一种再生水补给的水环境化学平衡处理装置的制作方法

1.本实用新型属于水环境处理技术领域，更具体地，涉及一种再生水补给的水环境化学平衡处理装置。


背景技术：

2.随着污水处理技术的不断提高，以再生水作为河、湖补给用水已成为解决水资源短缺的一个重要途径。尽管采取了各种方法来消减水厂出水中的氮磷含量，但是再生水在进入景观水体后依然存在营养盐积累问题，藻类的大量繁殖导致“水华”频繁爆发。近年来，国家不断加强对水生态环境的治理和修复，故而维系再生水补给后水生态环境的水化学平衡成为了构建良好水生态环境体系亟待解决的问题。
3.目前，再生水应用普遍存在着以下问题：一是再生水中的有机物含量较低，多为难降解物质，不利于微生物的反硝化脱氮；二是难以对微藻和微生物生物量比例进行合理调控，易造成水体二次污染；三是再生水中藻类的回收和处置。鉴于这些问题，目前将“菌藻耦合技术”应用于再生水水环境的构建体系中还存在一定的阻碍和挑战。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种再生水补给的水环境化学平衡处理装置，该装置具有沿处理方向依次设置的具有微藻净化系统和微生物净化系统的水体净化装置、能够实现藻水分离的过滤装置、具有微波破壁处理装置和高压液化处理装置的裂解液化装置和能够对液化产物进行除磷的除磷装置，通过上述各个装置能够有效提高微生物的反硝化脱氮效果，实现微藻净化水体及藻体生物质资源的利用，以加速水环境的生态平衡。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供一种再生水补给的水环境化学平衡处理装置，该装置包括：
6.水体净化装置，所述水体净化装置包括微藻净化系统和微生物净化系统；
7.过滤装置，连接在所述水体净化装置的下游，所述过滤装置内设置有过滤介质，所述过滤装置上设置有第一反冲洗进水口和第一反冲洗出水口；
8.裂解液化装置，连接在所述过滤装置的下游，所述裂解液化装置包括微波破壁处理装置和高压液化处理装置；
9.除磷装置，连接在所述裂解液化装置的下游，所述除磷装置内设置有除磷吸附填料。
10.可选地，所述微藻净化系统的上部设置有第一进水口和第一接种口，所述微生物净化系统的上部设置有第二进水口和第二接种口，所述微藻净化系统的下部设置有第一泄空口，所述微生物净化系统的下部设置有第二泄空口，所述第二泄空口与水环境连接，所述微藻净化系统和所述微生物净化系统内分别设置有第一搅拌器和第二搅拌器。
11.可选地，水环境中的再生水通过第一管路连接在所述第一进水口上，所述第一管
路上设置有第一阀门，所述第一泄空口与所述过滤装置连接。
12.可选地，所述过滤装置的上部设置有第三进水口和所述第一反冲洗出水口，所述过滤装置的下部设置有第三出水口和所述第一反冲洗进水口，所述过滤装置与所述水体净化装置通过第二管路连接，所述第二管路上设置有第二阀门和第一计量泵。
13.可选地，所述第一反冲洗出水口与所述裂解液化装置连接，所述第一反冲洗进水口与水环境连接。
14.可选地，所述微波破壁处理装置的上部的第四进水口与所述过滤装置的所述第一反冲洗出水口连接，所述微波破壁处理装置的下部的第四出水口与所述高压液化密封装置的上部的第五进水口连接，所述高压液化密封装置的下部设置有第五出水口。
15.可选地，所述微波破壁处理装置与所述过滤装置通过第三管路连接，所述第三管路上设置有第三阀门和第二计量泵。
16.可选地，所述除磷装置与所述裂解液化装置的液化产物输出端连接，所述除磷装置的上部设置有第六进水口，所述除磷装置的下部设置有第六出水口和第二反冲洗进水口，所述第二反冲洗进水口与水环境连接，所述除磷装置上还设置有第二反冲洗出水口。
17.可选地，所述除磷装置通过第四管路与所述裂解液化装置的液化产物输出端连接，所述第四管路上设置有第四阀门和第三计量泵，所述第六出水口通过第五管路与所述微生物净化系统连接，所述第五管路上设置有第五阀门和第四计量泵。
18.可选地，所述第二反冲洗出水口与磷回收装置连接。
19.本实用新型提供一种再生水补给的水环境化学平衡处理装置，其有益效果在于：该装置具有沿处理方向依次设置的具有微藻净化系统和微生物净化系统的水体净化装置、能够实现藻水分离的过滤装置、具有微波破壁处理装置和高压液化处理装置的裂解液化装置和能够对液化产物进行除磷的除磷装置，通过上述各个装置形成再生水的多重处理，提高处理效果；该装置能够将“菌藻耦合”技术应用在再生水补给的水环境中，在光照环境下微藻繁殖代谢，对水体中营养盐进行吸收净化，并实现对空气中二氧化碳的固定；通过对微藻生物质碳源的提取与应用，解决再生水环境中有机物含量不足的问题，提升微生物的反硝化脱氮，加速水环境的生态平衡等优点。
20.本实用新型的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
21.通过结合附图对本实用新型示例性实施方式进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
22.图1示出了根据本实用新型的一个实施例的一种再生水补给的水环境化学平衡处理装置的结构示意图。
23.附图标记说明：
24.1、水体净化装置；2、微藻净化系统；3、微生物净化系统；4、过滤装置；5、过滤介质；6、第一反冲洗进水口；7、第一反冲洗出水口；8、裂解液化装置；9、微波破壁处理装置；10、高压液化处理装置；11、除磷装置；12、除磷吸附填料；13、第一进水口；14、第一接种口；15、第二进水口；16、第二接种口；17、第一泄空口；18、第二泄空口；19、第一搅拌器；20、第二搅拌
器；21、第一管路；22、第一阀门；23、第三进水口；24、第三出水口；25、第二管路；26、第二阀门；27、第一计量泵；28、第四进水口；29、第四出水口；30、第五进水口；31、第五出水口；32、第三管路；33、第三阀门；34、第二计量泵；35、第六进水口；36、第六出水口；37、第二反冲洗进水口；38、第二反冲洗出水口；39、第四管路；40、第四阀门；41、第三计量泵；42、第五管路；43、第五阀门；44、第四计量泵。
具体实施方式
25.下面将更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然以下描述了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。
26.如图1所示，本发明提供一种再生水补给的水环境化学平衡处理装置，该装置包括：
27.水体净化装置1，水体净化装置1包括微藻净化系统2和微生物净化系统3；
28.过滤装置4，连接在水体净化装置1的下游，过滤装置4内设置有过滤介质5，过滤装置4上设置有第一反冲洗进水口6和第一反冲洗出水口7；
29.裂解液化装置8，连接在过滤装置4的下游，裂解液化装置8包括微波破壁处理装置9和高压液化处理装置10；
30.除磷装置11，连接在裂解液化装置8的下游，除磷装置11内设置有除磷吸附填料12。
31.具体的，水体净化装置1、过滤装置4、裂解液化装置8和除磷装置11从上游至下游依次设置，微藻净化系统2和微生物净化系统3内分别能够接种微藻和微生物，实现将菌藻耦合技术在再生水补给的水环境中的应用，经过水体净化装置1后的净化水体进入过滤装置4，在过滤装置4内进行藻水分离，浓缩藻液再流入裂解液化装置8，在裂解液化装置8中的微波破壁处理装置9和高压液化处理装置10的处理作用下获得高碳氮比液化产物，液化产物进入除磷装置11进行除磷，除磷后的滤液回流至微生物净化系统3。
32.可选地，微藻净化系统2的上部设置有第一进水口13和第一接种口14，微生物净化系统3的上部设置有第二进水口15和第二接种口16，微藻净化系统2的下部设置有第一泄空口17，微生物净化系统3的下部设置有第二泄空口18，第二泄空口18与水环境连接，微藻净化系统2和微生物净化系统3内分别设置有第一搅拌器19和第二搅拌器20。
33.具体的，再生水补给的水环境中的再生水能够通过第一进水口13和第二进水口15分别进入微藻进化系统2和微生物净化系统3，第一接种口14和第二接种口16分别用于向微藻净化系统2和微生物净化系统3内接种微藻和微生物，微藻可以采用小球藻，微生物可以采用脱氮菌，第一泄空口17用于排出净化水体，第二泄空口18用于与水环境连接。
34.可选地，水环境中的再生水通过第一管路21连接在第一进水口13上，第一管路21上设置有第一阀门22，第一泄空口17与过滤装置4连接。
35.具体的，经第一泄空口17排出的净化水体经过第二管路25输送至过滤装置4，在过滤装置4内进行藻水分离。
36.可选地，过滤装置4的上部设置有第三进水口23和第一反冲洗出水口7，过滤装置4
的下部设置有第三出水口24和第一反冲洗进水口6，过滤装置4与水体净化装置1通过第二管路25连接，第二管路25上设置有第二阀门26和第一计量泵27。
37.具体的，过滤装置4内的过滤介质5能够实现净化水体的藻水分离，滤液回流至水环境中，微藻被截留在过滤介质5中，经反冲洗后将藻液通过第三管路32排入裂解液化装置8。
38.可选地，第一反冲洗出水口7与裂解液化装置8连接，第一反冲洗进水口6与水环境连接，过滤介质5可以为火山岩。
39.具体的，利用水环境中的再生水对过滤装置4进行反冲洗，获取浓缩藻液。
40.可选地，微波破壁处理装置9的上部的第四进水口28与过滤装置4的第一反冲洗出水口7连接，微波破壁处理装置9的下部的第四出水口29与高压液化密封装置10的上部的第五进水口30连接，高压液化密封装置10的下部设置有第五出水口31。
41.具体的，在裂解液化装置8中通过物理技术(微波破壁 高压液化)使藻细胞裂解、液化，得到高碳氮比液化产物；液化产物通过第五出水口31排出，进入除磷装置11进行除磷。
42.可选地，微波破壁处理装置9与过滤装置4通过第三管路32连接，第三管路32上设置有第三阀门33和第二计量泵34。
43.具体的，过滤装置4的第一反冲洗出水口7通过第三管路32连接在微波破壁处理装置9上部的第四进水口28上。
44.可选地，除磷装置11与裂解液化装置8的液化产物输出端连接，除磷装置11的上部设置有第六进水口35，除磷装置11的下部设置有第六出水口36和第二反冲洗进水口37，第二反冲洗进水口37与水环境连接，除磷装置11上还设置有第二反冲洗出水口38。
45.具体的，第五出水口31排出的液化产物通过第六进水口35进入除磷装置11，通过除磷装置11内填充的除磷吸附填料12将液化产物中的磷吸附，产生的滤液通过第六出水口36回流至微生物净化系统3中。
46.可选地，除磷装置11通过第四管路39与裂解液化装置8的液化产物输出端连接，第四管路39上设置有第四阀门40和第三计量泵41，第六出水口36通过第五管路42与微生物净化系统3连接，第五管路42上设置有第五阀门43和第四计量泵44。
47.具体的，第五出水口31排出的液化产物经过第四管路39再通过第六进水口35进入除磷装置11；除磷装置11的滤液通过第五管路42回流至微生物净化系统3内，滤液将作为碳源为微生物的反硝化脱氮提供物质基础。
48.可选地，第二反冲洗出水口38与磷回收装置连接。
49.具体的，第二反冲洗出水口38排出的含磷液化产物进入磷回收装置，通过磷回收装置能够对得到的含磷液化产物进行提取，转化为羟基磷灰石。
50.综上，本发明提供的再生水补给的水环境化学平衡处理装置使用时，通过将再生水补给的水环境中的再生水输入至水体净化装置1，向中水体净化装置接种微生物和微藻，利用微生物(如：脱氮菌)进行反硝化脱氮将水环境中的含氮化合物以n2或n2o形式排入大气中。利用微藻(如：小球藻)的光合作用固定空气中co2，在微藻繁殖代谢过程中对水环境中的氮磷营养盐进行吸收净化；净化后的水体进入过滤装置4，在过滤装置4中实现藻水分离，滤液回流至水环境中，作为补给水源；微藻被截留在过滤介质5中，经反冲洗后将藻液排入
裂解液化装置8，在裂解液化装置8中通过物理技术(微波破壁 高压液化)使藻细胞裂解、液化，得到高碳氮比液化产物；液化产物排入除磷装置11进行除磷，利用除磷吸附剂将液化产物中的磷吸附，产生的滤液回流至微生物净化系统3中，对得到的含磷液化产物进行提取，转化为羟基磷灰石。
51.以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。