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一种水处理藻箱、水处理系统及水处理方法

阅读：338发布：2021-02-23

IPRDB可以提供一种水处理藻箱、水处理系统及水处理方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种水处理藻箱、水处理系统及水处理方法。该水处理系统包括用于盛装待净化水体的系统主体和用于漂浮在待净化水体表面的水处理藻箱；所述水处理藻箱包括箱体，箱体内具有用于盛装丝状藻的内腔，箱体上设有用于连通外部待净化水体与所述内腔的连通通道。本发明提供的水处理藻箱利用丝状藻从水体中吸收大量碳源、N和P等营养物质，为水体提供溶氧，保持水体的生态功能；箱体为丝状藻提供稳定空间环境，能强化藻类与周围水体的适应性，保证藻类生物净化功能的高效发挥；连通通道可以实现箱体内水体和外部水体互换，从而达到外部水体生态处理的目的，该水处理系统结构简单，对污水的处理成本低、效果好。，下面是一种水处理藻箱、水处理系统及水处理方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种水处理系统，其特征在于，包括用于盛装待净化水体的系统主体和用于漂浮在待净化水体表面的水处理藻箱；所述水处理藻箱包括箱体，箱体内具有用于盛装丝状藻的内腔，箱体上设有用于连通外部待净化水体与所述内腔的连通通道。

2.如权利要求1所述的水处理系统，其特征在于，箱体上设有用于控制连通通道开合程度的调节门。

3.如权利要求1或2所述的水处理系统，其特征在于，连通通道包括箱体侧面的水交换孔和/或箱体底部的透水网。

4.如权利要求1或2所述的水处理系统，其特征在于，所述箱体包括筒形侧壁，筒形侧壁下方设有供箱体内腔中的沉降物沉淀的下凹底壁，或者/并且系统主体底部设有供待净化水体中的沉降物沉淀的收集仓。

5.如权利要求4所述的水处理系统，其特征在于，下凹底壁上连接有用于将箱体底部收集的沉降物排出的箱体排污管，收集仓底部连接有用于将收集仓内的沉降物排出的主体排污管。

6.如权利要求5所述的水处理系统，其特征在于，水处理系统还包括与箱体排污管和/或主体排污管的出口顺序连接的沉降分离装置、砂滤装置，砂滤装置具有用于与待净化水体连通的净化水出口。

7.如权利要求1所述的水处理系统，其特征在于，箱体内还设有用于在夜间或光照欠佳的情况下为丝状藻提供光照的光源。

8.一种水处理方法，其特征在于，该方法是在待净化水体上漂浮设置水处理藻箱，所述水处理藻箱具有用于盛装丝状藻的内腔和用于连通所述内腔与外部待净化水体的连通通道，并且在水处理藻箱的箱体内培养丝状藻，通过丝状藻对进入箱体内的水体进行净化。

9.如权利要求8所述的水处理方法，其特征在于，所述箱体包括筒形侧壁，筒形侧壁下方设有供箱体内腔中的沉降物沉淀的下凹底壁，或者/并且系统主体底部设有供待净化水体中的沉降物沉淀的收集仓，将下凹底壁和/或收集仓沉淀的沉降物抽出，抽出的沉降物经沉降分离分出上清液，上清液再经砂滤处理后得到净化水，将净化水回注入待净化水体中。

10.一种水处理藻箱，其特征在于，所述水处理藻箱包括箱体，箱体内具有用于盛装丝状藻的内腔，箱体上设有用于连通外部待净化水体与所述内腔的连通通道。

说明书全文

一种水处理藻箱、水处理系统及水处理方法

技术领域

[0001] 本发明属于污水的处理领域，具体涉及一种水处理藻箱、水处理系统及水处理方法。

背景技术

[0002] 随着工业进步和社会发展，水污染问题日趋严重。普通污水的主要污染物为COD、氨氮、硝态氮和磷酸盐，这些污染物会促进微生物生长，耗尽氧气，造成水体发臭，鱼虾死亡。

[0003] 传统生物处理污水方法如活性污泥法对污染水中的有机物、悬浮物去除效果较好，但处理工艺能耗大，总磷、总氮处理效果不稳定；处理过程中会伴随产生大量污泥，带来污泥处理及处置成本高的问题；此外设备较多、管理难度较大也是该处理工艺的不足之处。

[0004] 水产养殖过程中由于养殖池内产出了大量残饵、鱼类粪便等废物，常使水体营养含量增加而变为富营养水，富营养水的存在造成溶解氧下降，严重影响鱼类的生存。目前，公知的池塘养殖是通过与外河进行排放水来调节池塘水质，然而这种方法容易从外河带进病原体，造成病害的发生。

[0005] 目前，对环境水体污水及养殖水体的处理普遍存在处理成本高、处理效果差的问题。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于提供一种水处理系统，从而解决现有污水处理方法存在的处理成本高、处理效果差的问题。本发明同时提供一种水处理方法及水处理藻箱。

[0007] 为实现上述目的，本发明的水处理系统所采用的技术方案是：

[0008] 一种水处理系统，包括用于盛装待净化水体的系统主体和用于漂浮在待净化水体表面的水处理藻箱；所述水处理藻箱包括箱体，箱体内具有用于盛装丝状藻的内腔，箱体上设有用于连通外部待净化水体与所述内腔的连通通道。

[0009] 本发明提供的水处理系统，利用丝状藻从水体中吸收大量碳源、N和P等营养物质，为水体提供溶氧，保持水体的生态功能；箱体为丝状藻提供稳定空间环境，能强化藻类与周围水体的适应性，保证藻类生物净化功能的高效发挥；连通通道可以实现箱体内水体和外部水体互换，从而达到外部水体生态处理的目的，该水处理系统结构简单，对污水的处理成本低、效果好。

[0010] 箱体上设有用于控制连通通道开合程度的调节门。连通通道包括箱体侧面的水交换孔和/或箱体底部的透水网。通过调节门的设置可调节箱体与外部水体之间的水交换量，达到控制水体特性的目的。在丝状藻培养过程中会附生单细胞藻类物质，采用透水网形式的箱体，单细胞藻类可从透水网迁向水体，实现单细胞藻类培养或为水产鱼类提供优质饵料的目的。

[0011] 所述箱体包括筒形侧壁，筒形侧壁下方设有供箱体内腔中的沉降物沉淀的下凹底壁，或者/并且系统主体底部设有供待净化水体中的沉降物沉淀的收集仓。优选的，下凹底壁上连接有用于将箱体底部收集的沉降物排出的箱体排污管，收集仓底部连接有用于将收集仓内的沉降物排出的主体排污管。进一步优选的，水处理系统还包括与箱体排污管和/或主体排污管的出口顺序连接的沉降分离装置、砂滤装置，砂滤装置具有用于与待净化水体连通的净化水出口。

[0012] 所述筒形侧壁为方筒形，边长为40～180cm，高度为20～40cm。进一步优选的，方筒形侧壁的边长为50～100cm，高度为25～35cm。方筒形侧壁由四块侧壁板围成，连通孔的面积为侧壁板面积的0.01％～3％。选择上述规格的箱体，制作简单，箱体大小也适于箱体内丝状藻的正常生长。

[0013] 通过箱体排污管、主体排污管的设置，可以及时将箱体、收集仓内收集的沉降物排出，沉降物一般为水与菌体絮凝物、微藻的混合物，经沉降分离、砂滤处理后，可进一步减轻对水体的污染。

[0014] 箱体内还设有用于在夜间或光照欠佳的情况下为丝状藻提供光照的光源。在白天通过自然光发挥丝状藻的光合作用，在夜间通过外加光源强化光合作用以增加夜间水体溶解氧含量，从而有益于鱼类和水体环境。

[0015] 所述光源为LED灯珠。光源的功率为2W～100W；优选的，光源的功率为3W～10W。可依据光源的分布方式和数量灵活设置光源的功率。外加光源可避免藻类在夜间耗氧，提高夜间水体含氧量。

[0016] 本发明水处理系统中所用藻类属于绿藻门，绿藻纲，刚毛藻目，刚毛藻科，根枝藻属或其近亲属，其特点是在水中产气后自发形成菌床，漂浮于水面。

[0017] 丝状藻可以方便的移出水体，能够有效并低成本地去除造成水体富营养化的有机物、氮、磷等营养物质。丝状藻可选择根枝藻。根枝藻一年四季均具有相当大的生物量，影响其生长的因素包括盐度、温度、营养等环境因子；根枝藻的最佳生长盐度与温度分别为20‰与25℃，当无机碳源NaHCO3浓度为2～4mg/L时，根枝藻具有较高的光合速率；而添加一定浓度之氮源于水体中，能有效再提升其光合作用速率2-3倍。根枝藻不仅能以二氧化碳为碳源，同时也能利用水体中碳酸氢根，也可促进一些微藻生物生长。大量发展根枝藻生质资源，除可改善水质，还可以减少环境中温室气体含量。

[0018] 本发明的水处理方法所采用的技术方案是：

[0019] 一种水处理方法，该方法是在待净化水体上漂浮设置水处理藻箱，所述水处理藻箱具有用于盛装丝状藻的内腔和用于连通所述内腔与外部待净化水体的连通通道，并且在水处理藻箱的箱体内培养丝状藻，通过丝状藻对进入箱体内的水体进行净化。

[0020] 本发明的水处理方法，利用生态学原理实现对待净化水体的生物净化，最终达到恢复水体自净功能的目的；该水处理方法工艺简单，对不同水体的适应性好，经净化后的水体可用于水产产品的高效养殖，具有生态效益和环境效益双重功效。

[0021] 所述箱体包括筒形侧壁，筒形侧壁下方设有供箱体内腔中的沉降物沉淀的下凹底壁，或者/并且系统主体底部设有供待净化水体中的沉降物沉淀的收集仓，将下凹底壁和/或收集仓沉淀的沉降物抽出，抽出的沉降物经沉降分离分出上清液，上清液再经砂滤处理后得到净化水，将净化水回注入待净化水体中。沉降分离可分离掉絮凝物、微藻等沉淀物，砂滤处理可进一步去除氮磷、悬浮物及可溶性有机物等，进一步减轻了水体的污染。

[0022] 所述待净化水体为河道污染水体，在河道筑坝将水体分为至少两级，末级水体上的水处理藻箱包括第一藻箱和第二藻箱，第一藻箱的箱体底部为透水网，第二藻箱的箱体底部密封，箱体侧面上的水交换孔形成所述连通通道；上级水体上的水处理藻箱为所述第二藻箱。

[0023] 将河道污染水体分段后分别进行处理，上一段经处理排出的净化水进入下一段污水水体中。采用上述方法对大型河道污染水体进行处理，可有效降低河道出水氨氮、COD、总磷含量，恢复水体自净功能。

[0024] 所述待净化水体为养殖水体，水处理藻箱包括第一藻箱和第二藻箱，第一藻箱的箱体底部为透水网，第二藻箱的箱体底部密封，箱体侧面上的水交换孔形成所述连通通道。

[0025] 将本发明的方法应用养殖水体，具有以下效果：①丝状藻(根枝藻)可以有效利用养殖水体中大量存在的溶解态有机物、N、P等营养物质，有助于实现养殖“废物”的资源化利用，进而减轻环境污染；②鱼类呼吸需要氧气，而丝状藻通过光合作用可以产生大量氧气，进而对养殖的鱼类和环境有益；③丝状藻可以利用水体中的CO2，调节养殖水体的pH值；④可以增加水产鱼类的养殖密度，藻类自身生物量和附加生长生物可以作为鱼类饵料，减少饲料用量，提高经济效益。总之，本发明的方法可以优化鱼类的生长环境，实现“生态养殖”。

[0026] 所述待净化水体为单细胞藻类培养水体，水处理藻箱的箱体底部为透水网。也可利用上述方式控制水体特性，生产单细胞藻类。

[0027] 本发明的水处理方法，对养殖水体、河道污染污水等水体都有良好的生态净化效果，可有效改善水质、恢复水体自净能力；该水处理方法的经济可行性和环境适应性好，可有效应用于我国的水体净化工程中。

[0028] 本发明的水处理藻箱所采用的技术方案是：

[0029] 一种水处理藻箱，所述水处理藻箱包括箱体，箱体内具有用于盛装丝状藻的内腔，箱体上设有用于连通外部待净化水体与所述内腔的连通通道。

[0030] 水处理藻箱的优选方案与水处理系统中关于水处理藻箱的描述相同，在此不再详述。

[0031] 本发明的水处理藻箱，可方便应用到各种富营养化水体的生态治理中，具有结构简单、制造成本低、水处理效果好的特点。

附图说明

[0032] 图1为本发明的水处理藻箱的结构示意图；

[0033] 图2为本发明的水处理方法在应用于河道污水处理时的示意图。

具体实施方式

[0034] 下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

[0035] 本发明的水处理系统的实施例，包括用于盛装待净化水体的系统主体和用于漂浮在待净化水体表面的水处理藻箱；水处理藻箱的结构示意图如图1所示，包括用于培养根枝藻的箱体，箱体上设置泡沫塑料1以供箱体漂浮于待净化水体上，箱体包括方筒形侧壁2和方筒形侧壁2连接的倒锥形底壁3，方筒形侧壁2上设有用于箱体内外水体交换的交换水孔4和长条形连通孔50，还设有与长条形连通孔50在其长度方向滑动配合的调节门51，调节门51用于调节长条形连通孔的开合程度；系统主体底部设有供待净化水体中的沉降物沉淀的收集仓，收集仓底部连接有用于将收集仓内的沉降物排出的主体排污管；倒锥形底壁3的底部连接有用于将箱体底部收集的沉降物排出的箱体排污管6，主体排污管、箱体排污管6的出口顺序连接有沉降分离装置7和砂滤装置8，砂滤装置8的净化水出口与待净化水体相连通；箱体内沿内壁周向方向间隔设有多个LED灯珠9。

[0036] 方筒形侧壁的边长为80cm，高度为30cm；连通孔的面积为方筒形侧壁的侧壁板的面积的1％，LED灯珠的功率均为3W。

[0037] 本发明的水处理系统的其他实施例中，箱体的结构可以为方筒形侧壁和与方筒形侧壁连接的网状底壁；方筒形侧壁上可不设置交换水孔；箱体可以为圆筒形或其他形状，箱体的规格、LED灯珠的功率可以根据需要进行调整。

[0038] 本发明的水处理藻箱的实施例，与上述水处理系统的实施例中水处理藻箱的结构相同，在此不再详述。

[0039] 本发明的水处理方法的实施例1，用于养殖水体控制，水处理藻箱的结构可参考上述实施例，包括以下步骤：

[0040] 1)将鱼塘全部硬化，在自然养殖区放入漂浮的水处理藻箱，藻箱内布满根枝藻，还布置有5W的LED灯珠，所有水处理藻箱占水域面积30％，其中50％的水处理藻箱采用网状底壁形式，余下50％的水处理藻箱采用倒锥形底壁形式，水处理藻箱的边长为1m，连通孔的总面积为20cm2，连接水处理藻箱的排污管的水泵每天开启一次，每次抽排3min，抽排出的废水经沉降器沉降微藻、絮凝沉淀物，上部清水经砂滤装置处理后返回鱼池；

[0041] 2)鱼塘底部沉积的沉降物通过连接沉淀排出管的水泵每天抽排5次，每次10min，抽排出的废水经沉降器沉降微藻、鱼粪沉淀物，上部清水经砂滤装置处理后返回鱼池。

[0042] 本实施例的水处理方法，白天应用自然光进行光合作用，晚上开启照明进行光合补氧，白天溶氧维持在6mg/L以上，晚上维持在3mg/L以上；鱼池水质维持清澈透明，氨氮维持在0.8mg/L以下，硝态氮维持在3mg/L以下，亚硝态氮维持在0.03mg/L以下，养殖密度可达普通养殖密度10倍以上。由于藻体可产生部分鱼类饲料，可节约部分饲料。该实施例的方法采用“强化生态修复”的鱼类养殖模式，进行“清洁生产”，可降低养殖的自身污染，提高养鱼品质。

[0043] 本发明的水处理方法的实施例2，用于河道污水处理，应用示意图如图2所示，图2中水处理藻箱漂浮于水面10上，包括第一藻箱12和第二藻箱13，第一藻箱的下部密封，第二藻箱的底部为透水网，藻箱的其他结构可参考上述水处理藻箱实施例，将河道底部11硬化，该方法包括以下步骤：

[0044] 1)建设两个拦河坝进行河体分段，污水河宽4m，流量为2000m3/天，分段后上中下三段河体的长度分别为200米、150米和300米，河段旁边建有泄洪水道；

[0045] 2)对于上游河段，放入漂浮的水处理藻箱，藻箱内布满根枝藻，还布置有20W的LED灯珠，所有水处理藻箱占水域面积80％，全部水处理藻箱均采用倒锥形底壁形式，水处理藻箱的边长为1.2m，连通孔的总面积为10cm2；

[0046] 对于中游河段，所有水处理藻箱占水域面积80％，全部水处理藻箱均采用倒锥形底壁形式，水处理藻箱的边长为1.2m，布置的LED灯珠的功率为10W，连通孔的总面积为20cm2；

[0047] 对于下游河段，所有水处理藻箱占水域面积80％，80％的水处理藻箱采用倒锥形底壁形式，余下20％采用网状底壁形式，水处理藻箱的边长为1.2m，布置的LED灯珠的功率为10W，连通孔的总面积为20cm2；

[0048] 所有连接水处理藻箱的排污管的水泵每天开启一次，每次抽排3min，抽排出的废水经沉降器沉降微藻、鱼粪沉淀物，上部清水经砂滤装置处理后得到净化水，上一段的净化水直接排入下一段水体中；

[0049] 3)各段水体底部沉积的沉降物通过连接沉淀排出管的水泵每天抽排5次，每次10min，抽排出的废水经沉降器沉降微藻、鱼粪沉淀物，上部清水经砂滤装置处理后得到净化水，上一段的净化水直接排入下一段水体中。

[0050] 利用本实施例的水处理方法处理河道污水，上游局部水体夜间溶氧维持在2mg/L以上，中游局部水体夜间溶氧维持在3mg/L以上，下游大部分水体局部夜间溶氧维持在3mg/L以上；在河道中下段养殖耐低氧鲤鱼和鲫鱼等鱼类，河道出水氨氮维持在2mg/L以下，COD维持在120mg/L以下，总磷维持在0.2mg/L以下，恢复了水体自净功能。

[0051] 本发明的水处理方法的实施例3，用于单细胞藻类的培养，水处理藻箱的结构可参考上述实施例，包括以下步骤：

[0052] 1)将池体全面硬化，水深1米，在养殖区放置边长为1m的水处理藻箱，水处理藻箱内布满根枝藻，还布置有10W的LED灯珠，所有水处理藻箱占水体表面积的30％，均采用网状底壁形式；

[0053] 2)池体底部沉积的沉降物通过沉淀排出管排出，连接沉淀排出管的水泵每天开启6次，每次10min，收集的藻水经沉降器沉降回收微藻，上清液经砂滤处理后返回池体。

[0054] 采用本实施例的水处理方法，池体水质维持总氮维持在1.0mg/L以上，总磷在0.5mg/L以上，定期补充氮磷及微量元素，培养藻类为小球藻或格栅藻，夜间溶氧在3.0mg/L以上。可以在池体中养殖鱼类以提高经济效益。

标题	发布/更新时间	阅读量
水处理装置-专利编号CN110204008A	2020-05-11	624
水处理方法-专利编号CN102223933A	2020-05-11	721
中央水处理装置-专利编号CN107082501A	2020-05-13	685
水处理设备-专利编号CN104291466B	2020-05-12	921
一种水处理滤瓶-专利编号CN101843996B	2020-05-13	570
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水处理-专利编号CN110785383A	2020-05-11	320
水处理设备-专利编号CN104291466A	2020-05-12	663
水处理装置-专利编号CN108773955A	2020-05-11	92

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