專利名稱：利用二氧化氯清除藻類的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用二氧化氯清除藻類的方法及其裝置，其用于清除水庫(kù)、湖 泊、江河等自然水系和高爾夫球場(chǎng)等人工水系中的藻類，該藻類可在上述水系中急劇繁 殖并且容易弓I起紅藻和綠藻現(xiàn)象。
背景技術(shù)：
通常情況下，如果水庫(kù)、湖泊、江河等自然水系和高爾夫球場(chǎng)等人工水系中的 有機(jī)物、氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽類含量過多而出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象時(shí)，攝取該營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的植物性 浮游生物或藻類就會(huì)在短時(shí)間內(nèi)急劇繁殖，從而把整個(gè)水系染成紅色或黃綠色，由此引 發(fā)紅藻或綠藻現(xiàn)象。當(dāng)?shù)?N)、磷(P)等藻類繁殖所需的營(yíng)養(yǎng)成分物質(zhì)過多地積蓄在湖沼(湖泊、水 庫(kù))中時(shí)會(huì)出現(xiàn)上述富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象。即，營(yíng)養(yǎng)鹽類含量可適當(dāng)?shù)亟?jīng)稀釋、沉淀、生物分 解等過程而得到自然凈化，但是如果一次性過多地供應(yīng)營(yíng)養(yǎng)鹽類而使湖沼失去自凈能力 時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)各種藻類的大量繁殖，而且會(huì)重復(fù)出現(xiàn)藻類分解物再次成為其它藻類的營(yíng) 養(yǎng)物質(zhì)的惡性循環(huán)。處于富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)的湖沼中出現(xiàn)的紅藻或綠藻現(xiàn)象可以使水系水體的顏色發(fā)生 變化，同時(shí)會(huì)顯著降低水體透明度而危害周邊景觀，還會(huì)使水系內(nèi)部的氧氣枯竭而致使 水生生物死亡。被殺滅的繁殖藻類的殘骸在沉底之后會(huì)逐漸腐爛而產(chǎn)生有毒物質(zhì)及發(fā)出 惡臭氣味，從而導(dǎo)致水質(zhì)惡化。尤其是如果自來水源出現(xiàn)綠藻現(xiàn)象時(shí)，不僅很難處理而 且經(jīng)過處理的自來水中會(huì)有異味。清除紅藻及綠藻的方法有多種，比如包括如下方法黃土拋撒法，向水中拋撒 黃土，利用黃土所具有的吸附作用及絮凝力來吸附水中的營(yíng)養(yǎng)鹽類及急劇繁殖的藻類， 之后再進(jìn)行絮凝處理；絮凝劑投入法，向水中投入絮凝劑用以凝聚營(yíng)養(yǎng)鹽類及急劇繁殖 的藻類并進(jìn)行絮凝處理；利用水生植物法，在水中種植水生植物，通過其根部吸收營(yíng)養(yǎng) 鹽類以達(dá)到清除它的目的；溶解空氣漂浮法，向水中通入高壓空氣以使水中的溶解空氣 產(chǎn)生漂浮，與此同時(shí)，帶動(dòng)營(yíng)養(yǎng)鹽類及藻類而使其漂浮，進(jìn)而達(dá)到清除它們的目的；利 用臭氧殺滅微生物的方法；利用電解反應(yīng)所產(chǎn)生的氣泡對(duì)其進(jìn)行分離的漂浮分離法；通 入電解海水時(shí)所產(chǎn)生的氯氣來清除藻類的方法等。但是，上述黃土拋撒法只是能夠在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行迅速處理的一個(gè)應(yīng)急措施而 已，經(jīng)過一段時(shí)間之后，因浮游生物和混濁度會(huì)逐漸增加，所以仍然會(huì)使水質(zhì)惡化。采 用上述絮凝劑投入法時(shí)，不僅會(huì)因購(gòu)買絮凝劑而花費(fèi)高額絮凝劑費(fèi)用，而且水中污染物 與絮凝劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后還有可能產(chǎn)生2次污染。采用利用水生植物法時(shí)的處理費(fèi)用雖 然較低，但由于水生植物對(duì)季節(jié)和外界溫度條件較為敏感，所以不僅應(yīng)用受到限制，而 且由于水生植物死后的殘留物本身也是有機(jī)物，所以它還會(huì)成為水質(zhì)污染源。采用溶解 空氣漂浮法時(shí)，由于僅靠溶解空氣微粒而難以使水中繁殖藻類漂浮起來，所以該方法不 僅難以提高清除效率，而且還需要從水系外部通入高壓空氣，從而會(huì)需要高額裝備費(fèi)用以及相關(guān)維護(hù)費(fèi)用，現(xiàn)場(chǎng)被殺滅而漂浮的浮游生物會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞周邊景觀。臭氧處理法是 通過臭氧發(fā)生器向水中通入臭氧而滅菌的方法，但臭氧發(fā)生器本身屬于高價(jià)裝備，其還 有一定的危險(xiǎn)性并會(huì)發(fā)出臭氧所特有的惡臭。利用電解反應(yīng)的漂浮分離法則利用電解過 程中所產(chǎn)生的細(xì)微氣泡使藻類浮到水面上，但是大型電解裝置的能耗高、風(fēng)險(xiǎn)大。通入 電解海水時(shí)所產(chǎn)生的氯氣的方法只能在海中使用，而且由于該法直接向海水中通入電解 反應(yīng)所產(chǎn)生的氯氣，因此其經(jīng)濟(jì)性較低。如上所述，到目前為止，人們提出的清除藻類的方法及裝置各有優(yōu)缺點(diǎn)，所以 人們很難只應(yīng)用其中的某一個(gè)方法。例如，采用直接向湖沼中拋撒黃土、絮凝劑或消毒 劑等清除藻類和營(yíng)養(yǎng)鹽類的方法時(shí)，雖然效果快但不能持久，由于已被殺滅的藻類經(jīng)再 分解后還會(huì)產(chǎn)生大量有機(jī)物，所以還會(huì)出現(xiàn)紅藻、綠藻等并形成嚴(yán)重的惡性循環(huán)。然而，采用抽吸湖沼水之后在另設(shè)的其它處理裝置中清除藻類和營(yíng)養(yǎng)鹽 類并重新向湖沼排放放流水的方法時(shí)，由于利用離心分離、漂浮分離、微量應(yīng)變 (microstraining)等固液分離法清除藻類，所以采用該方法時(shí)，雖然能從水系水體中完全 分離出藻類，但其不僅需要高價(jià)裝備，而且能源和各種消耗品的用量也較多。另外，利用紫外線、臭氧或氯氣等殺滅藻類時(shí)，雖然該方法可以迅速清除紅藻 及綠藻，但過多地進(jìn)行消毒時(shí)，消毒劑的毒性會(huì)對(duì)其它水生植物產(chǎn)生惡劣影響。反之， 利用微生物或水生植物凈化水體水質(zhì)時(shí)，雖然該方法在清除紅藻和綠藻的根源物質(zhì)、即 營(yíng)養(yǎng)鹽類方面具有優(yōu)勢(shì)，但是由于該方法在大范圍水系中很難實(shí)施，所以其不僅收效甚 微而且清除速度緩慢，因此該方法只能當(dāng)作輔助技術(shù)來使用。就此，最近人們開發(fā)出一些利用化學(xué)及物理特性進(jìn)行固液分離處理的方法和利 用紫外線、臭氧或氯氣等一同處理的方法。有人提出了例如利用絮凝-漂浮的固液分離 法清除藻類之后，在放流水中通入氯氣的方法。但是氯氣會(huì)與水系水體中的有機(jī)物發(fā)生 化學(xué)反應(yīng)而生成致癌物質(zhì)。反之，利用紫外線或臭氧進(jìn)行處理時(shí)的致癌物質(zhì)生成量雖 少，但放流水的清除效果不持久。因此若接觸紫外線或臭氧的時(shí)間不充足，放流水中所 含有的藻類或孢子還會(huì)再次繁殖。另外，作為對(duì)湖沼中的藻類進(jìn)行固液分離處理的方法而言，有人提出了絮 凝-過濾方法。在其過濾工序中，可根據(jù)過濾器空隙而清除較為細(xì)微的絮凝物，該過濾 工序看似很有用，但實(shí)際中真正處理含有藻類的原水時(shí)，該方法存在過濾效率較差的問 題。即，圖4表示采用現(xiàn)有技術(shù)中利用絮凝-過濾方法的清除藻類裝置。如圖所示， 現(xiàn)有技術(shù)中的清除藻類裝置包括人工浮床150，其安裝在提供浮力的裝置的下部，以 保持該裝置處于漂浮狀態(tài)；絮凝劑存儲(chǔ)罐121，其安裝在人工浮床150的上部，內(nèi)部存儲(chǔ) 的絮凝劑用于凝聚污染物；絮凝劑輸送泵122，由其從絮凝劑存儲(chǔ)罐中輸出絮凝劑；原 水供水泵110，其與貫穿人工浮床150的管道連接并用來引入原水；三通閥160，其安裝 在原水供水泵110輸出管線和絮凝劑輸送泵122輸出管線的連接部位上，以排出沉淀下來 的原水中的污染物；過濾器130，其對(duì)通過三通閥的未沉淀污染物進(jìn)行過濾并排出。但是，采用現(xiàn)有技術(shù)中利用絮凝_過濾方法的清除藻類裝置的過濾工序在運(yùn)行 一段時(shí)間之后，在其過濾器130中易形成生物膜(biofilm)。如果在過濾器130中形成生物 膜，就會(huì)堵塞過濾器的空隙而降低過濾效率。因此在現(xiàn)有技術(shù)中過濾器130的上部安裝有壓力表131，一旦顯示的壓力值超出過濾標(biāo)準(zhǔn)壓力值時(shí)就在其管線中間位置進(jìn)行分流， 以保證流經(jīng)過濾器130的原水的量均勻。因被分流的污染物(絮凝劑)不會(huì)流經(jīng)過濾器 130而直接排到水系中，所以會(huì)降低藻類清除效率。反之，如果要提高藻類清除效率，則 需每隔一段時(shí)間人工更換一次過濾器130。由于形成的生物膜不僅會(huì)縮短過濾器130的壽 命，該方法還會(huì)因頻繁更換過濾器130而使費(fèi)用上漲，因此利用絮凝-過濾方法的清除藻 類裝置難以實(shí)現(xiàn)實(shí)用化。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種利用二氧化氯清除藻類的方法及 其裝置，其特點(diǎn)在于采用向流入過濾裝置的放流水中通入二氧化氯的方法來殺滅藻類， 本發(fā)明還可防止過濾裝置中形成生物膜以延長(zhǎng)過濾器的使用壽命，這樣可以防止費(fèi)用上 漲。本發(fā)明還采用向從過濾裝置排放的放流水中通入二氧化氯的方法來殺滅藻類，以防 止未被處理的藻類再次流入水系中，并且以此提高藻類清除效率。具體而言，本發(fā)明的特點(diǎn)在于先抽吸自然水系和人工水系中的水體后，對(duì)原水 中含有的藻類進(jìn)行第一次固液分離處理，將經(jīng)第一次固液分離處理的放流水供應(yīng)到過濾 裝置中后進(jìn)行第二次固液分離處理用以過濾該放流水中殘留的藻類，再向流入過濾裝置 的放流水中通入二氧化氯用以抑制生成生物膜以及清除過濾裝置中的生物膜，據(jù)此來提 高過濾效率。最后向過濾裝置排放的放流水中通入二氧化氯，以清除排到自然水系和人 工水系的該放流水中的殘留藻類并提高溶解氧濃度。還有，在本發(fā)明中，向流入過濾裝置的原水中投入絮凝劑，利用漂浮物分離槽 獲取浮在其水面的漂浮物并將其排到外部，漂浮物分離槽排放的放流水供至過濾裝置中 以減輕過濾裝置的負(fù)荷，因此，本發(fā)明不僅可延長(zhǎng)過濾器的使用壽命還能減少二氧化氯
使用量。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述的利用二氧化氯清除藻類的方法包括從水系 中抽吸含有藻類的原水的原水吸入階段；對(duì)吸入原水中的藻類進(jìn)行固液分離處理并且清 除的第1固液分離階段；向在第1固液分離階段排放的放流水中通入二氧化氯的第1二氧 化氯投入階段；對(duì)在第1二氧化氯投入階段中已含有二氧化氯的放流水進(jìn)行固液分離處 理并且過濾的過濾階段；向在過濾階段排放的放流水中通入二氧化氯的第2 二氧化氯投 入階段；將第2 二氧化氯投入階段中已含有二氧化氯的放流水排到水系中的放流水排放 階段。上述第1固液分離階段包括向吸入的原水中投入絮凝劑而形成含有藻類的絮 凝物的絮凝階段；利用漂浮氣泡使在絮凝階段中所形成的絮凝物浮到水面上并進(jìn)行分離 處理的漂浮分離階段。在第1固液分離階段和過濾階段被分離出的污泥，經(jīng)過用來壓縮污泥的污泥壓 縮階段和用來擠壓壓縮污泥而制成污泥餅的脫水階段。在污泥壓縮階段和脫水階段排放的放流水循環(huán)到第1固液分離階段進(jìn)行再次處理。第1及第2 二氧化氯投入階段中所使用的二氧化氯由現(xiàn)場(chǎng)安裝的二氧化氯發(fā)生器供應(yīng)。
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同時(shí)，本發(fā)明所述的一種利用二氧化氯清除藻類的裝置，其特點(diǎn)在于，包括從水系中抽吸含有藻類的原水的原水吸入裝置；對(duì)吸入原水中藻類進(jìn)行固液分離處理并且清除的第l固液分離裝置；向第l固液分離裝置排放的放流水中通入二氧化氯的第l二氧化氯投入裝置；對(duì)第l二氧化氯投入裝置中已含有二氧化氯的放流水進(jìn)行固液分離處理并且過濾的過濾裝置；向過濾裝置排放的放流水中通入二氧化氯的第2二氧化氯投入裝置；將第2二氧化氯投入裝置中已含有二氧化氯的放流水排到水系中的放流水排放裝置。
第l固液分離裝置包括向吸入的原水中投入絮凝劑而形成含有藻類的絮凝物的絮凝裝置；利用漂浮氣泡使在絮凝裝置中形成的絮凝物浮到水面上并進(jìn)行分離處理的漂浮分離裝置。
從漂浮分離裝置和過濾裝置排放的污泥，經(jīng)用來壓縮污泥的污泥壓縮裝置和用來擠壓壓縮污泥而制成污泥餅的脫水裝置處理。
還包括向第l及第2二氧化氯投入裝置供應(yīng)二氧化氯的二氧化氯發(fā)生器。
本發(fā)明采用在過濾裝置的前端通入二氧化氯的方法來殺滅藻類，其可防止過濾裝置中形成生物膜以延長(zhǎng)過濾器的使用壽命，本發(fā)明還采用在由過濾裝置所排放的放流水中通入二氧化氯的方法來殺滅藻類，其可防止未被處理的藻類再次流入水系中。
還有，在本發(fā)明中， 向流入過濾裝置的原水中投入絮凝劑，利用漂浮物分離槽獲取浮在其水面的漂浮物向并將其排到外部，本發(fā)明不僅可以清除原水中含有的藻類和營(yíng)養(yǎng)鹽類，還可以減輕過濾裝置的負(fù)荷，可以延長(zhǎng)過濾器的使用壽命以及減少殺滅藻類時(shí)所需的二氧化氯的使用量。


圖l是表示說明本發(fā)明的利用二氧化氯清除藻類的方法及其裝置的示意圖。
圖2是表示本發(fā)明利用二氧化氯清除藻類的方法的流程圖。
圖3是表示本發(fā)明利用二氧化氯清除藻類的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是表示采用現(xiàn)有技術(shù)中利用絮凝一過濾方法的清除藻類裝置的構(gòu)成示意圖。
[附圖標(biāo)記說明]
lo吸入泵20清除藻類裝置
2l原水吸入裝置22第l固液分離裝置
23第l二氧化氯投入裝置24過濾裝置
25第2二氧化氯投入裝置27污泥貯存槽
28壓縮裝置29脫水裝置
30二氧化氯發(fā)生器3l發(fā)生器
32存儲(chǔ)罐33供應(yīng)管
212集水池22l絮凝槽
222漂浮物分離槽223放流水槽
224絮凝劑罐225攪拌機(jī)
226曝氣機(jī)227漂浮物清除裝置
24l過濾槽242過濾器
244 流入管245 流出管291 回流管
具體實(shí)施例方式下面參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明利用二氧化氯清除藻類的方法及其裝置的實(shí)施方 式。首先，圖1是表示說明本發(fā)明利用二氧化氯清除藻類的方法及其裝置的示意 圖。如圖所示，本發(fā)明所述的清除方法為‘水系外處理方法’，即，抽吸水系中的 水體、在清除藻類裝置清除藻類和營(yíng)養(yǎng)鹽類之后再向水系中排放放流水。其特點(diǎn)在于向 流入過濾裝置的原水中通入二氧化氯用以殺滅原水中所含藻類，該方法可以抑制形成生 物膜及清除生物膜而提高過濾效率，再向過濾裝置排放的放流水中通入二氧化氯以清除 殘留藻類而防止其再次繁殖并提高溶解氧濃度。S卩，用吸入泵10抽吸水庫(kù)、湖泊、江河等自然水系和高爾夫球場(chǎng)等人工水系中 的水體至清除藻類裝置20中，在清除藻類裝置20中經(jīng)絮凝、漂浮等處理而對(duì)藻類和放流 水進(jìn)行固液分離處理，從清除藻類裝置20排放的放流水會(huì)再次排放到水系中。從清除藻 類裝置20分離出的污泥則通過污泥處理裝置進(jìn)行處理。此時(shí)，向清除藻類裝置20中過濾工序的前端通入由二氧化氯發(fā)生器30生成的二 氧化氯用以殺滅原水中含有的藻類，在過濾工序中抑制形成生物膜及清除生物膜。而且 向排到水系的放流水中也同樣通入由二氧化氯發(fā)生器30生成的二氧化氯，用以清除放流 水中殘留的藻類。因此與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用二氧化氯清除藻類的方法及其裝置不僅可以 提高藻類清除效率、節(jié)減維護(hù)費(fèi)用、還可以最大限度地減少對(duì)水生環(huán)境的影響。本發(fā)明所述的清除藻類方法是抽吸部分湖沼水并清除藻類后，再在藻類已被 清除的放流水中通入二氧化氯之后排到湖沼中。這一點(diǎn)異于直接向水系水體中通入二氧 化氯的‘水系內(nèi)處理方法’。也就是說，采用現(xiàn)有技術(shù)的‘水系內(nèi)處理方法’時(shí)，為清 除湖沼內(nèi)的藻類，需要向水體中直接通入大量二氧化氯。但是由于采用該水系內(nèi)處理方 法時(shí)難以保持二氧化氯的濃度處于合適的狀態(tài)，所以該方法不僅清除藻類效率較低，而 且若出現(xiàn)二氧化氯濃度過高的情況時(shí)，反而會(huì)產(chǎn)生惡臭氣味或影響到水生生物。還有， 被殺滅的藻類只能沉底而不能清除作為紅藻或綠藻根源物質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)鹽類。然而，當(dāng)采用本發(fā)明所述的‘水系外處理方法’時(shí)，在抽吸水系中的水體至本 發(fā)明的清除藻類裝置中之后，通過絮凝、漂浮或過濾等等處理而對(duì)原水中含有的藻類和 營(yíng)養(yǎng)鹽類進(jìn)行固液分離處理并將其清除，在放流水中通入二氧化氯而進(jìn)一步殺滅固液分 離處理中未能清除的藻類或孢子，本發(fā)明可大大提高紅藻及綠藻的清除效率。而且與現(xiàn) 有技術(shù)相比，在清除經(jīng)本發(fā)明的固液分離處理之后的放流水中殘留的藻類時(shí)可以大幅減 少二氧化氯的使用量，而且還可以保持二氧化氯具有合適的濃度，從而不會(huì)產(chǎn)生惡臭氣 味或影響到水生環(huán)境，對(duì)經(jīng)過固液分離處理而被分離的藻類再經(jīng)壓縮及脫水工序之后進(jìn) 行制餅處理，這樣就可以從水系中完全清除掉污染物。圖2是表示本發(fā)明利用二氧化氯清除藻類的方法的1個(gè)實(shí)施例的流程圖。
本發(fā)明包括從水系中抽吸含有藻類的原水的原水吸入階段SlOO ；向吸入的原 水中投入絮凝劑而形成含有藻類的絮凝物的絮凝階段S200 ；利用氣泡將絮凝階段中形成 的絮凝物浮到水面上并進(jìn)行分離的漂浮分離階段S300 ；向漂浮分離階段排出的放流水中 通入二氧化氯的第1 二氧化氯投入階段S400 ；對(duì)第1 二氧化氯投入階段中已包含二氧化 氯的放流水進(jìn)行固液分離處理并且過濾的過濾階段S500 ；向過濾階段中排放的放流水中 通入二氧化氯的第2 二氧化氯投入階段S600 ；將第2 二氧化氯投入階段中已包含二氧化 氯的放流水排到水系中的放流水排放階段S700 ；壓縮漂浮分離階段及過濾階段中排放的 污泥的污泥壓縮階段S800;擠壓已壓縮污泥并制成污泥餅的脫水階段S900;使污泥壓縮 階段和脫水階段中排放的放流水重新回流到絮凝階段的放流水回流階段S1000。另外， 本發(fā)明還包括現(xiàn)場(chǎng)制造第1及第2 二氧化氯投入階段所需的二氧化氯的二氧化氯供應(yīng)階段
SllOOo本發(fā)明中的原水吸入階段SlOO是指在抽吸水庫(kù)、湖泊、江河等自然水系和高爾 夫球場(chǎng)等人工水系的水體之后，再把含有藻類的原水引入本發(fā)明清除藻類裝置20中的階 段。此時(shí)，將本發(fā)明的清除藻類裝置20就近安裝在湖泊、水庫(kù)的附近或漂浮在湖 泊、水庫(kù)的水面上即可。原水通過軟管吸入清除藻類裝置20中。絮凝階段S200是指在含有藻類的原水中投入絮凝劑而中和藻類微粒表面的電 荷，或者在膠體表面通過吸附和搭橋作用的使微粒凝聚而變大的絮凝過程，最后會(huì)形成 含有藻類的絮凝物。絮凝階段所使用的絮凝劑可以使用水處理過程中所使用的鐵鹽或鋁鹽。

漂浮分離階段S300是指把形成有絮凝物的原水引入漂浮物分離槽222中，向漂 浮物分離槽222的下部提供由曝氣機(jī)226產(chǎn)生的細(xì)微氣泡，使已經(jīng)絮凝的絮凝物和細(xì)微氣 泡沖撞并附著生成絮凝物-氣泡結(jié)合體而浮到水面上的階段。與此同時(shí)，用漂浮物清除 裝置227獲取浮到漂浮物分離槽222的水面上的漂浮物并將其排到外部，放流水通過放流 水管排放。另外，還可利用高壓水管噴射出的高壓水來產(chǎn)生細(xì)微氣泡。過濾階段S500是指通過填充在過濾槽241中的濾料層、微濾器或者過濾器等濾 料(或稱過濾器)，再次清除漂浮分離階段S300排放的放流水中所含有的細(xì)微絮凝物的 階段。與此同時(shí)，流過濾料的放流水由處理管排出。這樣一來，由于過濾階段利用形成 有細(xì)微通孔的濾料進(jìn)行固液分離處理，所以經(jīng)過一段時(shí)間之后濾料通孔會(huì)被堵塞，如果 需要頻繁更換或清洗濾料則會(huì)降低過濾效率。因此，為了提高過濾效率就不應(yīng)使濾料通 孔被堵塞。但是，由于漂浮分離階段S300排放的放流水中含有較多未被清除的藻類，所以 在濾料中很容易形成生物膜(biofilm)。生物膜是指因細(xì)小微生物群落生長(zhǎng)而形成在濾料 表面上的具有3維結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，其為由微生物及其所分泌的EPM (extracellular polymeric matrix)組成的具有比較堅(jiān)固結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。根據(jù)微生物種類的不同，上述生物膜的厚度 最大可達(dá)到100 μ m，由于其物理性質(zhì)表現(xiàn)為不易解體或分離，因此，當(dāng)在濾料表面上形 成生物膜之后會(huì)妨礙絮凝物的移動(dòng)，從而會(huì)降低過濾效率。生物膜不僅會(huì)縮短濾料的壽 命，該方法還會(huì)因頻繁更換濾料而使費(fèi)用上漲，其為現(xiàn)有技術(shù)中清除藻類的方法及其裝 置難以設(shè)置過濾工序的主要原因。
為解決上述技術(shù)問題，在本發(fā)明的清除藻類方法中，向流入過濾階段的放流水 中通入二氧化氯，用以抑制在濾料上形成生物膜或者清除已形成的生物膜。二氧化氯(chlorine dioxide)的熔點(diǎn)是_59°C、沸點(diǎn)是11 °C，在常溫環(huán)境下，其為 略有氯氣氣味的黃綠色氣體，易溶于水和醚等，具有較強(qiáng)的氧化能力且具有滅菌功能。 據(jù)了解，在降低細(xì)菌、病毒的活性方面，二氧化氯具有比氯氣還好的功效。二氧化氯易 被胨(一種蛋白質(zhì))所吸收，病毒通常被包裹在蛋白質(zhì)膜中，一旦該膜吸收二氧化氯時(shí)， 就可降低病毒的活性。尤其是二氧化氯作為含有氧基的殺菌、消毒劑，其氧化能力比原 來的氯基高出2.5倍。作為清除病毒及綠藻類、孢子類最有效的滅菌、消毒劑，二氧化氯 可在較大pH值范圍(2 10)內(nèi)具有滅菌能力。二氧化氯的濃度低于17ppm時(shí)無藥劑氣 味，即使其濃度較低(Ippm)時(shí)也可以發(fā)揮充分滅菌、消毒功效。例如用濃度為0.25ppm 的二氧化氯殺滅99%以上的大腸桿菌所需的時(shí)間不足41秒。因此在第1 二氧化氯投入階段S400向漂浮分離階段排放的放流水中通入二氧化 氯，并將放流水中二氧化氯的濃度保持在0.1 Ippm之間，由此可抑制過濾階段中在濾 料表面上形成生物膜或清除已形成的生物膜并提高過濾效率。在第2 二氧化氯投入階段S600向過濾階段排放到水系中的放流水中通入二氧化 氯，并將放流水中二氧化氯的濃度保持在0.1 Ippm之間，由此可殺滅殘留在放流水中 的藻類和孢子。另外，由二氧化氯分解時(shí)所產(chǎn)生的氧氣來提高放流水的溶解氧濃度。S卩，二氧化氯作為含有氧基殺菌、消毒劑，由于其不會(huì)產(chǎn)生致癌物質(zhì)且易于被 光快速分解而形成無毒物質(zhì)，所以幾乎不會(huì)危害環(huán)境。與此同時(shí)，由于二氧化氯是含有 氧基的氧化劑，所以可在分解過程中產(chǎn)生氧氣，從而可以通過增加溶解氧(DO)來改善水 質(zhì)。由二氧化氯生成的綠泥石(chlorite)和氯酸鹽(chlorate)是水中眾多無機(jī)物和水生生 物產(chǎn)生反應(yīng)后生成的最終產(chǎn)物，其可防止細(xì)菌再次繁殖。將二氧化氯作為殺菌劑使用之后對(duì)環(huán)境的具體影響目前還不詳，據(jù)了解，其影 響至少比氯氣的影響要小。美國(guó)規(guī)定的二氧化氯和綠泥石最大污染濃度各為O.Sppm和 l.Oppm。因此，在第2 二氧化氯投入階段S600向過濾階段排放的放流水中通入二氧化氯 之后將其排到水系中，或者使存儲(chǔ)在放流水槽中的放流水保持滅菌能力并且以此來殺滅 藻類和孢子，就可防止其再次繁殖，同時(shí)可提高溶解氧濃度來改善水質(zhì)。另外，二氧化氯是活性較高的分子狀自由基形態(tài)化合物，高濃度二氧化氯氣體 幾乎不再使用，主要生產(chǎn)水溶液狀態(tài)的二氧化氯。二氧化氯氣體在常溫下可壓縮成液 態(tài)，但被壓縮后的純二氧化氯液體性質(zhì)非常不穩(wěn)定，有產(chǎn)生爆炸的危險(xiǎn)并且難以保管及 運(yùn)輸，需在現(xiàn)場(chǎng)制造。其制造方法通常有三種，其中使亞氯酸鈉(NaClO2)和氯氣發(fā)生化 學(xué)反應(yīng)而生成氣態(tài)二氧化氯的方法具有成品率高、幾乎不生成副產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，化學(xué)反應(yīng) 式如下2NaC102+Cl2 — 2C102+2NaCl根據(jù)上式計(jì)算時(shí)，1.34mg亞氯酸鈉與0.5mg氯氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后會(huì)生成l.Omg二 氧化氯。但由于實(shí)際中的亞氯酸鈉純度為80%左右，所以產(chǎn)生l.Omg 二氧化氯所需要的 普通亞氯酸鈉為1.68mg。BP, 二氧化氯供應(yīng)階段SllOO是指在現(xiàn)場(chǎng)制造供應(yīng)第1及第2 二氧化氯投入階段S400、S600所需的二氧化氯的階段。優(yōu)選在二氧化氯供應(yīng)階段SllOO對(duì)原料物質(zhì)亞氯酸 鈉水溶液進(jìn)行電解處理而制成二氧化氯水溶液，再將該二氧化氯水溶液供至第1及第2 二 氧化氯投入階段S400、S600。另外，污泥壓縮階段S800是指對(duì)漂浮分離階段S300和過濾階段S500產(chǎn)生的污 泥進(jìn)行沉淀、壓縮的階段，脫水階段S900是指將已壓縮的污泥進(jìn)行加壓脫水處理而制成 污泥餅的階段。另外，放流水排放階段S700是指把第2 二氧化氯投入階段已包含二氧化氯的放 流水重新排到水系中的階段，放流水回流階段階段S1000是指使污泥壓縮階段和脫水階 段排放的放流水重新回流到絮凝階段并進(jìn)行再處理的階段。如上所述，本發(fā)明中利用二氧化氯清除藻類的方法為抽吸自然水系及人工水 系中的水體，根據(jù)現(xiàn)有固液分離方法對(duì)水系水體中含有的藻類進(jìn)行1次固液分離處理而 降低原水中藻類的濃度之后，用過濾工序?qū)ζ溥M(jìn)行2次固液分離處理。為解決現(xiàn)有技術(shù) 中在過濾階段會(huì)形成生物膜的問題，向流入過濾階段的放流水中通入二氧化氯以提高過 濾效率，向過濾階段排放的放流水中通入二氧化氯進(jìn)行滅菌處理之后將其排到自然水系 及人工水系中，由此可防止藻類再次繁殖，可以提高溶解氧濃度來改善水質(zhì)。另外，把 含有二氧化氯的放流水排到水系中時(shí)還具清除水系水體中紅藻及綠藻的功效。圖3是表示本發(fā)明利用二氧化氯清除藻類的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，本發(fā)明中利用二氧化氯的清除藻類裝置20大體上包括從水系中抽 吸含有藻類的原水的原水吸入裝置21 ；對(duì)吸入原水中包含的藻類進(jìn)行固液分離處理并進(jìn) 行清除的第1固液分離裝置22 ；向第1固液分離裝置22排放的放流水中通入二氧化氯的 第1 二氧化氯投入裝置23 ；對(duì)流過第1 二氧化氯投入裝置已包含二氧化氯的放流水進(jìn)行 固液分離處理并且過濾的過濾裝置24 ；向過濾裝置排放的放流水中通入二氧化氯的第2 二氧化氯投入裝置25 ；將已流過第2 二氧化氯投入裝置已包含二氧化氯的放流水排到水 系中的放流水排放裝置。原水吸入裝置21由連接水系的管道、安裝在管道上的吸入泵10以及用來臨時(shí)存 儲(chǔ)吸入的原水的集水池212構(gòu)成。第1固液分離裝置22由絮凝槽221、漂浮物分離槽222和放流水槽223構(gòu)成。原水從集水池212引至絮凝槽221中，并與絮凝劑罐224供應(yīng)的絮凝劑一同經(jīng)電 機(jī)驅(qū)動(dòng)的攪拌機(jī)225的攪拌而形成細(xì)微絮凝物。已形成又細(xì)微絮凝物的原水從絮凝槽221引至漂浮物分離槽222中后會(huì)形成較大 的絮凝物，其與由安裝在下部的曝氣機(jī)226所產(chǎn)生的細(xì)微氣泡結(jié)合而上浮，接著被安裝 在上部的漂浮物清除裝置227排到外部并被清除，之后排放已清除漂浮物的放流水。放 流水槽223用來臨時(shí)存儲(chǔ)漂浮物分離槽222排放的放流水。過濾裝置24包括用來存儲(chǔ)從放流水槽223加壓輸送過來的放流水的具有規(guī)定 大小的過濾槽241;安裝在過濾槽241內(nèi)部的濾料242。另外，流過濾料242的放流水排 到循環(huán)槽26中，未能穿過濾料242的污泥則通過另外設(shè)置的污泥排放裝置排到外部。另外，第1 二氧化氯投入裝置23以及第2 二氧化氯投入裝置25安裝在連接過濾 槽241的放流水流入管244及放流水流出管245上。優(yōu)選第1及第2 二氧化氯投入裝置 23、25為噴射器，其安裝在所述放流水流入管244和放流水流出管245上。經(jīng)該噴射器
10向由壓力輸送泵輸送來的放流水或過濾槽241排放的放流水中通入二氧化氯。循環(huán)槽26中安裝有用來連接水系中水體的管道和控制閥，用來把已包含二氧化 氯的放流水排到水系中。另外，由漂浮物分離槽222和過濾槽241排放的污泥被送到用來壓縮污泥的污泥 貯存槽27中。污泥貯存槽27中的污泥在污泥壓縮裝置28中被壓縮處理，之后在脫水裝 置29中經(jīng)擠壓而制成污泥餅后排出。所述污泥壓縮裝置28和脫水裝置29排放的放流水 可以經(jīng)過回流管291重新返回集水池212中進(jìn)行再次處理。還有，向第1及第2 二氧化氯投入裝置23、25供給二氧化氯的二氧化氯發(fā)生器 30包括電解并生成二氧化氯水溶液的發(fā)生器31 ；用來存儲(chǔ)所生成的二氧化氯的存儲(chǔ)罐 32。二氧化氯存儲(chǔ)罐32中的二氧化氯經(jīng)供應(yīng)管33供至第1及第2 二氧化氯投入裝置 23、25中。優(yōu)選所述供應(yīng)管33上安裝有用來控制二氧化氯流速的控制閥。由此，通過吸入泵10將作為水系的湖沼水供至集水池212中。引至集水池212 的原水在絮凝槽221中與絮凝劑混合之后會(huì)形成包含藻類和營(yíng)養(yǎng)鹽類微粒的細(xì)微絮凝 物。由所述絮凝槽221中供應(yīng)的細(xì)微絮凝物與曝氣機(jī)226產(chǎn)生的細(xì)微氣泡結(jié)合后上浮至 漂浮物分離槽222水面上，通過漂浮物清除裝置227將含有藻類的漂浮物清除到外部。 已清除藻類的放流水經(jīng)放流水槽223供至過濾槽241中，此時(shí)，通過安裝在放流水流入管 244上的噴射器向放流水中通入二氧化氯。已包含二氧化氯的放流水流過過濾槽241和過 濾器242而被固液分離處理。未能穿過過濾器242的藻類則被排到過濾槽241的外部， 流過過濾器242的放流水排到循環(huán)槽26中。此時(shí)，通過安裝在放流水流出管245上的噴 射器向放流水中通入二氧化氯。由此可以殺滅放流水中含有的藻類或孢子，二氧化氯在 分解過程中所生成的氧氣還可以提高放流水的溶解氧濃度。另外，循環(huán)槽26的放流水排放到水系中，所述漂浮物分離槽222中被分離的藻 類和所述過濾槽241中被過濾的藻類會(huì)供至污泥貯存槽27中臨時(shí)存儲(chǔ)起來，之后再經(jīng)污 泥壓縮裝置28和脫水裝置29制成餅狀物之后排到外部，為了再次處理壓縮及脫水過程中 所排放的放流水，將其回流到所述集水池212中。如上所述，本發(fā)明在過濾裝置24的前端和后端各通入一次二氧化氯，這樣可以 提高過濾效率，并能對(duì)放流水進(jìn)行滅菌而防止藻類再次繁殖。此時(shí)，向過濾裝置24前端 或后端通入二氧化氯，以使放流水中二氧化氯濃度保持在0.1 Ippm之間。濃度低于 O.lppm時(shí)難以獲得良好的清除藻類效果，而濃度高于Ippm時(shí)也不能獲得更好的效果。綜上所述，本發(fā)明經(jīng)抽吸湖沼水之后，在另設(shè)的清除藻類裝置中分離藻類以至 完全清除水系水體中的藻類，其特點(diǎn)在于通過采用絮凝-漂浮方法對(duì)原水中所含的藻類 進(jìn)行1次固液分離處理之后，再利用二氧化氯來殺滅絮凝-漂浮工序中未能分離的藻類， 被殺滅的藻類通過過濾工序被再次分離。通入過濾裝置前端的二氧化氯可以抑制生成及 清除堵塞過濾裝置的空隙的生物膜，用以提高過濾效率并延長(zhǎng)過濾器的使用壽命。與此 同時(shí)，本發(fā)明向過濾裝置排放的放流水中通入二氧化氯，以用來殺滅放流水中的藻類及 孢子，還可提高放流水的溶解氧含量。另外，由于排放到水系中的放流水可以保持一定 期限的消毒能力，所以可緩解水系水體中的紅藻和綠藻現(xiàn)象的泛濫程度。
權(quán)利要求
1.一種利用二氧化氯清除藻類的方法，其特征在于，包括從水系中抽吸含有藻類的原水的原水吸入階段；向在所述原水吸入階段中所 吸入的原水中投入絮凝劑而形成含有藻類的絮凝物的絮凝階段；利用氣泡使所述絮凝階 段中所形成的絮凝物浮到水面進(jìn)行分離的漂浮分離階段；向在所述漂浮分離階段排放的 放流水中通入二氧化氯的第1 二氧化氯投入階段；對(duì)在所述第1 二氧化氯投入階段中已包 含二氧化氯的放流水進(jìn)行固液分離處理并過濾的過濾階段；向在所述過濾階段排放的放 流水中通入二氧化氯的第2二氧化氯投入階段；將所述第2二氧化氯投入階段中已包含二 氧化氯的放流水排到水系中的放流水排放階段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用二氧化氯清除藻類的方法，其特征在于，在所述漂浮分離階段和過濾階段被分離的污泥，在用來壓縮污泥的污泥壓縮階段以 及擠壓已壓縮的污泥而制成污泥餅的脫水階段中進(jìn)行處理。
3.一種利用二氧化氯清除藻類的裝置，其特征在于，包括從水系中抽吸含有藻類的原水的原水吸入裝置；向所述原水吸入裝置吸入的 原水中投入絮凝劑而形成含有藻類的絮凝物的絮凝裝置；利用氣泡將所述絮凝裝置中所 形成的絮凝物浮到水面并進(jìn)行分離的漂浮分離裝置；向所述漂浮分離裝置排放的放流水 中通入二氧化氯的第1二氧化氯投入裝置；對(duì)所述第1二氧化氯投入裝置中已包含二氧化 氯的放流水進(jìn)行固液分離處理并過濾的過濾裝置；向所述過濾裝置排放的放流水中通入 二氧化氯的第2 二氧化氯投入裝置；將所述第2 二氧化氯投入裝置中已包含二氧化氯的放 流水排到水系中的放流水排放裝置；用來向所述第1及第2二氧化氯投入裝置供應(yīng)二氧化 氯的二氧化氯供應(yīng)裝置；用來壓縮所述漂浮分離裝置和過濾裝置中排放的污泥的污泥壓 縮裝置；用來擠壓已壓縮的污泥而制成污泥餅的脫水裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種利用二氧化氯清除藻類的方法及其裝置，其用于清除水庫(kù)、湖泊、江河等自然水系和高爾夫球場(chǎng)等人工水系中的藻類，該藻類可在上述水系中急劇繁殖并且容易引起紅藻和綠藻現(xiàn)象。具體而言，其特點(diǎn)在于先抽吸自然水系和人工水系中的水體之后，對(duì)原水中含有的藻類經(jīng)第一次固液分離處理，將經(jīng)第一次固液分離處理的放流水供至過濾裝置中進(jìn)行第二次固液分離處理用以分離該放流水中殘留的藻類，再在流入過濾裝置的放流水中通入二氧化氯用以抑制生成生物膜以及清除過濾裝置中的生物膜，由此提高過濾效率。最后向過濾裝置排放的放流水中通入二氧化氯，用以清除排到自然水系和人工水系中的放流水中的殘留藻類并提高溶解氧濃度。
文檔編號(hào)C02F1/52GK102020376SQ20101020306
公開日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月22日
發(fā)明者金圣鐘 申請(qǐng)人:金圣鐘