水并加压的加压泵。加压泵的加压能力，只要基于与加压罐的大小和后述的设置在加压泵出口的排水阀的关系适当地选择能够维持后述的加压罐内的压力即可。
[0021]加压罐具有耐受后述的加压罐内的压力的材质和结构，例如不锈钢制的圆筒形状的结构等，大小只要基于与上述加压泵和后述的排水阀的关系能够维持罐内的水的滞留时间即可。
[0022]另外，从提高臭氧气体的溶解度的观点考虑，加压罐的压力为0.2~0.6MPa，常温下为0.3~0.5MPa。利用该压力在加压罐内使臭氧气体充分溶解于被处理水，进而在加压罐的下游侧的管道混合中，使凝聚剂不易受到臭氧气体的影响，能使其与湖泊水充分混合，所以更容易生成絮凝物。
[0023]喷射器只要能够对上述加压的水供给臭氧就没有特别限定，可以选择能够根据上述罐的大小、处理水的量提供后述的臭氧浓度，并且能够耐受被供给的上述臭氧的压力的喷射器。另外，当然也可以根据需要，在不损害臭氧产生的效果的范围内将臭氧与氧等其他的气体混合并由上述喷射器进行供给。
[0024]优选在上述加压罐的出口具备用于使上述加压罐内部维持在上述压力范围的排水阀。
[0025]这是由于通过设置排水阀，能够容易地调节罐内部的压力和罐内的水的滞留时间。在不具备排水阀的情况下，通过上述加压泵的加压能力以及在罐出口和与其连接的下游设备中流动的被处理水的流速，将罐内的压力维持在上述数值范围内。
[0026]根据亨利定律，通过在加压罐内使被处理水与臭氧接触30秒钟而能够提高水中的臭氧浓度。因此，“将用加压泵加压的水保持一定时间”中的一定时间优选为30秒以上。另外，上述加压罐优选为能够将上述用加压泵加压的水保持30秒钟以上的大小。
[0027]另外，上述臭氧浓度优选为I~10mg/L。
[0028]通过用臭氧处理，细菌等微生物、藻类的细胞膜经臭氧氧化而被破坏，充分得到由此产生的杀菌作用。另外，能使被处理水中高效含有微细气泡成分。另外，被处理水中的浮游物经臭氧氧化，该浮游物带负电，容易与在其后添加的凝聚剂反应。
[0029]本实用新型的水质净化装置中，由于加压罐中，在不混合凝聚剂的情况下用臭氧充分处理被处理水，所以能使被处理水中高效含有微细气泡，即便不采用使之后的上述降压至大气压的含有微细气泡的处理水返回到上述加压罐上游的被处理水中等的复杂的装置结构，也能仅通过之后的降压就能进行充分的处理。
[0030]作为凝聚剂，例如可举出PAC (聚合氯化招)、硫酸招(Aluminum Sulfate)、高分子凝聚剂、铁系凝聚剂。另外，根据需要可以添加凝聚促进剂、PH调节剂等凝聚助剂。
[0031]作为凝聚促进剂，可以举出活性硅酸、膨润土等无机系的物质，海藻酸钠、聚丙烯酰胺系高分子凝聚剂等。
[0032]作为pH调节剂，可以举出硫酸、碳酸、盐酸等酸剂，消石灰(Ca (OH) 2)、氢氧化钠(NaOH)、苏打灰(Na2CO3)等。
[0033]在管道混合部，可以使用与被处理水量和凝聚剂的量对应的管道混合器。
[0034]本实用新型的水质净化装置具备设置在气浮槽下游的过滤器，其过滤经过上述气浮槽的水。利用该过滤器除去通过上述利用微细气泡的集合体分离未能除去的浮游物
(SS),由此能够进一步减少水中的磷.氮等富营养化成分。
[0035]作为该过滤器,可以举出在滤砂中加有无烟煤滤料(Anthracite Filter Media)的滤材、纤维状过滤器。
[0036]根据本实用新型的水质净化装置，通过在加压罐内使臭氧充分溶解于处理水，将处理水所含的蓝绿藻失活，从而能够避免释放微囊藻毒素等蓝绿藻毒素。
[0037]另外，通过在设置于加压罐的下游的管道混合部将被处理水与凝聚剂进行管道混合，从而能够使被处理水中的蓝绿藻和磷?氮之类的富营养化成分进入到絮凝物，生成絮凝物的核，进而生成大的絮凝物，再通过其后的降压(落压)，还能促进集合体的生成。另外，由于在凝聚剂的供给之前的阶段供给臭氧，所以被处理水的电荷一致，不需要像以往那样在凝聚剂添加时调节PH，即便不调节pH也能够充分得到凝聚剂所产生的凝聚作用。而将臭氧和凝聚剂同时投入时，凝聚剂将与臭氧反应，得不到臭氧所发挥的使蓝绿藻失活的作用，臭氧的杀菌作用也下降，难以发生蓝绿藻的分解，也难以生成絮凝物，所以不优选。
[0038]另外，通过将由本实用新型的水质净化装置处理的处理水返送回湖底，从而可期待改善湖底的缺氧状态，促进湖泊的自净作用的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0039]图1是表示本申请实用新型的具体的实施方式的示意图。[0040]符号说明
[0041]I..?加压泵
[0042]2...路径
[0043]3...喷射器
[0044]4..?臭氧产生装置
[0045]5...路径
[0046]6...加压罐
[0047]7...排水阀
[0048]8...路径
[0049]9..?管道混合器
[0050]10...凝聚剂
[0051]11..?路径
[0052]12...降压阀
[0053]13...路径
[0054]14...气浮层
[0055]15...气浮分离装置
[0056]16...过滤器
【具体实施方式】
[0057]图1是表示本实用新型的水质净化装置的具体的实施方式的示意图。如图1所示，本实用新型的水质净化装置主要具备加压泵1、喷射器3、加压罐6、管道混合部9、降压阀12、气浮槽14。
[0058]利用加压泵I从湖泊等采集的被处理水经由加压泵的出口侧路径2通过喷射器3。由臭氧产生装置4生成的臭氧经由与喷射器连接的路径5导入到喷射器3，与经过喷射器3的上述被处理水一起供给到与喷射器3的下游连接的加压罐6。加压罐6内的压力调节为
0.2~0.6MPa，常温下调节为0.3~0.5MPa。通常的湖泊水时常温下为0.3~0.5MPa，但考虑到其他情况设为0.2~0.6MPa。0.2MPa是温度低、臭氧的注入量低的情况，而0.6MPa是温度高、臭氧的注入量多的情况。
[0059]在加压罐6的出口设有排水阀7。排水阀7以被处理水在加压罐6内的滞留时间(具体而言是从喷射器3到设于加压罐出口的排水阀7之间的滞留时间)成为30秒钟以上的方式进行调节。
[0060]在加压罐经臭氧处理的被处理水经由路径8供给到管道混合器9。凝聚剂10经由路径11供给到管道混合器9，与上述被处理水进行管道混合。
[0061]通过管道混合器9而混合有凝聚剂的被处理水经由路径13和设置于路径13的降压(减压)阀12被释放到气浮层14中。利用凝聚剂和因降压而产生的微细气泡使形成的絮凝物与微细气泡一起浮到气浮层14中的水面。气浮的絮凝物被气浮分离装置15回收。另外，沉降污泥可以用未图示的水中泵排出。
[0062]分离除去了絮凝物的处理水可以返回到上述湖泊，也可以进一步通过过滤器16，除去用气浮分离装置15未能除去的浮游物(SS)。
【权利要求】
1.一种水质净化装置，是除去湖泊的浮游物质的水质净化设备，具备: 加压泵，将来自所述湖泊的含浮游物质的水取水并加压， 喷射器，对用所述加压泵加压的水供给臭氧， 加压罐，将由所述喷射器供给了臭氧的经加压的水保持一定时间的同时，使所述臭氧溶解于所述经加压的水， 管道混合部，向从所述加压罐排出的水添加凝聚剂， 降压阀，对添加有所述凝聚剂的水进行降压， 气浮槽，将经过所述降压而相互凝聚的所述浮游物质的集合体进行分离。
2.根据权利要求1所述的水质净化装置，其中，在所述加压罐的出口具备排水阀。
3.根据权利要求1所述的水质净化装置，其中，加压罐的压力为0.2?0.6MPa。
4.根据权利要求1所述的水质净化装置，其中，加压罐的压力为0.3?0.5MPa。
5.根据权利要求1所述的水质净化装置，其中，在加压罐将经加压的水保持30秒以上。
6.根据权利要求1所述的湖泊净化设备，其中，由所述喷射器供给的所述臭氧的浓度为 I ?10mg/Lo
7.根据权利要求1?6中任一项所述的水质净化装置，其中，进一步具备设置在所述气浮槽的下游的、对经过所述气浮槽的水进行过滤的过滤器。
【文档编号】C02F1/78GK203392951SQ201320384193
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年6月28日 优先权日:2013年6月28日
【发明者】安藤裕, 野野上友也, 岩濑英明, 小岛秀藏 申请人:日挥株式会社