[发明专利]一种紫外线光催化除藻装置

说明书

技术领域

本发明属于水环境的保护与治理装置，具体涉及一种除藻装置，适用于江河、水库、湖泊、海洋等含藻水域中抑制或阻止藻类生长。

背景技术

由于工农业的污染，各类水体(湖泊、河流及水库等)接纳了过量的N、P等营养物质，引起水体富营养化。据1999年调查，欧洲、非洲、北美洲和南美洲湖泊富营养化的比例分别是53％，28％，48％和41％，而亚太地区更达到54％。水体富含的N、P等营养元素，使自养型浮游藻类(特别是蓝藻)在水体中逐渐建立优势，大量繁殖生长，甚至在水体表面聚合成数厘米厚的蓝色的藻浆，即“水华”。目前我国60％以上的湖泊呈富营养化，主要湖泊富营养化问题突出，藻类“水华”暴发的面积正逐年增加，其频度、强度，均有逐年增长之势。如滇池多次出现严重的蓝藻暴发，“三湖”(滇池、太湖和巢湖)也都存在着不相上下的蓝藻泛滥的态势，均已被列入国家环境治理的重点。而长江、黄河中下游的许多湖泊和水库也都先后发生了不同程度的“水华”污染现象。1992年至今，汉江下游也先后四次暴发了水华。如何清除并控制大面积水域有害藻类的过量繁殖生长，恢复水体中健康的水生态系统，是我国乃至全世界的重大环境科学前沿之一。

近年来，在控制藻类治理中，采用了工程治理，如对水体藻类的捕捞清除(自动水华清除船，专利号200620141281.3)；生态治理，如对水体藻类进行摄食消灭的生物链清除(可控性水库蓝藻水华快速消除方法，专利号200510027403.6)；化学处理，如对水体藻类投加化学药剂的化学清除(R.P.Adamson and M.R.Sommerfeld.Laboratory Comparison of the Effectiveness ofSeveral Algicides on Isolated Swimming Pool Algae.Applied and EnvironmentalMicrobiology，1980，39(2)：348-353)。以上技术在清除藻体的过程中均面临不足，其中工程治理主要是工作量大，若治理不彻底又会导致处理后藻类的反弹生长；生态治理虽然是一种好的除藻方法，但在治理除藻过程中具有除藻时间长和操作困难等不足；而化学治理虽然处理效果较好，但是处理时也带来了水体的二次污染。可以看出，在控制藻类治理中，寻求安全、方便和高效的控藻技术十分必要。

基于纳米颗粒的光催化反应，在反应中，有大量的O^·₂^-、OH^·和H₂O₂等活泼态氧化物产生，会使反应中的有机物受到强氧化作用，在含藻水体中设计一种紫外线光催化除藻装置，通过该装置，使含藻水体中在特定紫外线(波长253.7nm)的照射，高活性催化剂(掺杂摩尔浓度为5％Ag-TiO₂纳米颗粒)的合理投加和含藻水体中保持足够的含氧量的条件下，实现对含藻水体的强氧化处理。

然而，使用于流域水体藻类控制的紫外线除藻装置，由于紫外线对密度较高的藻类去除率不高和灭藻时间较长等不足，目前该装置的使用还不常见。在现有的装置中，如在一种防治“水华”和“赤潮”的紫外控制装置(专利号02284195.4)中，装置的构建为“对n支(n≥1)置于耐紫外的轻质固定架上、波长为200～400nm的水银蒸汽石英紫外灯，紫外灯两端经防水和绝缘处理”，虽然该装置也采用了紫外线灭藻，但在应用时，却面临一些不足，如装置在水域位置的调节，装置在面积较大水域曝气的实施，装置仅仅通过紫外线处理所导致的氧化强度不高和对藻密度较大水体的治理所需时间较长等。因此，探求合理的装置设计，实施对含藻水体进行Ag-TiO₂纳米颗粒光催化强氧化处理的装置构建十分必要。

发明内容

本发明提供一种紫外线光催化除藻装置，克服现有技术的不足，能够在水体中漂浮，并加强紫外线照射水体的氧化反应。

本发明的一种紫外线光催化除藻装置，包括紫外线反射板和紫外灯管，所述紫外灯管有N支，N为大于等于1的自然数；其特征在于：其由漂浮部分和水下部分通过支架连接构成，漂浮部分装设浮动气囊，并装有电源控制器、紫外灯发生器和空气压缩机；水下部分底端装有空气扩散板，空气扩散板通过空气输送导管连接空气压缩机；在漂浮部分和空气扩散板之间装设紫外线反射板和紫外灯管，紫外灯管外套有紫外灯管套，紫外灯管与电源控制器、紫外灯发生器电气连接。