[發明專利]一種采用臭氧化空氣去除水體中污染藻類的方法

無效

• 申請號: 200910199647.0
• 申請日: 2009-11-27
• 公開（公告）號: CN101708888A
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發明（設計）人: 王祥榮;姚晨超;張頁;董小耘;姚蔡軒;沈哲;林琳;黃元龍
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: C02F1/78
• 分類號: C02F1/78
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術領域

本發明屬于水、廢水或污水的生物處理技術領域，具體涉及一種采用臭氧化空氣去除水體中污染藻類的方法。

背景技術

氮、磷等營養物質過量排放引起的水體富營養化問題日趨凸顯，水體缺乏外部更新和自凈能力。研究發現，1g藻的生長需要0.009g磷，0.063g氮，當水中TN＞0.3mg/L，TP＞0.015mg/L時，藻類出現惡性繁殖，致使水中溶解氧降低，水體透明度下降，水質嚴重惡化(給水排水，2002，28(12)：56-58)。藻類水華已成為嚴重影響水環境質量和水體生態安全的全球性問題，不僅極大地危害人類健康和其他生物安全，也給全球造成巨大的經濟損失。因此，如何安全、經濟、科學地去除藻類已成為當今世界各國十分關注的研究課題。

目前的除藻技術主要有物理法、化學法、生物法。但是物理法費時費力，效率很低；化學法雖然見效快，如控制不好投加量，易引起二次污染；常規生物法工程投資大、操作較困難、除藻效率低、不適用于大規模的水域治理。

臭氧除藻是利用臭氧具有強氧化性的特點，破壞藻細胞，使其失活。臭氧除藻，由于其成本較高，臭氧的強氧化性可以使水中微生物群落受到破壞，降低水體的自凈能力，因此臭氧只是在很小的范圍內應用。有文獻報道，當少量臭氧(5％～15％)與純氧混合(臭氧化純氧)時，對色度和濁度有很好的去除效果，對有機物也有著明顯的去除作用，而對于生物細胞破裂導致的嗅味物質釋放，臭氧化純氧能夠直接將其氧化，有效地避免了水體中嗅味物質濃度的大幅上升(建筑科技，2008，12：38-39)。為了在除藻的同時，對水體環境不會造成二次污染，同時減少臭氧的浪費，本實驗采用臭氧化空氣的方法，并通過環形、多點曝氣技術進行潛水曝氣，使臭氧與藻類的接觸更加充分。到目前為止，此方法在文獻中尚未見報道。

發明內容

針對現有技術用單獨的臭氧、或者臭氧化純氧進行殺藻，其成本較高，對水體環境易造成二次污染的缺點，本發明的目的在于提出一種低成本、無二次污染的去除水體中污染藻類的方法。

本方法提出的去除水體中污染藻類的方法，采用臭氧化空氣進行除藻的方法，具體步驟如下：由空氣泵(氣量可調)將空氣送入臭氧發生器；在臭氧發生器中，空氣轉化為一定比例的臭氧(臭氧轉化率可調，即空氣與臭氧比例可調)，得到臭氧化空氣；然后，用臭氧化空氣對除藻SBR反應器中的含藻污水進行曝氣，同時用磁力攪拌器進行均勻攪拌，使含藻污水和臭氧充分地接觸，進行除藻；其中，進入反應器的氣量由轉子流量計測定，從而計算出臭氧的濃度；從反應器中溢出的多余臭氧用KI試劑吸收瓶吸收，保證了系統運行的安全性。

本發明提出的采用臭氧化空氣去除水體中污染藻類的方法的流程如圖1所。根據設備結構，臭氧的特性等，本發明方法優選工藝參數為：所述臭氧化空氣中，臭氧與空氣的體積比為4x10^-4∶1～6x10^-4∶1，吸收多余臭氧的KI試劑質量濃度為1％～5％；SBR反應器中，每毫升含藻污水中臭氧含量為4～5μg；臭氧化空氣除藻的時間為4～8h。

上述方法中，臭氧化空氣曝氣優選采用間歇曝氣方式，曝氣時間為40～60min，間隔時間為5～20min。

本發明的有益效果是：

(1)本方法所用臭氧由空氣制備，途徑安全高效，臭氧化空氣的成本大幅降低。除藻SBR反應器底部采用環形、多點曝氣量，確保臭氧化空氣曝氣的均勻性。控制臭氧與空氣的比例以及投加量，對水體環境不會造成二次污染，使其更具有工程可行性。

(2)本方法在合理的運行參數下，城市污水中藻類(葉綠素a)的去除率、藻類光合活性的降低可達到90％以上。

(3)本方法運行效果穩定，抗沖擊負荷強。

附圖說明

圖1為一種采用臭氧化空氣去除水體中污染藻類的方法的工藝流程圖。

圖中標號：1曝氣泵，2臭氧發生器，3轉子流量計，4臭氧化空氣曝氣管，5SBR反應器，6環形曝形管，7磁力攪拌器，8進水泵，9出水泵，10吸收瓶，11KI試劑溶液。

具體實施方式

使用本發明方法的裝置和流程如圖1所示。

空氣進入臭氧發生器2后，得到臭氧化空氣，即臭氧與空氣的混合汽體，經過轉子流量計3，進行計量。并通過臭氧化空氣曝氣管4進入SBR反應器底部的環形曝氣管6，由磁力攪拌器7將含藻污水與混合氣體攪拌均勻，進行除藻處理。SBR反應器的尾氣進入吸收瓶10，吸收瓶中盛放KI試劑溶液，試劑溶液的質量濃度為1％～5％。另外，SBR反應器5連接進水泵8和出水泵9，分別用泵入含藻污水，泵出除藻后的凈水。