一种天然水体处理方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种天然水体处理方法及装置，包括：使用水泵通过管路抽取污染的天然水体，并经粗滤栅格过滤模块滤除大颗粒物杂质；将过滤后的水体泵入光催化高级氧化模块内；将空气经由风机送入空气净化模块进行净化，并将净化后空气经过泵入浸没于光催化高级氧化模块底部的微气泡发生模块，产生微气泡，将微气泡作为工艺曝气和氧气源参与光催化高级氧化模块运行；将处理后的洁净富氧水体可排至水源地水体的表层，应用本发明专利技术实施例，降低了水源地水体的腐殖酸浓度，从源头上保障水源地天然水体的水质，并减轻后续自来水厂的消毒工艺产生高浓度消毒副产物的压力，确保自来水厂整体出水水质。

【技术实现步骤摘要】
一种天然水体处理方法及装置
本专利技术涉及水处理
，尤其涉及一种天然水体处理方法及装置。
技术介绍
在中国人民共和国2013年提出的《挥发性有机物(VolatileOrganicCompounds,VOCs)防治技术政策》中对挥发性有机物的定义为常温下饱和蒸汽压大于13.32Pa，常压下沸点在50～260℃的有机化合物，或者在常温常压下任何能够挥发的有机物。VOCs的种类十分丰富，包括，烷类，烃类，酯类，醛类等等，最常见的有三氯甲烷，三氯乙烷，苯，甲苯等。其中三氯甲烷在农药厂等化工类生产厂家排放废气中的浓度远超出国家规定的排放限值。大量VOCs气体由于大气的运输作用，沉降作用以及渗透作用进入水中，最终在天然水体中以总有机碳(TotalOrganicCarbon,TOC)的形式存在。在自然环境中，动植物的腐败组织在水环境中会经历不断的物理化学反应，最终转化为一类高分子的化合物，即腐殖酸，其在大自然水体环境中的分布十分广泛：占到了溶解有机碳(DissolvedOrganicCarbon,DOC)的50％-90％。同时，水华微囊藻作为水中蓝藻爆发的优势藻种，其大量生长后进入衰亡期可向水体中释放出大量藻毒素，并产生大量的腐殖酸。水体中的腐殖酸浓度的增高会直接导致后续自来水消毒处理工艺中消毒副产物(DisinfectionByproducts,DBPs)浓度升高，使得饮用水安全面临更大风险。由于消毒副产物和藻毒素具有极难降解的特点而其绝对浓度相对较低，导致其一旦产生便很难去除。多项研究报道表明饮用水中消毒副产物与藻毒素的浓度升高将会大大增加对人体的致畸变性。赵玉丽等国内外的相关研究总结得出如腐殖酸，富里酸和藻类与消毒剂发生氧化加成取代反应，生成产物经人体饮用易对生殖系统造成副作用；DBPs具有“三致”作用，即致畸致癌致突变性。现有的对天然水体包括对黑臭水体的处理方式一般为曝气增氧法，均为依靠增加水中的含氧量而加速水体的自净化，结合近年来相关专利如CN207659186U“水体自动曝气系统”，CN206735892U“水体曝气装置”，CN105600919B“一种具有水体修复功能的悬浮曝气装置”，然而以上述专利为代表的技术存在共性的技术缺陷如下：直接采用富含VOCs污染气体的大气进行曝气增氧，大大增加了空气中的VOCs向水体中的溶解速率，加剧了空气中VOCs在水中富集的情况；传统处理方式虽已考虑天然水体中底层水体含氧量较低，将曝气管道放置于底层水体曝气，使中底层水体富氧化以期起到对天然水体的深层净化作用的方式，但该过程属于天然水体依靠水体氧化以及异养需氧型微生物的新陈代谢消耗水中有机物，从而达到净化水体的自修复过程，总体效率较低；现有曝气技术中没有对促使产生藻毒素、消毒副产物的前驱体污染物——腐殖酸进行净化消除的功能。综上，本专利技术针对上述三个主要缺陷，综合考虑对曝气气源中VOCs污染物的净化，引入高效率光催化氧化降解工艺对腐殖酸的主要来源——水生生物、藻类、微生物进行全面地处理和控制，目的是降低水源地水体的腐殖酸浓度，从源头上保障水源地天然水体的水质，并减轻后续自来水厂的消毒工艺产生高浓度消毒副产物的压力，确保自来水厂整体出水水质。本专利技术对于满足未来我国饮用水卫生标准的提升需求，水源地保护、自来水供水处理等领域意义重大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种天然水体处理方法及装置，降低了水源地水体的腐殖酸浓度，从源头上保障水源地天然水体的水质，并减轻后续自来水厂的消毒工艺产生高浓度消毒副产物的压力，确保自来水厂整体出水水质。为了实现上述目的，本专利技术提供一种天然水体处理方法，所述方法包括：使用水泵通过管路抽取污染的天然水体，并经粗滤栅格过滤模块滤除大颗粒物杂质；将过滤后的水体泵入光催化高级氧化模块内；将空气经由风机送入空气净化模块进行净化，并将净化后空气经过泵入浸没于光催化高级氧化模块底部的微气泡发生模块，产生微气泡，将微气泡作为工艺曝气和氧气源参与光催化高级氧化模块运行；将处理后的洁净富氧水体可排至水源地水体的表层。本专利技术还提供一种天然水体处理装置，所述装置包括：空气处理模块；风机，用于将其内的空气形成负压状态，并送入所述空气处理模块，以进行空气处理；气流流量控制器；高级氧化模块；所述气泵用于将处理后的气体加压通过所述气流流量控制器；微气泡曝气模块，以接收所述气流流量控制器经管道传输的气体，其中，所述微气泡曝气模块放置于所述高级氧化模块入口处；栅格过滤模块；水泵，用于在开启状态下天然水体经所述栅格过滤模块进入所述高级氧化模块与所述微气泡曝气模块产生的微气泡混合；在线监测模块，用于对所述高级氧化模块处理后水体中的参数进行监控，期中，所述参数至少包括叶绿素含量以及pH值。优选的，所述高级氧化模块中光源的波长范围185nm～500nm之间，且光源与所选用光催化剂响应波段相匹配。优选的，所述高级氧化模块中选择光催化剂为负载型光催化剂，光催化剂为g-C3N4、TiO2及贵金属改性TiO2光催化剂中的一种或者多种，负载载体可以为陶瓷、不锈钢、钛合金金属材料、高分子材料中的一种或者多种。优选的，所述空气处理模块为双介质阻挡放电器负载半导体TiO2或BaTiO2、臭氧协同紫外光催化高级氧化模块，所述高级氧化模块包括紫外光催化模块以负载型TiO2/Ti为光催化剂以及其载体。应用本专利技术实施例提供的一种天然水体处理方法及装置，具备的有益效果如下：1、通过引入空气净化处理装置对源自大气的空气进行净化，解决了空气中的VOCs向水源地水体富集的污染源头，将直接减少后续供水过程中消毒副产物的生成，对供水安全具有重要意义。2、本专利技术从控制自然水源地水体中的腐殖酸、藻毒素浓度入手，相较常规水体修复技术单一增氧的处理思路，相对更直接的保障了水源地水质的安全。3、本专利技术通过控制自然水源地水体中的腐殖酸浓度，直接缓解了后续自来水厂因原水腐殖酸过高而难以处理的情况，并有效减少了处理后自来水中的消毒副产物含量，提高了自来水的安全性。4、本专利技术有效动态控制了天然水体中藻类丰度，从而避免了藻类爆发失控所引起的藻毒素大量产生，并通过动态控制系统启停的方式保证了水体中藻类在可控范围内生长，保证了生物多样性的同时减少了系统运行的时间，降低了运行功耗。附图说明图1是本专利技术的一种天然水体处理装置的结构示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天然水体处理方法，其特征在于，所述方法包括：/n使用水泵通过管路抽取污染的天然水体，并经粗滤栅格过滤模块滤除大颗粒物杂质；/n将过滤后的水体泵入光催化高级氧化模块内；/n将空气经由风机送入空气净化模块进行净化，并将净化后空气经过泵入浸没于光催化高级氧化模块底部的微气泡曝气模块，产生微气泡，将微气泡作为工艺曝气和氧气源参与光催化高级氧化模块运行；/n将处理后的洁净富氧水体可排至水源地水体的表层。/n

【技术特征摘要】
1.一种天然水体处理方法，其特征在于，所述方法包括：
使用水泵通过管路抽取污染的天然水体，并经粗滤栅格过滤模块滤除大颗粒物杂质；
将过滤后的水体泵入光催化高级氧化模块内；
将空气经由风机送入空气净化模块进行净化，并将净化后空气经过泵入浸没于光催化高级氧化模块底部的微气泡曝气模块，产生微气泡，将微气泡作为工艺曝气和氧气源参与光催化高级氧化模块运行；
将处理后的洁净富氧水体可排至水源地水体的表层。


2.一种天然水体处理装置，其特征在于，所述装置包括：
空气处理模块(2)；
风机(1)，用于将其内的空气形成负压状态，并送入所述空气处理模块(2)，以进行空气处理；
气流流量控制器(4)；
高级氧化模块(8)；
所述气泵(3)用于将处理后的气体加压通过所述气流流量控制器(4)；
微气泡曝气模块(5)，以接收所述气流流量控制器(4)经管道传输的气体，其中，所述微气泡曝气模块(5)放置于所述高级氧化模块(8)入口处；
栅格过滤模块(6)；
水泵(7)，用于在开启状态下天...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丽，杨懿，张文婷，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：发明
国别省市：上海;31