[發明專利]一種超聲空化耦合微納曝氣的船載式微藻原位治理設備

在審

• 申請號: 202110331562.4
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113087291A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 周雪飛;顧禹
• 申請（專利權）人: 同研智慧（蘇州）環境科技有限公司
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14
• 代理公司: 蘇州通途佳捷專利代理事務所(普通合伙) 32367
• 代理人: 閔東

本發明公開了一種超聲空化耦合微納曝氣的船載式微藻原位治理設備，由微納米曝氣裝置、超聲波空化裝置和導流筒組件組成；微納米曝氣裝置包括射流曝氣器和曝氣泵，超聲波空化裝置包括電源和超聲換能器，導流筒組件包括進水口、直筒、旋流扇葉和支撐桿。微納米曝氣裝置向水體中持續補充溶解氧，通過形成的負壓使進水端的水體持續流向導流筒內，為后續的超聲區域提供微納米氣泡，強化空化效果；超聲波空化裝置可破壞微藻內的氣囊結構,使其因喪失氣泡的浮力沉于水底,無法進行光合作用而失去存活和繁殖能力，微納米氣泡在超聲波作用下潰滅釋放的高能量使藻細胞失活。本發明構造簡單，便于維護、處理效果好，與其他工藝設備相比具有較大優勢。

技術領域

本發明屬于湖泊微藻處理領域，具體涉及一種超聲空化耦合微納曝氣的船載式微藻原位治理設備。

背景技術

在工業、農業的生產發展以及人類的日常生活中會產生大量富含氮、磷元素的廢水，這些廢水排入水體后就會引起水體的富營養化。水體中的微藻會借助充足的營養物質，迅速繁殖，從而逐步耗盡水中的營養鹽，直至后期因為營養不足而死亡。死亡的藻細胞則會浮到水面，形成一層“膜”覆蓋在水面上，使得水體復氧過程受阻。由于水中溶解氧含量不斷降低，形成缺氧環境，水生生物的生長受到抑制。另外，死亡藻細胞的腐敗分解會消耗水中大量溶解氧，并產生羥胺、硫化氫等有毒有害物質，加速水生生物死亡與水質惡化；尤其在在養殖水生生物的水體中，可能會導致水生生物大量死亡。此外，微藻在生長繁殖過程中會產生有毒的代謝產物，如藻毒素。藻毒素不僅對水生生物的生長帶來威脅，而且可能通過直接引用或者食物鏈的富集作用進入人體體內，最終危害人體健康。

目前，如何對微藻進行有效治理已經成為對淡水富營養化水體治理中最緊迫的任務之一。超聲除藻技術具有處理流程簡單、無需添加化學藥劑、反應迅速等特點，被認為是一種高效的環境友好型技術，得到了廣泛的研究和關注。但現有的超聲除藻技術多采用湖泊覆蓋式處理，使得微藻處理不徹底，極易迅速繁殖再生，且水體中溶解氧得不到恢復，容易形成惡性循環，加大微藻治理的工作量，耗時耗力。因此，有必要對當前微藻的超聲原位處理裝置進行結構和工藝上的改進，尋求更加低耗高效的一體化設備，以解決目前存在的問題。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明提供了一種超聲空化耦合微納曝氣的船載式微藻原位治理設備，通過基于超聲空化和射流曝氣技術耦合解決當前湖泊微藻治理效率低、湖泊生態恢復難的問題。

為解決上述技術問題，實現上述技術效果，本發明通過以下技術方案實現：

一種超聲空化耦合微納曝氣的船載式微藻原位治理設備，由船體以及安裝在所述船體上的微納米曝氣裝置、超聲波空化裝置和導流筒組件組成；所述微納米曝氣裝置用于向水體中補充空氣并形成微納米氣泡；所述超聲波空化裝置用于使含藻水體形成空化效應，將微藻細胞破壁并初步氧化；所述導流筒組件用于引流并提高氣液混合效率，強化空化效應；所述微納米曝氣裝置包括射流曝氣器和曝氣泵，所述超聲波空化裝置包括電源和超聲換能器，所述導流筒組件包括進水口、直筒、旋流扇葉和支撐桿。

所述直筒通過前后兩個所述支撐桿固定安裝在所述船體的殼體底面，所述進水口與所述直筒的前端敞口連接，且所述進水口的頂端位于水位線之上，所述射流曝氣器安裝在所述進水口內，且所述射流曝氣器向內對準所述直筒的內部，所述曝氣泵設置在所述船體內部或外部，所述曝氣泵通過導氣管與所述射流曝氣器連接；所述直筒內的頂部均勻設置有若干個所述超聲換能器，所有所述超聲換能器在所述直筒內形成超聲區域，所述電源設置在所述船體內部或外部，所述電源通過導線與每個所述超聲換能器連接；所述旋流扇葉安裝在所述直筒內的中段位置，且所述旋流扇葉與所述射流曝氣器相對設置，所述旋流扇葉通過進入所述直筒內的流體獲得推力實現轉動，以提升氣液混合效果及延長微藻在所述直筒內停留時間。

進一步的，所述射流曝氣器位于所述直筒的中軸線位置，使產生的微納米氣泡在超聲波作用下進一步空化。