一种适用于黑臭水体处理的系统与方法技术方案

一种适用于黑臭水体处理的系统，包括超氧微纳米发生单元、多级混合器和释放器布气管路，超氧微纳米发生单元包括空气过滤器和纳米触媒装置，多级混合器上连接进水管路，进水管路上设有离心泵；通过离心泵将黑臭水泵至多级混合器内，与超氧微纳米发生单元产出的带有氧化离子的气体溶解并产出超氧纳米微气泡，经多级混合器使得超氧纳米微气泡破裂产出大量羟基自由基，降解水中难以氧化分解的污染物如苯酚等，净化过的黑臭水经释放器布气管路排放至河体，实现对水质的净化。本发明专利技术还公开了应用上述系统进行黑臭水体处理的方法，通过该方法不仅可对黑臭水体进行水质净化，也可以作为预处理手段用于市政污水、工业污水处理中。

A system and method for treatment of black and odorous water

【技术实现步骤摘要】
一种适用于黑臭水体处理的系统与方法
本专利技术涉及环境工程和污水处理领域，特别是一种适用于黑臭水体处理的系统；本专利技术还涉及利用该系统进行黑臭水体处理的方法。
技术介绍
水体黑臭是一种生物化学现象，当水体遭受严重有机污染时，有机物的好氧分解使水体中耗氧速率大于复氧速率，造成水体缺氧，致使有机物降解不完全、速度减缓，厌氧生物降解过程生成硫化氢、胺、氨、硫醇等发臭物质，同时形成FeS、MnS等黑色物质，使水体发生黑臭，水体黑臭是严重的水污染现象，使水体完全丧失使用功能，并影响景观以及人类生活和健康；黑臭等级的划分，透明度低于25cm、溶解氧低于2mg/L、氧化还原电位-200到50mV，氨氮指标不高于8mg/L，可视为轻度黑臭；透明度低于10cm、溶解氧低于0.2mg/L、氧化还原电位低于-200mV、氨氮指标高于15mg/L，可视为重度黑臭；目前对黑臭河流的治理主要包括物理法、化学法、生物法和河道曝气法等。物理方法主要包括截污、调水、清淤等水利工程；化学方法如化学试剂除藻，加入铁盐促进磷的沉淀；生物方法主要有人工湿地处理、水生植物恢复、生物修复等；河道曝气法是生态净化系统以水生生物为主体，辅以适当地人工曝气，建立人工模拟生态处理系统，以高效降解水体中的污染负荷，改善或净化水质，是人工净化与生态净化相结合的工艺；以上工艺都有投资成本高，处理效果见效慢，处理效果受季节性影响较大的缺点；超氧纳米微气泡(英文名称Superoxidenanometermicrobubble)：指的是区别于普通微气泡，特指直径在50μm以下的超微细气泡。气泡在水中渐渐变小、相伴随的气泡内部压力相反的却是持续增加，在气泡“爆裂”后会产生瞬时高压同时增加水体中的溶氧及高浓氧负离子。另外真空负压气泡能释放出巨大能量；特有的压坏效应，能电离出超氧化物和活性氢氧基；带电性、滞留性、自我加压性、扩散性、强氧化性等特性，可用于有机废气、有机废水的高效分解及打断有机物的分子链结构。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了一种投资成本低、处理效率高的一种适用于黑臭水体处理的系统。本专利技术所要解决的另一个技术问题是提供了上述适用于黑臭水体处理的系统的处理方法。本专利技术要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种适用于黑臭水体处理的系统，该系统包括超氧微纳米发生单元、多级混合器和释放器布气管路；释放器布气管路包括释放器布气主管、释放器布气支管和释放器，所述的释放器布气支管连接在释放器布气主管上，所述的释放器安装在释放器布气主管和释放器布气支管的出口端上；超氧微纳米发生单元包括空气过滤器和纳米触媒装置，所述的空气过滤器连接在纳米触媒装置进气端上；多级混合器包括压缩扩张管，压缩扩张管的一端连接在纳米触媒装置进口端上、另一端连接在释放器布气管路主管上；在压缩扩张管上连接有进水管路，在进水管路上设有离心泵；在释放器布气管路上、压缩扩张管与释放器布气主管之间安装有稳压器。本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来实现的。以上所述的一种适用于黑臭水体处理的系统，所述的纳米触媒装置产出的超氧纳米微气泡直径小于50μm。本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来实现的。以上所述的一种适用于黑臭水体处理的系统，所述的压缩扩张管由若干段压缩段、扩张段连接构成，压缩段、扩张段可以采用间隔设置的。压缩段采用内径由大渐小式设置，扩张段采用内径由小渐大式设置。最优选的压缩扩张管技术方案包括负压室和压缩扩张室，在压缩扩张室内依次设有一次压缩段、一次扩张段、二次压缩段和二次扩张段。本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来实现的。以上所述的一种适用于黑臭水体处理的系统，所述的压缩扩张管设有2根，每根压缩扩张管均与进水管路、纳米触媒装置和释放器布气管路相连通。本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来实现的。以上所述的一种适用于黑臭水体处理的系统，所述的释放器布气支管并排设有8根。本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来实现的。以上所述的一种适用于黑臭水体处理的系统，所述的释放器布气管路与河水底泥的距离至少为50cm。本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来实现的。以上所述的一种适用于黑臭水体处理的系统，所述进水管路的出水端呈尖嘴状设置。本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来实现的。本专利技术还公开了一种使用以上技术方案中的任何一项所述的系统进行黑臭水体处理的方法，其特征是，其步骤如下：(1)位于岸基上的离心泵将河水下游的黑臭水体泵至进水管路内，经出水管路尖嘴状出口端喷射至压缩扩张管内，与此同时空气依次进入空气过滤器和纳米触媒装置内，经纳米触媒装置产出带有氧化离子的气体进入压缩扩张管内；(2)进入压缩扩张管内的带有氧化离子的气体与黑臭水体形成超氧纳米微气泡，经后续的稳压器进行预干预处理，通过超氧纳米微气泡破裂产生的活性自由基对部分可溶性有机污染物进行降解，得到超氧微纳米气水混合液；(3)最后通过释放器布气主管和释放器布气支管将超氧微纳米气水混合液二次增效后释放到河水上游的黑臭水体中，降解绝大部分的COD、氨氮、总磷等污染物，进行水质改善和生态恢复。本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来实现的。以上所述的黑臭水体处理的方法，步骤(1)中，黑臭水体进入压缩扩张管负压室内，形成负压。本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来实现的。以上所述的黑臭水体处理的方法，步骤(2)中，黑臭水体进入压缩扩张管压缩扩张室内，经压缩扩张室内的一次压缩段、一次扩张段、二次压缩段和二次扩张段与超氧纳米微气泡充分溶解。与现有技术相比，本专利技术的优点如下：(1)产生大量自由基；微气泡破裂瞬间，由于气液界面消失的剧烈变化，界面上集聚的高浓度离子将积蓄的化学能一下子释放出来，此时可激发产生大量的羟基自由基，具有超高的氧化还原电位，用于降解水中难以氧化分解的污染物如苯酚等，实现对水质的净化，特别是当超氧微纳米发生单元的空气过滤器与纳米触媒装置产出带有氧化离子的气体，与泵至压缩扩张管上负压室内的黑臭水体初步溶解，形成超氧纳米微气泡，因进水管路的出水端呈尖嘴状设置，进入压缩扩张管负压室内的黑臭水体喷射至负压室内，负压室呈负压状态，黑臭水体水流流速变快，且压缩扩张管的设计有助于改变黑臭水体的水流速度，有助于超氧纳米微气泡与黑臭水体的溶解，超氧纳米微气泡破裂瞬间，产生大量的羟基自由基，对黑臭水体中难以氧化分解的污染物如苯酚等有害物质进行净化；通过稳压器对超氧微纳米气水混合液进行稳压处理；(2)自身增压溶解；对于具有球形界面的气泡，表面张力能压缩气泡内的气体，从而使更多的气泡内的气体溶解到水中，微纳米气泡在水中的溶解是一个气泡逐渐缩小的过程，压力的上升会增加气体的溶解速度，伴随着比表面积的增加，气泡缩小的速度会变的越来越快，从而最终溶解到水中，理论上气泡即将消失时的所受压力为无限大；(3)表面带电荷；气泡在水中形成的气液界面具有容易接受H+和OH-的特点，而且通常阳离子比阴离子更容易离开气液界面，而使界面常带有负电荷，微气泡的表面电荷产生的电势差常利用ζ电位来表征，ζ电位是决定气泡界面吸附性能的重要因素，当微纳米气泡在水中收缩时，电荷离子在非常狭小的气泡界面上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于黑臭水体处理的系统，其特征在于：该系统包括超氧微纳米发生单元、多级混合器和释放器布气管路；释放器布气管路包括释放器布气主管、释放器布气支管和释放器，所述的释放器布气支管连接在释放器布气主管上，所述的释放器安装在释放器布气主管和释放器布气支管的出口端上；超氧微纳米发生单元包括空气过滤器和纳米触媒装置，所述的空气过滤器连接在纳米触媒装置进气端上；多级混合器包括压缩扩张管，压缩扩张管的一端连接在纳米触媒装置进口端上、另一端连接在释放器布气管路主管上；在压缩扩张管上连接有进水管路，在进水管路上设有离心泵；在释放器布气管路上、压缩扩张管与释放器布气主管之间安装有稳压器。

【技术特征摘要】
1.一种适用于黑臭水体处理的系统，其特征在于：该系统包括超氧微纳米发生单元、多级混合器和释放器布气管路；释放器布气管路包括释放器布气主管、释放器布气支管和释放器，所述的释放器布气支管连接在释放器布气主管上，所述的释放器安装在释放器布气主管和释放器布气支管的出口端上；超氧微纳米发生单元包括空气过滤器和纳米触媒装置，所述的空气过滤器连接在纳米触媒装置进气端上；多级混合器包括压缩扩张管，压缩扩张管的一端连接在纳米触媒装置进口端上、另一端连接在释放器布气管路主管上；在压缩扩张管上连接有进水管路，在进水管路上设有离心泵；在释放器布气管路上、压缩扩张管与释放器布气主管之间安装有稳压器。2.根据权利要求1所述的一种适用于黑臭水体处理的系统，其特征在于：所述的压缩扩张管包括负压室和压缩扩张室，在压缩扩张室内依次设有一次压缩段、一次扩张段、二次压缩段和二次扩张段。3.根据权利要求2所述的一种适用于黑臭水体处理的系统，其特征在于：所述的压缩扩张管设有2根，每根压缩扩张管均与进水管路、纳米触媒装置和释放器布气管路相连通。4.根据权利要求1所述的一种适用于黑臭水体处理的系统，其特征在于：所述的释放器布气支管并排设有8根。5.根据权利要求1所述的一种适用于黑臭水体处理的系统，其特征在于：所述的释放器布气管路与河水...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘兵，杨号，李军，张彬彬，程传，
申请(专利权)人：江苏方洋水务有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32