[發明專利]一種富營養化的湖泊凈化裝置及其應用

在審

• 申請號: 201510013535.7
• 申請日: 2015-01-12
• 公開（公告）號: CN104817153A
• 公開（公告）日: 2015-08-05
• 發明（設計）人: 陳振民;謝薇;趙偉
• 申請（專利權）人: 上海應用技術學院
• 主分類號: C02F1/58
• 分類號: C02F1/58;B01D53/78;B01D53/58
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根;馬文峰

技術領域

????本發明涉及一種富營養化湖泊凈化裝置及其應用。

背景技術

湖泊在為人類提供著多種多樣自然資源的同時，也遭受著人類活動所引起的各種各樣的污染，富營養化就是其中最為明顯、最為嚴重的一種，它也是湖泊消亡的前兆。為保護湖泊資源，消除富營養化，我國開展研究和治理的人力和財力投入不計其數，持續時間長達幾十年。但至今，原有的富營養化湖泊（如太湖、滇池、巢湖）仍然不見好轉，新富營養化的湖泊在不斷涌現。

通過近幾年的研究發現，之前的富營養化治理就像中國歷史上大禹之前的治水一樣，哪里決口堵哪里，結果是決了堵，堵了決，連年不斷；大禹采取疏導，從此杜絕了水患。中國目前的富營養化治理非常類似于“堵”（限制污水排入，清除湖底淤泥，施藥滅藻，引水沖稀），而忽視了“疏”。本發明根據湖泊的自凈原理，設計出一種以“疏”為前題的治理新方法。

發明內容

本發明的目的是為了解決湖水富營養化而提供的一種富營養化湖泊凈化裝置及利用其對湖泊水進行凈化的方法。

本發明的技術原理

湖泊富營養化主要是湖水中N（主要以NH₄⁺的形式存在）、P濃度過高所引起的藻類爆發，水質變差的一種現象。事實上湖泊富營養化引起藻類爆發的過程，也是湖泊消除N污染的過程也叫自凈過程：藻類生長需要吸收營養（N、P）,需要大量吸收空氣和水中的CO₂進行光合作用，這就使得水的pH值變高，在堿性環境條件下，水中的NH₄⁺轉變為NH₃向大氣散發，使得水中的N含量降低，實現了湖泊自凈的功能。

NH₄⁺??+??OH^-?=?NH₃↑??+??H₂O?

不過這一自然過程是比較微弱和緩慢的，要想實現行之有效或立竿見影的效果，就要采取人工的方法放大這一過程：向水中投放堿性物質，使水成為堿性，將NH₄⁺轉變為NH₃，并不斷攪拌，使NH₃得以揮發，為防止揮發的NH₃造成二次污染，要對其進行吸收和回收，回收物可用來制作其它產品的原材料。

本發明的技術方案

一種富營養化的湖泊凈化裝置，包括堿液池、NH₃吸收液池、集氣罩、氣泵、攪拌系統；

所述攪拌系統包括攪拌軸、攪拌槳葉與攪拌電機；所述的攪拌軸穿過集氣罩中部的頂端，集氣罩上部的攪拌軸與攪拌電機相連，攪拌槳葉安裝在集氣罩下部的攪拌軸上；

所述的堿液池底部側面設有堿液流出口，該堿液流出口通過管道經堿液排放閥后從集氣罩頂部向下穿出，其穿出長度要保證該管道使用時可直接插入湖泊水中，用于向湖泊水中加入堿液；

在集氣罩上，貼近攪拌軸處并靠近集氣罩還設有一NH₃收集管，該NH₃收集管自下而上穿過集氣罩并通過氣泵與NH₃吸收液池內的頂部設有的氣體分布器相連，該氣體分布器位于NH₃吸收液池內的中上部2/3處，使用時，其浸入在NH₃吸收液內。

利用上述的一種富營養化的湖泊凈化裝置對湖泊水進行凈化的方法，具體步驟如下：

上述的富營養化的湖泊凈化裝置使用時，將其安裝在船上，集氣罩接近于湖面。

在每年的5-9月，晴天無風日選擇富營養化嚴重的湖區，在上午8點到下午17點實施（此時溫度比較高，水中植物吸收CO₂強烈，湖水pH高，有利于NH₄⁺轉化為NH₃）：打開堿液池出口的堿液排放閥將質量百分比濃度為10%的石灰水溶液控制流出速率為1.5L/min的速率將其加入湖水中，并控制轉速為100r/min進行攪拌，同時打開氣泵將湖水中產生的NH₃通過集氣罩收集后經NH₃收集管將收集到的NH₃送入NH₃吸收液池的NH₃吸收液內；每個操作點持續5min左右后，移向別處繼續實施；