[發明專利]揚水曝氣強化化學除磷無動力自動定量投加水質改善裝置

有效

• 申請號: 201210033645.6
• 申請日: 2012-02-15
• 公開（公告）號: CN102583796A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 黃廷林;柴蓓蓓
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: C02F7/00
• 分類號: C02F7/00;C02F1/52;C02F1/58
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李婷

技術領域

本發明屬于水環境治理技術范圍，涉及抑制湖泊、水庫底泥磷釋放同時兼備短期應急去除大水深水庫高負荷磷含量的水質改善裝置，尤其涉及一種基于揚水曝氣技術的強化化學除磷無動力自動定量投加的水質改善裝置。

背景技術

目前我國大多數城市已經或者正在逐步將水庫、湖泊等地表水做為城市的主要供水水源，湖泊和水庫等水源地在我國城市供水中起著非常重要的作用，而由于水體磷含量較高引發的富營養化等問題日益突出，不僅直接影響到了城市飲用水的水質安全和城市水源的可持續利用，也大大增加了水處理成本。水庫和湖泊水體具有容量大、水深大、流動性小等特點，容易形成水體分層現象，使下層水體溶解氧減少，處于缺氧或無氧狀態，導致底泥中磷向水體溶解釋放，引起上覆水磷含量升高。另一方面，當上游來水含磷量較高進入庫區水體時，無論是植物吸收利用還是自然沉降速率都較為緩慢，無法將高濃度磷負荷快速降低。兩方面因素引起的高含磷量給藻類等浮游植物提供了充足營養，加劇了水體富營養化。因此如何抑制底泥磷釋放及快速安全有效降低水體磷含量成為控制湖泊、水庫等水源水體水環境質量的一個關鍵。

現有的化學除磷技術(對于水源水體，考慮到飲用水的特殊性，所添加的藥劑具有很大局限性，主要以水廠目前常用的混凝劑、助凝劑為主)，是指通過投加化學藥劑使水中溶解態磷與所投加藥劑重新結合生成溶解度較小的沉淀物沉淀從而達到去除的目的。混凝除磷是化學除磷的一種，指投加混凝劑、助凝劑等化學藥劑，使水中顆粒物失穩、溶解態磷與鋁鹽、鐵鹽等重新結合聚集生長分離，最終達到去除的目的。現有的混凝技術用于水處理工藝單元，需設置特定的構筑物，由于該技術的應用必須保證必要充分的水體混合流動，使所投加藥劑均勻混合，此外若使用混凝除磷法還需滿足混凝動力學所需的流場條件，因此對于水源水庫、湖泊等天然大水深水體，若沒有有效的混合方式和混凝動力學所需流場條件保證則無法應用。申請人已授權的中國專利(專利號ZL200310117900.6)，名稱為“多功能揚水曝氣器”是一個豎直安裝的直筒體，筒體進口接近水庫(湖泊)底部，出口接近水面。在直筒體的下端附帶一個曝氣室和一個氣室，曝氣室中充滿水，將壓縮空氣以小氣泡的形式連續通入曝氣室下部，氣泡在曝氣室上升的過程中與水接觸，將氧氣溶解到水中。氣室位于曝氣室的上部，為一半封閉腔室，收集來自曝氣室的氣泡，當氣室充滿空氣后，氣室中的氣體在瞬間向直筒體釋放，形成一個大的氣彈，并迅速上浮，推動筒體中水體向上流動，從而使底層水流向表面，表層水被向下抽吸，形成上下層水體間的循環交換，達到混合上下水層的目的。該揚水曝氣器能將表層水與底層水充分混合，破壞水體分層，同時向水體充氧，改善水體缺氧狀態。

發明內容

本發明的目的在于，在現有技術基礎上提供一種基于揚水曝氣技術的強化化學除磷無動力自動定量投加水質改善裝置，該裝置不僅可以利用馬氏瓶原理實現化學藥劑的無動力定量投加和與揚水曝氣運行相結合的投藥自動控制；還可以充分利用揚水曝氣技術的混合作用，實現所投加藥劑的快速均勻混合，同時利用上升氣彈攜帶水流對其周邊水體的脈沖混合作用，且混合強度隨半徑及深度增大逐漸衰減的特征，保證了混凝反應所需的動力學條件，從而實現對水中磷的有效去除；隨著水中膠體顆粒的失穩和聚集生長，形成的絮體隨水體一起運動，混合擴散到整個流場。最終形成的大顆粒絮體均勻沉降覆蓋在沉積物表面，在上覆水體與沉積物之間形成一層絮體隔離層，通過阻攔、吸附、改變底泥氧化還原性質等多重功效，實現對底泥中的磷、鐵、錳及其它金屬的穩定與鈍化，抑制底泥中的磷及其它污染物的釋放。

為了實現上述任務，本發明采取如下的技術解決方案：

一種揚水曝氣強化化學除磷無動力自動定量投加水質改善裝置，其特征在于，包括垂直放置于揚水曝氣器密封艙之上的無動力投加裝置和通過安裝孔放入揚水曝氣器筒體內的自動定量投加裝置，其中；

所述的無動力投加裝置由上部藥液儲藏箱、恒壓穩壓管、藥液輸送水平管、藥液輸送垂直管和藥液輸送管固定支架組成，其中：

上部藥液儲藏箱為封閉箱體，位于揚水曝氣器密封艙之上，恒壓穩壓管垂直插入上部藥液儲藏箱底部，恒壓穩壓管頂端與大氣相通，底端與藥液輸送水平管左端位于同一水平線，臨近但不接觸相連，保證藥液輸送管入口的恒定壓力；

藥液輸送水平管水平位于上部藥液儲藏箱底部，與藥液輸送垂直管相連；

藥液輸送垂直管穿過上部藥液儲藏箱底部，并穿過軟性保護墊，經由安裝孔垂直吊于揚水曝氣器筒體內，藥液輸送垂直管與上部藥液儲藏箱相連；