一种水体净化方法技术

本发明专利技术公开了一种水体净化方法，其包括混凝，助凝，沉淀，等离子脱氮处理和水生态系统重构处理，本发明专利技术的水体净化在混凝沉淀、等离子体净化之后还有一个水生态重构系统，通过水生态的重构使水体恢复自我净化能力，进一步降低水体中的氨氮、总磷和总氮的水平，减少藻类生长环境和生存空间，改善水体水质。

【技术实现步骤摘要】
一种水体净化方法
本专利技术涉及一种水体净化
，具体涉及一种集混凝沉淀、等离子体处理和生态体系重构装置于一体的水体净化方法。
技术介绍
劣Ⅴ类水体和黑臭水体是因水体过量纳污、超出其水环境容量而导致变黑、发臭，通常低于《地表水水环境质量标准》(GB3838-2002)V类水质标准，其主要特征指标为溶解氧小于2.0mg/L、氨氮大于2.0mg/L或总磷大于0.4mg/L，多位于人口密集、污染负荷强度大、基础设施不完善的区域，主要包括城市建成区、城乡结合部、县城及中心镇等区域内水体。因此，治理水体污染是一项紧迫的任务。
技术实现思路
本专利技术提供了一种工艺流程短、运行成本低、对水质的适应性强、持续效果好的水体的净化处理装置及其方法，其目的在于克服现有水体净化技术存在的净化周期长、效果欠佳的缺陷，使得水体水质改善、水生态体系恢复，实现河流、湖泊生态系统的重构和健康可持续发展。本专利技术通过以下技术方案来实现：一种水体净化方法，包括(1)混凝：将污染水体输入混凝池，通过混凝加料装置加入1～50g/m3硫酸亚铁溶液和进水总量3～5％的等离子体处理水混合并不断搅拌，搅拌速度为50～300r/min，混凝反应时间为2～15min；(2)助凝：步骤(1)中混凝反应后的水体进入助凝池，通过助凝加药装置加入PAM絮凝剂，加入PAM的重量为0.1～1g/m3，搅拌并反应1～5min，搅拌速度10～80r/min；(3)沉淀：步骤(2)中经助凝反应的污水进入沉淀池，进行固液分离，固液分离的时间为3～10min，形成所述沉淀池上层的上清区、底部的污泥浓缩区和中部的固液分离中区；(4)等离子体处理：将污水输送至等离子体发生器中停留1～10s，等离子体发生器产生的等离子体互相碰撞生成自由基，所述等离子体发生器的脉冲工作电压为0.01～30KV，电流密度为1～10mA/cm2，频率为2400～2600MHz，水体中的溶解氧大于等于7mg/L；(5)脱氮反应：步骤(4)中出水通过布水器均匀分布在脱氮反应池中反应，停留时间为10～150min；(6)生态重构：步骤(5)的出水进入水生态系统重构装置，通过水生态系统重构装置的来水稳定区和深度净化区处理，出水经滨水拦截带、水生植物净化系统、微生物净化系统和水生动物净化系统的处理，使得出水COD≦20mg/L，BOD≦6mg/L，氨氮≦1.5mg/L，总氮≦5mg/L，总磷≦0.1mg/L。优选的，当步骤(2)中助凝池内形成的沉淀量不足时，开启污泥回流泵，部分污泥从所述沉淀池回流入所述助凝池内。优选的，步骤(3)中还包括污泥处理步骤：将上述步骤(3)中所述沉淀池内污泥浓缩区中的污泥，通过污泥泵输送至污泥处理装置的重力浓缩池内，利用水、有机物和无机物三者的密度差异进行重力沉淀分离，形成上清液层、中层有机物富集层和下层无机层；将上清液层内的液体输送至混凝沉淀装置中再净化，将中层有机物富集层内物质输送至理化调理池进行调理后输送至脱水机进行脱水处理；将下层无机层直接经过脱水机进行脱水。优选的，所述来水稳定区由滨水拦截带、水生植物净化系统和微生物净化系统组成；所述滨水拦截带由挺水植物组成，所述水生植物净化系统由沉水植物构成，所述微生物净化系统通过植物为微生物提供附着载体。优选的，所述来水稳定区的出水经过所述深度净化区的挺水植物系统，浮叶植物系统，湿生植物系统和水生动物系统依次处理后与自然水体连通。优选的，所述来水稳定区还通过强化净化区与所述深度净化区连接，所述强化净化区是连接于所述来水稳定区之后的塘体，所述塘体中种植有挺水植物。优选的，经过所述强化净化区处理后的出水依次经过表流湿地和生态涵养区，所述表流湿地布置在所述强化净化区之后，所述表流湿地布置有生长在植物茎、杆上的生物膜；经过所述表流湿地处理后的出水经过所述生态涵养区的滨水拦截带、沉水植物净化系统、水生动物净化系统和微生物活化系统依次处理后流入深度净化区。优选的，所述混凝池包括混凝剂加料装置，所述混凝剂加料装置中贮藏有质量比为5～10％硫酸亚铁溶液，所述混凝剂的用量为1～50g/m3；所述助凝池包括助凝剂加料装置，所述助凝剂加料装置中贮藏有质量比为1～2‰的PAM溶液。优选的，当总磷小于等于1mg/L时，加入15mg/L硫酸亚铁溶液，并将混凝池中的PH调节至8～9。优选的，所述混凝沉淀装置还包括pH值加药装置，所述pH值加药装置中储藏有氢氧化钠或碳酸钠将污水的pH值调节为7～9。本专利技术的水体净化系统及方法的作用原理如下：一、混凝加入混凝剂，Fe2+与等离子体机产生的自由基Cl·、O·、OH·或Cl2反应生成Fe3+，Fe3+与PO43-反应生成磷酸铁沉淀除去污水的磷，与OH-反应生成Fe(OH)3沉淀进行混凝反应，通过吸附作用除去石油类、动植物油等有机物。混凝沉淀除磷的原理：污水中的磷通常以无机磷酸根、生物磷(如生物体的DNA、RNA的生物磷酸根)和有机磷等三种形态存在。在等离子体和自由基的作用下，生物体的DNA和RNA的生物磷酸根释放成无机PO43-，有机磷转变成无机PO43-，便于以磷酸铁形态沉淀，同时通过沉淀的吸附作用除去石油类、动植物油等有机物。Fe2++Cl·—→Fe3++Cl﹣Fe2++OH·—→Fe3++OH﹣Fe3++PO43-—→FePO4↓(除磷主反应)Fe3++3OH﹣—→Fe(HO)3↓同时，通过混凝，可以消耗多余的自由基，消除自由基对测定COD的影响。二、助凝通过加入助凝剂0.1～1gPAM/m3溶液，并于转速为30～80转/分钟搅拌，促进大颗粒絮体(矾花)生成，进入沉淀池160进行固液分离；当形成的沉淀量不大，矾花小时，开启污泥回流泵190，使沉淀池160的污泥部分回流入助凝池150，促进矾花形成。三、沉淀分离经过助凝反应后的污水从沉淀池160的中部进入沉淀池(160)，进行固液分离，清液向上部移动，经堰板流入水槽；污泥向下部沉降，聚积于沉淀池160底部的泥斗中，经污泥泵输入污泥处理装置中。四、等离子体净化处理等离子体发生器210工作时产生大量的等离子体，等离子体与水体作用，产生大量活性很强的自由基，其中，O·和OH·能与其有机物分子反应生成水和二氧化碳；O·与NH3反应生成水和NO3﹣；Cl·和H·与NO3﹣和氨氮反应生成N2和H2O。等离子体作用产生的并未及时参加反应的·H生成氢气，形成大量的微气泡；此外，·H与NO3﹣和NO2﹣反应生成N2，也形成大量的微气泡。随着这些氢气和氮气微气泡的上浮，会带出大量的固体悬浮物，达到固液分离的效果，形成气浮作用，进一步降低废水中的COD、色度、浊度等污染指数。等离子体作用产生的自由基与污染水体中的发臭物质作用，能消除臭味，因此，等离子体净化装置(100)还有的消除臭味的效果。1、去除COD、BOD原理RH+O·—→CO2↑+H2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水体净化方法，其特征在于，/n(1)混凝：将污染水体输入混凝池，通过混凝加料装置加入1～50g/m

【技术特征摘要】
1.一种水体净化方法，其特征在于，
(1)混凝：将污染水体输入混凝池，通过混凝加料装置加入1～50g/m3硫酸亚铁溶液和进水总量3～5％的等离子体处理水混合并不断搅拌，搅拌速度为50～300r/min，混凝反应时间为2～15min；
(2)助凝：步骤(1)中混凝反应后的水体进入助凝池，通过助凝加药装置加入PAM絮凝剂，加入PAM的重量为0.1～1g/m3，搅拌并反应1～5min，搅拌速度10～80r/min；
(3)沉淀：步骤(2)中经助凝反应的污水进入沉淀池，进行固液分离，固液分离的时间为3～10min，形成所述沉淀池上层的上清区、底部的污泥浓缩区和中部的固液分离中区；
(4)等离子体处理：将污水输送至等离子体发生器中停留1～10s，等离子体发生器产生的等离子体互相碰撞生成自由基，所述等离子体发生器的脉冲工作电压为0.01～30KV，电流密度为1～10mA/cm2，频率为2400～2600MHz，水体中的溶解氧大于等于7mg/L；
(5)脱氮反应：步骤(4)中出水通过布水器均匀分布在脱氮反应池中反应，停留时间为10～150min；
(6)生态重构：步骤(5)的出水进入水生态系统重构装置，通过水生态系统重构装置的来水稳定区和深度净化区处理，出水经滨水拦截带、水生植物净化系统、微生物净化系统和水生动物净化系统的处理，使得出水COD≦20mg/L，BOD≦6mg/L，氨氮≦1.5mg/L，总氮≦5mg/L，总磷≦0.1mg/L。


2.根据权利要求1所述的一种水体净化系统，其特征在于，当步骤(2)中助凝池内形成的沉淀量不足时，开启污泥回流泵，部分污泥从所述沉淀池回流入所述助凝池内。


3.根据利要求1所述的一种水体净化方法，其特征在于，步骤(3)中还包括污泥处理步骤：将上述步骤(3)中所述沉淀池内污泥浓缩区中的污泥，通过污泥泵输送至污泥处理装置的重力浓缩池内，利用水、有机物和无机物三者的密度差异进行重力沉淀分离，形成上清液层、中层有机物富集层和下层无机层；将上清液层内的液体输送至混...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔玲芬，罗薇薇，黄海弟，郭春勇，李坤，王哲，赵金涛，
申请(专利权)人：大渊环境技术厦门有限公司，上海山恒生态科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35