CN204162536U - 超声波强化混凝沉淀蓝藻无破损水处理装置 - Google Patents
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Abstract
超声波强化混凝沉淀蓝藻无破损水处理装置，属于水处理技术领域。包括供水泵、无破损超声器、水处理池、加药装置和超声波电源，供水泵通过管道连接无破损超声器，无破损超声器、加药装置通过管道连接水处理池，无破损超声器为柱形密闭容器，外壁固定超声波振动子，内壁固定有吸声棉。供水泵将含藻水注入无破损超声器后进入水处理池，藻细胞内的气囊受超声波作用而破裂，使藻类失去浮力，易于经过混凝沉淀去除。采用了吸声棉消除了超声器内声波的反射，超声器内各处超声波强度均衡，控制超声器内部超声强度和水力停留时间，藻类受到均衡、适中、短时的超声波作用，只使气囊破裂，而藻细胞不破裂，藻毒素和藻液不外泄，供水更安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种对含藻水的水处理装置和方法，尤其涉及一种超声波强化混凝沉淀蓝藻无破损水处理装置和方法，是将含藻水经无破损超声器后再进行混凝沉淀，去除水中蓝藻的水处理装置和方法，属于水处理技术领域，适用于自来水厂及蓝藻处理站去除水华蓝藻等具有上浮特性的藻类。
背景技术
水华蓝藻是饮用水处理和水污染治理的难题，水华蓝藻细胞内存在气囊，为藻类提供浮力，使藻类不能下沉分离。一般水华蓝藻细胞为直径4~6微米的球形，外部由细胞壁包裹，内部有藻液和气囊。气囊为圆柱形，两端为锥形，气囊壁为蛋白质。气囊直径约55纳米，长度约350~630纳米。为了使蓝藻能沉淀去除，可向水中释放超声波，超声波在水中传播时引起质点的交替压缩和伸张，产生瞬时高压使藻细胞内气囊壁被打破，藻细胞失去气囊浮力而沉淀。专利文件CN200720121578、CN201220463575等公布的超声波水处理装置，在封闭容器的外壁上安装超声波振动子，向容器内释放超声波，水流从容器内流过，蓝藻受到超声波作用后再进入后续处理流程。要使蓝藻气囊破裂，需要一定的超声波强度和作用时间，但过大的超声波强度和作用时间会使藻细胞壁破裂，细胞液流入到水中，使水中藻毒素、有机质增加，污染水质。超声波在水容器中传播时会发生衰减、反射等作用，使超声波强度减小或增加。因此，容器中超声波的强度并不是均匀的，尤其是超声波遇到容器壁时的反射作用，使得靠近器壁附近会产生较大的超声强度，正如在房间、山谷说话时会产生回声一样。容器壁对超声波反射产生的局部过大的超声波强度，不仅会使气囊破裂，也会使藻细胞壁破裂，藻液和藻毒素释放到水中，污染水质。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种超声波强化混凝沉淀蓝藻无破损水处理装置和方法，产生均衡、适中的超声波强度，使蓝藻气囊破裂，而蓝藻细胞不破裂，解决现有超声波除藻水处理装置中超声强度不均，导致藻细胞壁破裂、藻液泄漏、污染水质的问题。通过本实用新型将含藻水经无破损超声波预处理，使藻类气囊破裂而失去浮力，再经过混凝沉淀去除；超声波预处理中藻细胞壁不破裂，不会引起藻液外泄，安全环保。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的，超声波强化混凝沉淀蓝藻无破损水处理装置，包括供水泵、水处理池、加药装置和超声波电源，加药装置通过管道连接水处理池，水处理池有水池出水管，其特征是，设有使蓝藻气囊破裂的无破损超声器，无破损超声器两端设有进口和出口，进口连接所述供水泵出水管，出口通过水池进水管连接所述水处理池，所述无破损超声器为柱形密闭容器，包括容器壁、吸声棉和超声波振动子，密闭容器横断面为多边形，在其中一条边的外壁上设有至少1行1列超声波振动子，超声波振动子的频率为120KHz，每个超声波振动子的功率60W，超声波振动子间距5~10cm，超声波振动子与超声波电源相连，在密闭容器的内壁上除了超声波振动子对应区域以外的区域安装有吸声棉，吸声棉的厚度2cm，密闭容器安装超声波振动子的一条边与其相对的一条边的距离5~10cm。
所述无破损超声器中的超声波强度为0.03~0.05W/cm2。
所述水处理池包括反应池、沉淀池，反应池的进口通过水池进水管连接无破损超声器的出口，反应池、沉淀池为开口的矩形水池；反应池与沉淀池之间用开孔板分隔；反应池中安装有搅拌器，在沉淀池末端墙壁上安装有水池出水管。
所述加药装置由溶液箱、溶液管组成，溶液管连接所述反应池。
利用上述超声波强化混凝沉淀蓝藻无破损水处理装置进行含藻水处理，含藻水在进入水处理池前流经无破损超声器，水流在无破损超声器中的停留时间介于5~10秒之间，调节超声波电源的输出功率，使得无破损超声器中的超声波强度介于0.03~0.05W/cm2之间。
本实用新型的有益效果是：含藻水流经无破损超声器，受到短时、适中的超声波作用，使蓝藻细胞内气囊破裂，蓝藻失去浮力，容易通过混凝沉淀法去除，效果好；采用了吸声棉消除了超声器内声波的反射，超声器内各处超声波强度均衡，由于超声器内超声波强度均衡，强度适中，作用时间短，蓝藻细胞壁不破损，蓝藻细胞液及藻毒素不外泄，不污染水质，水处理更安全。
附图说明
图1是本实用新型一个实施例的装置示意图。
图2是本实用新型无破损超声器的结构示意图。
图3是本实用新型无破损超声器的横断面示意图。
图中：1供水泵，2无破损超声器，3反应池，4沉淀池，5溶液箱,6超声波电源，7进水管，8出水管，9水池进水管，10电线，11水池出水管，12溶液管，13搅拌器，14开孔板，15容器壁，16吸声棉，17超声波振动子，18进口，19出口。
具体实施方式
结合附图和实施例进一步说明本实用新型。本实用新型实施例如图1、图2和图3所示，由供水泵1、无破损超声器2、水处理池（反应池3、沉淀池4）、加药装置和超声波电源等组成。供水泵1的进出口分别连接有进水管7和出水管8，进水管7伸入水源中，出水管8与无破损超声器2的进口18相连，无破损超声器2的超声波振动子17通过电线10与超声波电源6相连。
无破损超声器2为柱状密闭容器，包括容器壁15、吸声棉16、超声波振动子17、进口18和出口19。密闭容器横断面为矩形，宽度和高度均为10cm，容器壁用金属板制作，在密闭容器一个面的外壁上安装了1行超声波振动子17，超声波振动子的频率为120KHz，每个超声波振动子的功率60W，超声波振动子间距8cm，在容器壁内侧上除了超声波振动子对应区域以外的区域安装有吸声棉16，吸声棉的厚度2cm。进口18和出口19分别位于密闭容器的两端。
超声波电源6的频率与超声波振动子频率相同，每个超声波振动子17的正负极通过电线10分别与超声波电源6的正负极相连。
水处理池包括反应池3、沉淀池4，反应池通过水池进水管9连接无破损超声器的出口19，反应池、沉淀池为开口的矩形水池；反应池3与沉淀池4之间用开孔板14分隔；反应池中安装有搅拌器，在沉淀池4末端墙壁接近水面处安装有水池出水管11。
加药装置由溶液箱5、溶液管12组成，溶液管12将溶液箱5和反应池3相连。
超声波强化混凝沉淀蓝藻无破损水处理装置去除藻类的方法是，供水泵1从水源中抽取含有蓝藻的水，流过无破损超声器2，进入反应池3和沉淀池4，水流流经无破损超声器的时间介于5~10秒之间，调节超声波电源的输出功率，使得无破损超声器中的超声波强度介于0.03~0.05W/cm2之间。加药装置向反应池3中加入混凝剂，经搅拌器13搅拌后，藻类及水中其它杂质与混凝剂结合，形成较大的颗粒。水流继续通过开孔板14进入沉淀池4，杂质沉淀到沉淀池底，清水从水池出水管11流出沉淀池。
该方法使藻类气囊破裂，沉淀速度快，去除藻类效果好；不破坏藻细胞，供水安全；药耗、能耗低，运行成本低。
具体实验用水取自江苏某大型湖泊，藻类中水华铜绿微囊藻占95%。实验装置如图1所示，混凝剂硫酸铝投加量25mg/L,经本实用新型装置处理后沉淀池出水藻类叶绿素a平均去除率90%，处理效果好，投药量低，超声波处理后水中藻毒素没有增加，藻毒素没有泄漏到水中，显微镜观察细胞壁完好，细胞液没有外泄，未对水造成二次污染。
Claims (4)
1.超声波强化混凝沉淀蓝藻无破损水处理装置，包括供水泵（1）、水处理池、加药装置和超声波电源，加药装置通过管道连接水处理池，其特征是，设有使蓝藻气囊破裂的无破损超声器（2），无破损超声器（2）两端设有进口（18）和出口（19），进口（18）连接所述供水泵出水管（8），出口（19）通过水池进水管（9）连接所述水处理池，所述无破损超声器（2）为柱形密闭容器，包括容器壁（15）、吸声棉（16）和超声波振动子（17），密闭容器横断面为多边形，在其中一条边的外壁上设有至少1行1列超声波振动子（17），超声波振动子的频率为120kHz，每个超声波振动子的功率60W，超声波振动子间距5~10cm，超声波振动子（17）与超声波电源（6）相连，在密闭容器的内壁上除了超声波振动子对应区域以外的区域安装有吸声棉（16），吸声棉的厚度2cm，密闭容器安装超声波振动子的一条边与其相对的一条边的距离为5~10cm。
2.如权利要求1所述的超声波强化混凝沉淀蓝藻无破损水处理装置，其特征是，所述无破损超声器（2）中的超声波强度为0.03~0.05W/cm2。
3.如权利要求1所述的超声波强化混凝沉淀蓝藻无破损水处理装置，其特征是，所述水处理池包括反应池、沉淀池，反应池的进口通过水池进水管（9）连接无破损超声器的出口，反应池、沉淀池为开口的矩形水池；反应池与沉淀池之间用开孔板分隔；反应池中安装有搅拌器，在沉淀池末端墙壁上安装有水池出水管（11）。
4.如权利要求1所述的超声波强化混凝沉淀蓝藻无破损水处理装置，其特征是，所述加药装置由溶液箱、溶液管组成，溶液管连接所述反应池。
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