一种电气浮-光催化技术处理富营养化原水的一体化装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于环境工程领域，具体涉及一种处理富营养化原水的一体化装置，该装置包括反应区、回收区。该装置联合光催化技术和电气浮技术，能同时处理藻毒素和释放藻毒素源头的藻类，并实现对催化剂的回收。实际处理太湖富营养化原水水样，结果证明：该一体化装置对微囊藻毒素的去除率为93%，浊度去除率为90%，chl‑a的去除率为84%，CODMn从58mg/L降低到15mg/L，NH3‑N从6.4mg/L降低到2.0mg/L。有望将本发明专利技术设计的装置运用到实际的水处理厂中，可组成新的水处理工艺（混凝‑沉淀‑一体化装置‑过滤‑消毒）处理富营养化原水，减轻滤池的的过滤压力，有效提高滤池的工作效率。

An Integrated Device for Treatment of Eutrophic Raw Water by Electroflotation-Photocatalysis Technology

【技术实现步骤摘要】
一种电气浮-光催化技术处理富营养化原水的一体化装置
本专利技术属于环境工程领域，具体涉及一种电气浮-光催化技术处理富营养化原水的一体化装置。
技术介绍
富营养化是全球范围内普遍的环境问题，随着社会的发展，大量的工业废水以及生活污水排入至原水中，以及水产养殖的力度和强度不断扩大，导致自然原水富营养化加速，直接促进了河流湖泊中水华的发生。随着湖泊富营养化的加剧，蓝藻水华频繁发生，蓝藻在代谢过程中或藻体破裂后会分泌微囊藻毒素，污染水源，直接威胁人类身体健康。微囊藻毒素（MCs）为一组含有特殊的氨基酸（Adda）的环状七肽物质，是迄今已发现的最强的肝肿瘤促进剂，其环状结构决定了其在很大的pH范围和温度范围内都很稳定。常规的给水处理工艺很难将其从原水中彻底除去，甚至会引起藻细胞破裂导致微囊藻毒素释放到原水中。虽然纳滤法可完全去除原水中的微囊藻毒素，但成本过高，且膜容易堵塞，不适合大规模使用。为此，寻求一种高效且低成本的处理技术处理MCs成为亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能同时去除微囊藻毒素和产生藻毒素源头—藻类的一体化装置，用于常规的水处理工艺中，弥补常规水处理工艺在处理富营养化原水中的不足。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案为：一种电气浮-光催化技术处理富营养化原水的一体化装置，其特征在于，该装置包括反应区、回收区以及连通两个区的循环管，其中，所述反应区里设布水管、电极板、磁性光催化剂、灯管，所述回收区里设溢流槽、电磁铁盒和吸藻机，所述循环管上安装回流泵。有益效果：本专利技术的最大特点是将电气浮与光催化两种绿色技术有机结合高效处理富营养化原水，具体表现在：电极板产生的大量微气泡可以粘附水中不溶性的悬浮颗粒和藻类，这些小颗粒和藻类随着气泡上升至水面，吸藻机将其收集去除。光催化剂在可见光照射下产生超强氧化性活性物质，这些活性物质可以降解藻类释放出的藻毒素和其他可溶性的难降解有机物。电气浮产生的大量微气泡对水中的催化剂起扰动作用，既使催化剂悬浮在水中，避免了催化剂的堆积而引起的催化剂比表面积减小、催化效果不佳等问题，同时可省去常规光催化装置中所需的电动搅拌。另外，电气浮产生的O2可作为光催化剂的电子载体，使光催化剂产生更多的活性物质O2—，提高光催化降解的效果。因此，本专利技术具有结构简单合理、布局紧凑、无二次污染、处理效果显著、充分利用太阳能等优点。附图说明：图1是一体化装置结构示意图（主视图）。其中：1-吸藻机，2-吸头，3-溢流堰，4-溢流槽，5-溢流槽出水口，6-灯管，7-电极板，8-磁性光催化剂，9-布水管，10-溢流堰，11-溢流槽，12-斜板，13-电磁铁盒，14-溢流槽出水口，15-电磁铁，16-回流泵，17-循环管。图2是一体化装置结构示意图（正剖面图）。图3是一体化装置结构示意图（左视图）。具体实施方式：实施例1如图1所示，一种电气浮-光催化技术处理富营养化原水的一体化装置，左边是反应区，右边是回收区。反应区内有灯管6、电极板7、磁性光催化剂8和布水管9；回收区内有吸藻机1、溢流槽4（11）、电磁铁盒13、回流泵16以及连接在回流泵16上的循环管17；溢流槽4（11）上设溢流堰3（10）、溢流槽出水口5（14）。磁性光催化剂8是一种半导体，受到灯管6发出的光的激发，产生活性物质h+、·OH和O2—，这些活性物质可以降解藻类释放出的藻毒素和其他可溶性的难降解有机物。电极板7产生的大量微气泡具有较高的比表面积，从而具有较高的吸附性能，能吸附原水中的不溶性藻类和微小颗粒，使之上浮至水面，吸藻机1除去水面上的藻类及杂质。实施例2下面通过处理水样（太湖取样，7月份）来进一步说明本专利技术的电气浮-光催化技术处理富营养化原水的一体化装置。首先在装置的回收区内加入去离子水至b水位（0.41m），随后模拟自来水厂工艺对水样经过简单的前处理（混凝-沉淀），去除掉不溶性的大颗粒，经过前处理的太湖水样从装置反应区的布水管9连续进水，接通电极板7的电源，开启灯管6，待水位上升至a水位时，水流和反应区表面的藻类（包括不溶性颗粒）溢过溢流堰3，进入溢流槽4，藻类（包括不溶性颗粒）被吸藻机1吸除，溢流槽出水口5流出反应区处理后的水至回收区，通过溢流堰10流进溢流槽11，从溢流槽出水口14流出整个装置。观察电磁铁盒13表面的斜板12，当磁性光催化剂8布满整个斜板12时，断掉电磁铁15的电源，开启回流泵16，磁性光催化剂8沿着斜板12滑落至催化剂回收处，经过循环管17至反应区，实现催化剂的回收，避免出水二次污染。实施例3具体运行参数：反应区进水流量为0.613L/s，水力停留时间为2h，投加36.8g磁性催化剂8（g-C3N4/Bi4O5I2/Fe3O4）至反应区，使催化剂的浓度为500mg/L，电极板7的电流大小为1.0A（电极板之间的间距为0.6cm）。实施例4按以上参数和步骤进行，微囊藻毒素的去除率为93%，浊度去除率为90%，chl-a的去除率为84%，CODMn从58mg/L降低到15mg/L，NH3-N从6.4mg/L降低到2.0mg/L。这使得有望将本专利技术设计的装置运用到实际的水处理厂中，可组成新的水处理工艺（混凝-沉淀-一体化装置-过滤-消毒）处理富营养化原水，由于对藻类的去除率较高，可减轻滤池过滤压力，极大地提高滤池的工作效率。上述实施方式为本专利技术较佳的实施方式，但本专利技术的实施方式并不受所述实施例的限制，其他任何未背离本专利技术的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电气浮‑光催化技术处理富营养化原水的一体化装置，其特征在于，该装置可连续处理富营养化原水，包括反应区、回收区以及连通两个区的循环管，其中，所述反应区里设布水管、电极板、磁性光催化剂、灯管，所述回收区里设溢流槽、电磁铁盒和吸藻机，所述循环管上安装回流泵。

【技术特征摘要】
1.一种电气浮-光催化技术处理富营养化原水的一体化装置，其特征在于，该装置可连续处理富营养化原水，包括反应区、回收区以及连通两个区的循环管，其中，所述反应区里设布水管、电极板、磁性光催化剂、灯管，所述回收区里设溢流槽、电磁铁盒和吸藻机，所述循环管上安装回流泵。2.根据权利要求1所述的光催化剂，其特征在于：光催化剂在可见光下响应，可充分利用太阳光降解藻类释放出的藻毒素和其他可溶性的难降解有机物，另外催化剂为磁性光催化剂，可利用催化剂的磁性，对催化剂进行二次回收，避免了出水水质的二次污染。3.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，电极板上外接直流电源，均匀分布在装置中，分正负两极，电极板上产生H2、O2、Cl2等微气泡。4.根据权利要求1所述的溢流槽，第一个溢流槽的功能是藻类和水的分离，第二个溢流槽的功能是保证连续出水...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭慧，王利平，徐金妹，汪楚乔，许筠，蒋善庆，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32