一种非均相-均相联合活化过硫酸盐抑藻反应器

1.本实用新型属于水体治理技术领域，具体涉及一种非均相-均相联合活化过硫酸盐抑藻反应器，适用于富营养化含藻水体中抑制和去除蓝藻。


背景技术：

2.近几十年来，随着区域气候变化和人类活动干扰加剧，各类水体的富营养化现象日益严重，世界各地的水体常常爆发蓝藻水华。依据水华爆发的统计标准，当藻类密度超过1
×
107个/l同时水体颜色伴有明显变化时，则可认为蓝藻水华爆发。根据全国第二次湖泊调查结果，东部平原、青藏高原、云贵高原等五大湖区均呈现蓝藻水华爆发频率增长的趋势，解决蓝藻水华水体富营养化问题迫在眉睫。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种非均相-均相联合活化过硫酸盐抑藻反应器，用以快速去除富营养化水体中的藻细胞及藻细胞有机物(aom)，通过非均相、均相方法协同活化过硫酸盐(ps)，以此促进非均相材料活化ps的高级氧化工艺对富营养化水体中藻类及藻细胞有机物的去除效能。
4.本实用新型包括抑藻模块、输水组件和给料组件。抑藻模块包括反应池、筛网和筛网升降组件。反应池的顶部开设有输水口和进料口，底部开设有排水口。筛网安装在反应池内，且在筛网升降组件的驱动下进行升降。反应池中设置有搅拌装置。工作状态下，输水口和进料口位于筛网的上方，排水口位于筛网的下方。所述的输水组件与反应池的输水口和排水口连接，用于向反应池中输入含藻水体，以及接收处理完成后的水体。给料组件与反应池的进料口连接，用于向反应池中投加抑藻剂和催化剂颗粒。催化剂颗粒无法通过筛网。
5.作为优选，所述的输水组件包括进水水箱、进水泵、第一通断阀、第二通断阀和出水水箱。进水水箱的出水口通过串联的进水泵和第一通断阀连接到活化反应池的输水口。反应池的排水口通过第二通断阀连接到出水水箱的进水口。
6.作为优选，所述的给料组件包括固体给料仓、输送机、第三通断阀、液体给料仓、提升泵和第四通断阀。固体给料仓通过输送机和第三通断阀连接到反应池的进料口。液体给料仓的出水口通过串联的提升泵和第四通断阀连接到反应池的进料口。固体给料仓用于存储有颗粒状的非均相催化剂，液体给料仓用于存储过硫酸盐溶液。
7.作为优选，所述的筛网升降组件包括竖直轨道、拉绳、升降电机和滚筒。筛网的边缘处固定有固定框。多根竖直轨道固定在反应池内壁的不同位置。固定框与各竖直轨道滑动连接。滚筒支承在反应池的顶部，且由升降电机驱动旋转。拉绳的一端固定并缠绕在滚筒上，另一端与筛网固定。
8.作为优选，所述的搅拌装置采用磁力搅拌器。磁力搅拌器包括磁力搅拌子、磁铁片电机及双极强磁铁。双极强磁铁安装在反应池的底部，且与反应池内的水体隔绝开。双极强磁铁由磁铁片电机驱动进行运动。磁力搅拌子设置在反应池内，且能够在双极强磁铁的带
动下搅拌反应池内的水体。
9.作为优选，抑藻模块还包括加热及温控组件。加热及温控组件包括加热器和温度传感器。加热器安装在反应池内。温度传感器可拆安装在反应池中，且高于筛网。
10.作为优选，进料口和排水口均位于输水口的相反侧。
11.作为优选，反应池的侧部安装有一个或多个紫外灯。反应池整体透明，或靠近紫外灯的位置设置有透明窗口。
12.作为优选，所述的紫外灯为15w低压汞灯，提供波长为254nm的紫外光线，并通过石英管保护。
13.作为优选，所述反应池的侧部设置有检修口。
14.本实用新型具有的有益效果是：
15.1、本实用新型将两类活化ps方法联用，在非均相材料活化ps的同时附加基于紫外辐射的均相活化过程，可有效提升该高级氧化工艺过程的效率。
16.2、本实用新型是非均相-均相法联合活化ps，通过高级氧化工艺进行除藻，去除藻细胞的同时可通过氧化过程降解藻细胞有机物，可有效避免后续水处理工艺中有毒副产物的产生。
17.3、本实用新型通过筛网升降组件在除藻处理后自动抬升筛网，便于工作人员回收非均相活化催化剂及吸附于催化剂上的藻细胞，提升催化剂的可回收及再利用性能。
18.4、本实用新型通过加热及温控组件相配合，能够控制活化反应池内温度，避免资源与能源的浪费，更高效地利用热活化过程。
附图说明
19.图1为本实用新型实施例1的结构示意图。
具体实施方式
20.以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
21.实施例1
22.如图1所示，一种非均相-均相联合活化过硫酸盐抑藻反应器，包括抑藻模块、输水组件和给料组件。抑藻模块包括反应池、磁力搅拌器、加热及温控组件、紫外灯、筛网21和筛网升降组件。反应池的顶部开设有输水口4和进料口14，底部开设有排水口7。进料口14和排水口7均位于输水口4的相反侧。筛网21安装在反应池内，且在筛网升降组件的驱动下进行升降，从而便于在抑藻完成后升高筛网21来回收抑藻剂。具体地，筛网升降组件包括竖直轨道、拉绳、升降电机和滚筒。筛网21的边缘处设置有固定框，用于避免筛网21在升降过程中因变形而导致过滤效果下降。多根竖直轨道均匀固定在反应池内壁的不同位置。固定框与各竖直轨道滑动连接。升降电机安装在反应池的顶部，且输出轴与滚筒固定。拉绳的一端固定并缠绕在滚筒上，另一端与筛网21或固定框固定。拉绳、升降电机和滚筒可以设置多组，使得筛网21被上拉时受力均匀。反应池的侧部设置有检修口16。检修口16的位置与工作状态下的更换筛网对齐。
23.磁力搅拌器包括外层为聚四氟乙烯材质的磁力搅拌子17、磁铁片电机及双极强磁铁19。双极强磁铁19安装在反应池的底部，且与反应池内的水体通过隔板隔绝开。双极强磁
铁19由磁铁片电机驱动进行运动。磁力搅拌子17设置在反应池内，且能够在双极强磁铁19的带动下搅拌反应池内的水体。
24.加热及温控组件包括加热器18和温度传感器15。加热器18安装在双极强磁铁19之上，以此在实现反应器内磁力搅拌的同时提供加热条件，以此促进ps的活化过程。温度传感器15可拆安装在反应池中，且高于筛网21，用以监测反应水体的温度，并配合加热器18实现反应温度的负反馈控制。反应池的两侧设置有紫外灯20。反应池整体透明，或靠近紫外灯20的位置均设置有透明窗口，使得紫外灯20发出的紫外线能够辐射到反应池中，从而配合ps系统形成活化反应，利用高级氧化工艺破坏藻类细胞的结构，同时降解藻细胞有机物，达到除藻和降解细胞有机物的目的。
25.工作状态下，输水口4和进料口14位于筛网21的上方，排水口7位于筛网21的下方，筛网21到磁力搅拌装置的距离为10cm。筛网21的规格为60目。该尺寸的筛网可允许水体通过，同时阻挡固体材料及絮凝物进入出水口，从而有效避免二次污染。反应结束后，通过筛网升降组件将筛网抬升至活化反应池开放的顶部，从而便捷地收集非均相活化材料，达到非均相材料循环利用的目的。
26.输水组件包括进水水箱1、进水泵2、第一通断阀3、第二通断阀6和出水水箱5。进水泵2的入水口与进水水箱1的出水口连接，出水口与第一通断阀3的入水口连接。第一通断阀3的出水口与活化反应池的输水口4连接。第二通断阀6的进水口与活化反应池的排水口7连接。出水水箱5的进水口与第二通断阀6的出水口连接。
27.给料组件包括固体给料仓11、输送机12、第三通断阀13、液体给料仓8、提升泵9和第四通断阀10。输送机12采用管道输送机，能够输送颗粒状物料，其进料口与固体给料仓11的出料口连接，出料口与第三通断阀13的进料口连接。提升泵9的进水口与液体给料仓8的出水口连接，出水口与第四通断阀10的进水口连接。第三通断阀13的出料口和第四通断阀10的出水口均与活化反应池的进料口14连接(通过三通管道连接)。固体给料仓11中存储有颗粒状的非均相催化剂，液体给料仓8中存储有过硫酸盐溶液。
28.作为一种优选的技术方案，非均相催化剂采用铁改性沸石。均相活化ps条件为：254nm紫外辐射和35～40℃加热温度。
29.本实用新型的工作原理如下：
30.进水箱1注入被处理水体，由第一通断阀3与进水泵2控制水体进入活化反应池；紫外灯启动发光，磁力搅拌器开始搅拌，加热器运行放热；进料组件中的非均相催化剂、ps溶液(过硫酸盐溶液)分别通过输送机、提升泵和对应的通断阀的配合投入活化反应池；反应池中进行高级氧化过程，由非均相催化剂、紫外辐射及加热活化ps产生硫酸根自由基，去除反应池水体中的藻类及藻细胞有机物，实现快速除藻。当反应进行30min后，筛网16在自动升降组件的带动下由活化反应池底部向顶部移动，从而便于回收非均相催化剂并更换筛网；处理完成后的水体在第二通断阀的控制下从排水口7进入出水箱；待更换后的筛网下降至活化反应池底部后，重复以上处理过程。
31.经试验，本实用新型在30min内的藻类去除率能够达到98.3％。