申请日2019.08.06
公开(公告)日2019.10.22
IPC分类号C02F1/50; C02F1/78
摘要
本发明公开了一种黑臭水体的净化设备，包括气体反应器和鼓风机;气体反应器的进气口与大气连通，气体反应器的出气口与鼓风机的进气口连通;气体反应器内设有将氧气转变成臭氧的活性氧发生装置;还包括曝气装置，曝气装置的进气口与鼓风机的出气口连通，曝气装置的出气口通向黑臭水体。本发明还提供上述净化设备的净水方法。本发明的黑臭水体的净化设备既能够对水体进行复氧，又能够分解水体中的污染物，从而能够有效地改善水体的黑臭问题，而且结构简单，操作方便，成本低下。本发明的净化设备的净水方法，能够提高水体的氧含量，还能够起到净化黑臭水体的作用，净化效果极其显著。
权利要求书
1.一种黑臭水体的净化设备，其特征在于，包括气体反应器和鼓风机;
所述气体反应器的进气口与大气连通，所述气体反应器的出气口与所述鼓风机的进气口连通;所述气体反应器内设有将氧气转变成臭氧的活性氧发生装置;
还包括曝气装置，所述曝气装置的进气口与所述鼓风机的出气口连通，所述曝气装置的出气口通向黑臭水体。
2.根据权利要求1所述的黑臭水体的净化设备，其特征在于，所述活性氧发生装置为紫外灯。
3.根据权利要求2所述的黑臭水体的净化设备，其特征在于，所述气体反应器内部、在进气口侧设置有过滤网，所述过滤网设置于所述紫外灯的上风处。
4.根据权利要求2所述的黑臭水体的净化设备，其特征在于，所述紫外灯设置为多组，并且每组紫外灯的功率不同。
5.根据权利要求2所述的黑臭水体的净化设备，其特征在于，所述紫外灯设置为一组或多组，并且所述紫外灯的功率能够被调节。
6.根据权利要求3所述的黑臭水体的净化设备，其特征在于，所述曝气装置包括曝气主管和曝气支管，所述曝气主管的进气口与所述鼓风机的出气口连通;所述曝气主管的出气口与所述曝气支管的进气口连通，所述曝气支管的出气口通向黑臭水体。
7.根据权利要求6所述的黑臭水体的净化设备，其特征在于，所述曝气支管上设有用于出气的透气孔;所述曝气支管的底部连接有用于增加所述曝气支管重量的有配重块。
8.根据权利要求2所述的黑臭水体的净化设备，其特征在于，所述紫外灯发出的紫外线的波长为185nm。
9.根据权利要求3所述的黑臭水体的净化设备，其特征在于，所述过滤网为蜂窝状过滤网，所述过滤网采用竹炭纤维材料、活性炭材料或石墨烯材料制备而成。
10.一种基于权利要求7所述的黑臭水体的净化设备的净水方法，其特征在于，包括如下步骤：
过滤的步骤：所述鼓风机将空气吸入所述气体反应器内，空气经过所述过滤网被净化，得到过滤后的空气;
产生臭氧的步骤：所述过滤后的空气被所述紫外灯照射，产生臭氧，从而得到含有臭氧的混合气体;
气体输送的步骤：所述含有臭氧的混合气体被所述鼓风机吹出，经所述曝气主管运输至所述曝气支管，并从所述透气孔中逸出至待净化的黑臭水体中;
净水的步骤：所述含有臭氧的混合气体与黑臭水体发生化学反应，从而净化黑臭水体。
说明书
一种黑臭水体的净化设备及其净水方法
技术领域
本发明涉及水体处理技术领域，尤其涉及一种黑臭水体的净化设备及其净水方法。
背景技术
我国城镇化的快速发展、人口的迅猛集中、工业的飞快发展以及生活污废水、工业污废水的持续大量排放，导致大规模的城镇河涌、湖泊等出现水质急剧下降乃至出现黑臭等现象;目前，黑臭水体已经严重影响了城市的形象，成为一个亟待解决的环境与社会问题。
水体中有机污染物含量过高时，有机物分解消耗水中的氧气，使水体转化为缺氧或厌氧状态，产生氨、硫化氢、硫醇、硫醚、有机胺和有机酸等恶臭物质，致使水体黑臭。此外，河流和湖泊底下的底泥由于缺氧，微生物进行无氧酵解，产生复杂难闻的气体，水体发臭;而且微生物进行无氧酵解时会产气，气体带动污泥上翻，导致水体表象发黑。
目前，应用于黑臭水体处理的技术种类繁多，包括：污水截流、底泥清淤、河道疏浚、补充水量、复氧净化等手段，用于解决水体水质恶化问题。其中，复氧净化是通过提高水中溶解氧的方法来解决水体缺氧的问题，现有技术中，常用机械扬水、搅拌曝气和鼓风曝气等方法向水体中通入空气，由于空气中含有氧气，因而能够提高水体中的氧含量。其中，鼓风曝气的效果较好，用风机向河涌、湖泊的水中不断通入空气，虽然能够提高水体中的氧含量，一定程度上改善水体质量，但是其不能够分解水体中的污染物，效果单一。
黑臭水体已经严重影响了人们的生产和生活，发明一种既能够对水体进行复氧，又能够分解水体中的污染物的设备，以此来改善黑臭水体已经成为了当务之急。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于：提供一种黑臭水体的净化设备，其既能够对水体进行复氧，又能够分解水体中的污染物，从而能够有效地改善水体的黑臭问题，而且结构简单，操作方便，成本低下。
本发明的目的之二在于：提供本发明目的之一的黑臭水体的净化设备的净水方法，其能够提高水体的氧含量，还能够起到净化黑臭水体的作用，净化效果极其显著。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种黑臭水体的净化设备，其特征在于，包括气体反应器和鼓风机;
所述气体反应器的进气口与大气连通，所述气体反应器的出气口与所述鼓风机的进气口连通;所述气体反应器内设有将氧气转变成臭氧的活性氧发生装置;
还包括曝气装置，所述曝气装置的进气口与所述鼓风机的出气口连通，所述曝气装置的出气口通向黑臭水体。
进一步地，所述活性氧发生装置为紫外灯。
进一步地，所述气体反应器内部、在进气口侧设置有过滤网，所述过滤网设置于所述紫外灯的上风处。
进一步地，所述紫外灯设置为多组，并且每组紫外灯的功率不同。
进一步地，所述紫外灯设置为一组或多组，并且所述紫外灯的功率能够被调节。
进一步地，所述曝气装置包括曝气主管和曝气支管，所述曝气主管的进气口与所述鼓风机的出气口连通;所述曝气主管的出气口与所述曝气支管的进气口连通，所述曝气支管的出气口通向黑臭水体。
进一步地，所述曝气支管上设有用于出气的透气孔;所述曝气支管的底部连接有用于增加所述曝气支管重量的有配重块。
进一步地，所述紫外灯发出的紫外线的波长为185nm。
进一步地，所述过滤网为蜂窝状过滤网，所述过滤网采用竹炭纤维材料、活性炭材料或石墨烯材料制备而成。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种基于本发明目的之一的黑臭水体的净化设备的净水方法，其特征在于，包括如下步骤：
过滤的步骤：所述鼓风机将空气吸入所述气体反应器内，空气经过所述过滤网被净化，得到过滤后的空气;
产生臭氧的步骤：所述过滤后的空气被所述紫外灯照射，产生臭氧，从而得到含有臭氧的混合气体;
气体输送的步骤：所述含有臭氧的混合气体被所述鼓风机吹出，经所述曝气主管运输至所述曝气支管，并从所述透气孔中逸出至待净化的黑臭水体中;
净水的步骤：所述含有臭氧的混合气体与黑臭水体发生化学反应，从而净化黑臭水体。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本发明通过在气体反应器内设置紫外灯，能够把空气转化为臭氧，同时，臭氧进入到黑臭水体中与水发生反应，产生羟自由基，羟自由基和臭氧均具有强氧化作用，能够对微量有机污染物和重金属进行净化;也就是说，水体中富含空气(内含氧)、臭氧和羟自由基的混合物，这种混合物具有良好的净化作用，从而在提高水体氧含量的同时，起到净化水体的作用。具体的反应式如下：
O2+hv=O2+O=O3
O3+H2O→O2+H2O2
O3+H2O2→O2+·OH+HO2·
O3+HO2·→·OH+O2-+O2
2、本发明通过设置紫外灯，紫外灯能够激发空气中的氧气转变成臭氧，臭氧具有强氧化作用，能够对微量有机污染物和重金属进行净化。此外，本发明设置多组不同功率的紫外灯、设置多组能够调节功率的紫外灯，能够根据水体的恶化程度，选择不同功率的紫外灯，产生不同光强的紫外线，能够根据需要，调节净化效果。
3、本发明通过在曝气支管的底部连接配重块，使得曝气支管能够准确地伸向需要净化的黑臭水体水域，避免水体的流动，引起曝气支管不能到达需要净化的水域。
4、本发明通过在曝气支管的管壁上设置透气孔，透气孔在曝气支管的管壁上呈环状设置，使得气体经过透气孔以微气泡的形式进入黑臭水体，能够提高气体在水中的溶解率，提高溶气效率。
5、本发明的净水方法，既能够提高水体的氧含量，又能够起到净化黑臭水体的作用，净化黑臭水体的效果极其显著。
本发明的黑臭水体的净化装置的工作原理：
外界的空气从气体反应器的进气口进入，经过过滤网，空气中的灰尘等物质被过滤，过滤后的空气被紫外灯照射，空气中的一部分氧气变成臭氧，气体反应器中的混合气体被鼓风机吸入，然后从鼓风机的出气口通向曝气装置，经过曝气主管，通向曝气支管，然后从曝气支管上的透气孔通向黑臭水体;
通入黑臭水体中的气体包括空气(含氧气)，能够提高黑臭水体中的氧含量，对水体进行复氧;通入黑臭水体的臭氧能够与水发生反应，产生羟自由基，羟自由基和臭氧均具有强氧化作用，能够分解水体中的污染物，从而净化黑臭水体中的微量有机污染物和重金属。
可见，本发明的净化装置不但能够提高黑臭水体中的氧含量，对水体进行复氧，还能够分解水体中的污染物，双管齐下，有效地改善了水体的黑臭问题。（发明人曲祥瑞;韩小波;闫林霞;黄垚洇;林秀玉）
