[发明专利]一种水体控磷装置

说明书

技术领域

本发明属于环保水处理技术领域，主要应用于河流、湖泊、水库、池塘、景观水体等地表水的富营养化治理。

背景技术

我国地表水体的富营养化问题十分严峻。2006年对我国67个主要湖泊富营养化评价结果看出，属于中营养的湖泊为18个，占调查总数的26.9%，属于富营养型的湖泊为49个，占调查湖泊数量的73.1%。

水体富营养化是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。在自然条件下，随着河流夹带冲击物和水生生物残骸在湖底的不断沉降淤积，湖泊会从贫营养过渡到富营养湖，进而演变为沼泽和陆地，这是极为缓慢的过程。但由于人类的活动，将大量工业废水和生活污水以及农田径流中的植物营养物质排入湖泊、水库、河口、海湾等缓流水体后，水生生物特别是藻类将大量繁殖，使生物的种群、种类数量发生变化，破坏了水体的生态平衡。水体富营养化导致水生生态系统紊乱，水生生物种类减少，多样性受到破坏，普遍的富营养化造成多种用水功能的严重损害，甚至完全丧失。此外，由于藻类带有明显的鱼腥味，从而影响饮用水质。而藻类产生的毒素则会危害人类和动物的健康。水体富营养化的危害还表现在：降低水体透明度，影响水中植物光合作用和氧气释放，同时浮游生物大量繁殖、耗氧，使水中溶解氧不足，造成鱼类死亡；水体底层有机质厌氧分解有害气体，浮游生物产生生物毒素，伤害水生动物；富营养化水体含有亚硝酸盐和硝酸盐，是致癌物 ；水体富营养化还影响旅游和航运。

Liebig 最小定律指出，植物生长取决于外界提供给它所需养料种数量最小的一种。然而，在藻类分子中所占重量百分比最小的两种元素是氮和磷，特别是磷是控制水体藻类生长的主要因素。调查结果显示：80%的湖泊、水库富营养化是受磷元素的制约，10%的湖泊、水库富营养化与氮有关，余下的10%的湖泊、水库与其他因素有关。

本发明提供了一种减少/降低水体中磷的装置，通过过滤水体中的磷，来控制/降低水体富营养化的发生。

发明内容

本发明提供了一种能大幅减少水体中磷的装置，其中包括：容纳磷吸收物质的磷吸收模块和容纳pH调节物质的pH调节模块，磷吸收模块的加料口和气体排出口在磷吸收模块的上方，磷吸收模块废料排出口在磷吸收模块的下方；pH调节模块的加料口和气体出口在pH调节模块的上方，pH调节模块的废料排出口在pH调节模块的下方；水体经过磷吸收模块，磷吸收模块中的磷吸收物质吸收水体中的磷，然后进入pH调节模块，pH调节模块中的pH调节物质调节水体的pH，最后从装置中流出，用于更新的磷吸收物质以及pH调节物质从加料口装入，使用过的磷吸收物质和pH调节物质从废料排出口排出，反应产生的气体从气体排出口排出。

上述装置中，磷吸收物质采用能吸收水体中磷的物质，优选的有铁矿石尾矿、铝盐、蒙脱石矿物等。因为铁矿石尾渣、铝盐、蒙脱石中的金属离子和水体中的磷形成难溶性沉淀Ca²⁺+PO₄^3------->Ca₃(PO₄)₂↓(溶度积：2.0×10^-29)，Al³⁺+PO₄^3------->AlPO₄ ↓ (溶度积:9.84×10^-21)，形成极难溶性磷酸铁或磷酸铝,因此能螯合固定水体中的磷。

上述装置中，磷吸收物质及pH调节物质需要有一定的大小，太大因比表面积小，与水体接触面积小，处理效果不佳，太小易被冲刷流失，且容易堵塞格栅或滤网，优选的，磷吸收物质及pH调节物质的大小为10~30mm。

上述装置中，磷吸收模块前如果是大型的钢结构或钢筋水泥结构，可使用格栅或金属网罩，如果是玻璃钢，可使用塑料网罩，如果是网兜结构，可使用尼龙网，以阻隔水中的泥沙，有机物等杂质。