一种加速富营养化水体内源磷释放并回收利用的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种加速富营养化水体内源磷释放并回收利用的装置及方法，该装置包括包括隔绝罩、吸附隔绝层、搅拌系统，所述隔绝罩用于置于泥

【技术实现步骤摘要】
一种加速富营养化水体内源磷释放并回收利用的装置及方法


[0001]本专利技术涉及环境治理领域，具体是一种加速富营养化水体内源磷释放并回收利用的装置及方法。

技术介绍

[0002]随着工农业生产与城市化的快速发展，生产生活中排放的大量营养盐随径流进入自然水体，造成湖库富营养化，并导致水体营养盐在底泥中蓄积。湖库底泥不仅是营养盐的“汇”，也是营养盐的“源”。当上覆水溶解氧、水温、pH值等因素发生变化或底泥受到扰动时，底泥营养盐就会再次释放，成为水体污染的内源。磷作为底泥营养物质之一，既是水体富营养化的关键因子，又是一种不可缺少、不能替代、不能再生的战略资源。因此，无论是从水体富营养化控制，还是从资源利用角度，湖库底泥磷的减量化修复与回收利用都意义重大。
[0003]目前，富营养化水体中蓄积的高负荷内源磷的治理主要包括异位控制技术和原位控制技术。异位控制是指将湖库底泥从水体中挖出，然后通过淋洗、电动修复等手段处理或回收底泥磷；原位控制技术是指在湖库水体中投加一层环保无污染的覆盖材料、或喷洒化学药剂等，通过物理、化学和生物作用抑制底泥磷向水体中释放。
[0004]本专利技术人在实现本专利技术的过程中经过研究发现，现有技术和装置主要存在如下不足：
[0005](1)底泥疏浚与淋洗、电动修复等手段结合的异位控制技术，可较彻底解决底泥磷污染问题，通过淋洗或电动修复技术也能回收部分磷，但该技术工程量大、对水体扰动大、底泥堆积量大，增加了其推广应用难度；
[0006](2)底泥覆盖、原位钝化等原位控制技术，通过覆盖材料或试剂对底泥释放磷的吸附、钝化等作用，可短期内减少磷释放进入水体，但其未能实现高负荷底泥磷的减量化修复与资源化回收利用。

技术实现思路

[0007]针对上述问题，本专利技术提出了一种加速富营养化水体内源磷释放并回收利用的装置及方法，该装置可对局部高负荷磷污染的湖库底泥进行精准原位密闭隔绝，使装置控制范围内泥
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水界面处于厌氧环境，从而加速底泥磷释放至隔绝水体，水体中的磷被环保型材料吸附后，与吸附材料一起作为磷肥用于农业生产。
[0008]本专利技术采用的技术方案是：
[0009]一种加速富营养化水体内源磷释放并回收利用的装置，包括隔绝罩、吸附隔绝层、搅拌系统，所述隔绝罩用于置于泥
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水界面，所述吸附隔绝层位于所述隔绝罩上方，所述吸附隔绝层中填充磷吸附材料，所述隔绝罩的底端插入底泥后与所述吸附隔绝层形成密闭空间，为底泥磷释放创造厌氧环境；所述搅拌系统用于对所述吸附隔绝层和所述隔绝罩形成的密闭空间中的水体及表层底泥进行扰动，以加速表层底泥磷释放与水体磷吸附。
[0010]进一步的，所述隔绝罩包括罩帽、罩体、罩沿，罩体为上下开口、内部中空的框型结
构，所述罩体的上端开口边缘向外延伸形成罩沿，罩沿用于定位插入底泥的深度，罩帽位于罩沿上方且与罩体连接。
[0011]进一步的，所述罩体设计为圆环结构，所述罩帽由多孔骨架构成圆弧顶结构。
[0012]进一步的，所述吸附隔绝层包括位于多孔骨架上层的防水布、位于多孔骨架下层的透水布，以及充填于防水布和透水布之间的磷吸附材料。
[0013]进一步的，所述罩帽顶部设有固定盖，固定盖用于固定并密封所述防水布，固定盖内套有密封塞。
[0014]进一步的，所述搅拌系统包括置于隔绝罩内的搅拌叶片、置于隔绝罩顶端并镶嵌于密封塞内的轴承、连接搅拌叶片伸缩杆以及驱动伸缩杆转动的动力装置，伸缩杆与轴承驱动连接。
[0015]进一步的，所述动力装置为露出在水体表面的动力叶片，动力叶片为片状、类似风力发电叶片的扇状、排气风球的球状，并设于伸缩杆的上端；或者所述动力装置为与伸缩杆驱动连接的电机。
[0016]进一步的，所述罩沿上设有钩环，所述伸缩杆顶端设有圆环拉手，所述钩环和所述圆环拉手用于连接带钩机械臂。
[0017]进一步的，所述磷吸附材料包括沸石、生物炭、高岭土中的一种或几种的混合。
[0018]一种加速富营养化水体内源磷释放并回收利用的方法，其采用上述装置进行，所述方法包括如下步骤：
[0019](1)确定湖库底泥上覆水水深，将船上或岸边的带钩机械臂调节至匹配水深的长度，通过机械臂下端的钩子套住罩沿上的钩环和伸缩杆上的圆环拉手，然后将该装置垂直放入水体；
[0020](2)缓慢将装置插入底泥，直至明显感觉到装置无法继续插入为止，即代表罩沿已接触底泥，装置已插入到指定深度；
[0021](3)装置插入底泥后，静置30
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40天，确保泥
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水界面隔绝罩密闭空间内生成厌氧环境条件，溶解氧从7
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9mg/L降至4mg/L以下，促使底泥磷不断释放进入隔绝罩密闭空间内的少量水体，同时吸附隔绝层中的磷吸附材料对释放入水的磷进行持续富集。
[0022](4)在泥
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水界面隔绝罩密闭空间内生成厌氧环境后，安装动力叶片至伸缩杆上，动力叶片在风力作用下带动搅拌叶片旋转，通过对密闭水体及表层底泥的扰动，加速底泥磷的释放，并促进吸附隔绝层对释放入水的磷进行富集。
[0023](5)待隔绝吸附层吸附磷饱和后，利用船上或岸边的机械臂，套住伸缩杆顶端的圆环拉手并将装置拔出，拧开固定盖，倒出磷吸附材料，作为磷肥用于农业生产。
[0024]采用上述技术装置与方法，本专利技术可实现底泥磷的减量化修复与资源化回收利用，具有如下有益效果：
[0025](1)本专利技术可实现底泥磷原位削减与利用，既克服了异位控制技术存在的水体扰动大、工程量大、底泥堆积量大等问题，又突破了以往原位控制技术仅是抑制底泥磷释放，却无法原位减量修复和回收底泥磷的技术瓶颈；
[0026](2)本专利技术设计了可风力驱动、或电力驱动的搅拌系统，环保、经济、现场可操作性强。
附图说明
[0027]图1为本专利技术一种加速富营养化水体内源磷释放并回收利用装置的主视图；
[0028]图2为本专利技术一种加速富营养化水体内源磷释放并回收利用装置的另一方向的结构示意图；
[0029]图3为本专利技术一种加速富营养化水体内源磷释放并回收利用装置的俯视图；
[0030]图4为本专利技术一种加速富营养化水体内源磷释放并回收利用装置的剖视图；
[0031]图5为图4中B部分的放大图。
[0032]图中：1—隔绝罩，1
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1—罩帽，1
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2—罩体，1
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3—罩沿，1
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4—多孔骨架，1
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5—固定盖，1
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6—密封塞，1
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7—钩环，2
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吸附隔绝层，2
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1—防水布，2
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2—磷吸附材料，2
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3—透水布，3
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搅拌系统，3
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1—圆环拉手，3
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2—动力叶片，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种加速富营养化水体内源磷释放并回收利用的装置，其特征在于：包括隔绝罩、吸附隔绝层、搅拌系统，所述隔绝罩用于置于泥
‑
水界面，所述吸附隔绝层位于所述隔绝罩上方，所述吸附隔绝层中填充磷吸附材料，所述隔绝罩的底端插入底泥后与所述吸附隔绝层形成密闭空间，为底泥磷释放创造厌氧环境；所述搅拌系统用于对所述吸附隔绝层和所述隔绝罩形成的密闭空间中的水体及表层底泥进行扰动，以加速表层底泥磷释放与水体磷吸附。2.如权利1要求所述的加速富营养化水体内源磷释放并回收利用的装置，其特征在于：所述隔绝罩包括罩帽、罩体、罩沿，罩体为上下开口、内部中空的框型结构，所述罩体的上端开口边缘向外延伸形成罩沿，罩沿用于定位插入底泥的深度，罩帽位于罩沿上方且与罩体连接。3.如权利2要求所述的加速富营养化水体内源磷释放并回收利用的装置，其特征在于：所述罩体设计为圆环结构，所述罩帽由多孔骨架构成圆弧顶结构。4.如权利3要求所述的加速富营养化水体内源磷释放并回收利用的装置，其特征在于：所述吸附隔绝层包括位于多孔骨架上层的防水布、位于多孔骨架下层的透水布，以及充填于防水布和透水布之间的磷吸附材料。5.如权利4要求所述的加速富营养化水体内源磷释放并回收利用的装置，其特征在于：所述罩帽顶部设有固定盖，固定盖用于固定并密封所述防水布，固定盖内套有密封塞。6.如权利5要求所述的加速富营养化水体内源磷释放并回收利用的装置，其特征在于：所述搅拌系统包括置于隔绝罩内的搅拌叶片、置于隔绝罩顶端并镶嵌于密封塞内的轴承、连接搅拌叶片伸缩杆以及驱动伸缩杆转动的动力装置，伸缩杆与轴承驱动连接。7.如权利6要求所述的加速富营养化水体内源磷释放并回收利用的装置，其特征在于：所述动力装置为露出在水体表面的动力叶片，动力叶片为片状、类似风力发电叶片的扇状...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振华，胡艳平，汤显强，林莉，李青云，龙萌，黎睿，
申请(专利权)人：长江水利委员会长江科学院，
类型：发明
国别省市：