一種消除水體中藻毒素的裝置及方法
【專利摘要】一種消除水體中藻毒素的裝置及方法屬于飲用水處理的【技術(shù)領(lǐng)域】；該裝置包括混凝/絮凝沉淀池和正滲透膜反應(yīng)器，所述的正滲透膜反應(yīng)器主要包括反應(yīng)池、正滲透膜、驅(qū)動(dòng)液池和儲(chǔ)液罐，正滲透膜位于反應(yīng)池與驅(qū)動(dòng)液池之間，并將反應(yīng)池與驅(qū)動(dòng)液池隔開，驅(qū)動(dòng)液池與儲(chǔ)液罐連通，儲(chǔ)液罐底部設(shè)有磁場(chǎng)、儲(chǔ)液罐上回流閥門通過(guò)回流泵與驅(qū)動(dòng)液池連通；該方法將污染水體引入混凝/絮凝沉淀池，進(jìn)行混凝/絮凝、沉淀處理后，通入以磁性納米顆粒為驅(qū)動(dòng)液的正滲透膜反應(yīng)器，正滲透膜反應(yīng)器出水即為達(dá)標(biāo)水體；本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、處理后水質(zhì)穩(wěn)定可靠、經(jīng)濟(jì)安全且無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)，適合受藻毒素污染的水源水處理。
【專利說(shuō)明】一種消除水體中藻毒素的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種消除水體中藻毒素的裝置及方法屬于飲用水處理的【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著地表水污染的加劇，水體富營(yíng)養(yǎng)化頻繁發(fā)生。水體富營(yíng)養(yǎng)化導(dǎo)致藻類異常繁殖并釋放藻毒素。淡水水體中藻毒素主要包括肝毒素(hepatotoxins)，神經(jīng)毒素(neurotoxins)和內(nèi)毒素(endotoxins)。肝毒素包括微囊藻毒素(microcysin),節(jié)球藻毒素(nodularin)和柱孢藻毒素(cylindrospermopsin)。神經(jīng)毒素主要包括魚腥藻毒素-a (an-atoxin-a)、魚腥藻毒素-a (s) [anatoxin-a (s)]、石房蛤毒素(saxitoxin)、新石房蛤毒素(neosaxitoxin)、和膝溝藻毒素(gonyautoxin)。最新研究認(rèn)為微囊藻毒素(microcysin)和節(jié)球藻毒素(nodularin)等具有較強(qiáng)的促癌作用。家畜及野生動(dòng)物飲用了含藻毒素的水后，會(huì)出現(xiàn)腹瀉、乏力、厭食、嘔吐、嗜睡、口眼分泌物增多等癥狀，甚至死亡。病理病變有肝臟腫大、充血或壞死，腸炎出血、肺水腫等。人在洗澡、游泳及其他水上休閑和運(yùn)動(dòng)時(shí)，皮膚接觸含藻毒素水體可引起敏感部位(如眼睛)和皮膚過(guò)敏，少量喝入可引起急性腸胃炎；長(zhǎng)期飲用則可能引發(fā)肝癌。淡水水體中的藻毒素已成為全球性的環(huán)境問(wèn)題，世界各地經(jīng)常發(fā)生藻毒素中毒事件，飲用水中的藻毒素也日益受到人們的廣泛關(guān)注。
[0003]藻毒素結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，自然降解過(guò)程十分緩慢。且藻毒素具有水溶性和耐熱性，加熱煮沸難于將毒素破壞去除，普通的水處理工藝，如混凝沉淀、過(guò)濾、加氯也不能將其完全去除。因此，迫切需要一種可靠、有效、經(jīng)濟(jì)、可行地消除飲用水水源中藻毒素的裝置及方法。目前檢索到的“水體中消除藻毒素的方法”，過(guò)程繁瑣、操作復(fù)雜、占地面積較大，不便于廣泛使用。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種消除水體中藻毒素的裝置及方法，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效果可靠、操作方便；該方法可完全去除水體中藻毒素、占地面積小、使用安全、無(wú)副作用且能量需求較低。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
一種消除水體中藻毒素的裝置，包括混凝/絮凝沉淀池和正滲透膜反應(yīng)器，所述的正滲透膜反應(yīng)器包括進(jìn)水泵、進(jìn)水閥門一、反應(yīng)池、正滲透膜、驅(qū)動(dòng)液池和儲(chǔ)液罐，正滲透膜位于反應(yīng)池與驅(qū)動(dòng)液池之間，并將反應(yīng)池與驅(qū)動(dòng)液池隔開，驅(qū)動(dòng)液池通過(guò)進(jìn)水閥門二與儲(chǔ)液罐連通，儲(chǔ)液罐底部設(shè)有磁場(chǎng)、儲(chǔ)液罐上設(shè)有排水閥門和回流閥門，回流閥門通過(guò)回流泵與驅(qū)動(dòng)液池連通。
[0006]上述的一種消除水體中藻毒素的裝置，所述的驅(qū)動(dòng)液池中盛有驅(qū)動(dòng)液。
[0007]所述的驅(qū)動(dòng)液為磁性納米顆粒懸濁液。
[0008]所述的驅(qū)動(dòng)液為2%_20%的Fe3O4-SiO2外包裹有葡聚糖的磁性納米顆粒懸濁液。
[0009]上述的一種消除水體中藻毒素的裝置，所述的磁場(chǎng)為電磁場(chǎng)。[0010]一種消除水體中藻毒素的方法，包括以下步驟:
步驟a、將污染水體引入混凝/絮凝沉淀池，進(jìn)行混凝/絮凝、沉淀處理，以去除水體中普通膠體和懸浮物等污染物，并初步去除水體所含藻毒素；
步驟b、將磁性納米顆粒加入驅(qū)動(dòng)液池中，調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)液濃度為2%_20% ；
步驟C、步驟a處理后的水進(jìn)入正滲透膜反應(yīng)池，進(jìn)行正滲透處理；
步驟d、將驅(qū)動(dòng)液池中得到的含磁性納米顆粒驅(qū)動(dòng)液和正滲透出水的混合水體通入儲(chǔ)液te ；
步驟e、調(diào)節(jié)儲(chǔ)液罐底部磁場(chǎng)的強(qiáng)度，使步驟d所得混合水體中的磁性納米顆粒聚集于儲(chǔ)液罐底部；
步驟f、經(jīng)過(guò)步驟e處理后的儲(chǔ)液罐底部的水體回流至驅(qū)動(dòng)液池；
步驟g、經(jīng)過(guò)步驟e處理后的儲(chǔ)液罐上部的水體為處理后達(dá)標(biāo)水體。
[0011]上述的一種消除水體中藻毒素的方法，所述的污染水體包括受藍(lán)藻繁殖而污染的河流、湖泊等水源水。
[0012]由于本發(fā)明一種消除水體中藻毒素的裝置及方法僅包括混凝/絮凝沉淀池和正滲透膜反應(yīng)器，因此具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效果可靠、操作方便的有益效果；由于本發(fā)明一種消除水體中藻毒素的裝置及方法利用了正滲透膜作為分離裝置，正滲透膜為半透膜，僅允許溶劑水通過(guò)，因此能夠完全截留藻毒素，效果可靠；本發(fā)明采用磁性納米顆粒作為驅(qū)動(dòng)液，便于驅(qū)動(dòng)液的回收以及重復(fù)使用，經(jīng)濟(jì)安全且無(wú)二次污染。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明一種消除水體中藻毒素的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中:1混凝/絮凝沉淀池、2正滲透膜反應(yīng)器、3進(jìn)水泵、4進(jìn)水閥門一、5反應(yīng)池、6正滲透膜、7驅(qū)動(dòng)液池、8進(jìn)水閥門二、9儲(chǔ)液罐、10磁場(chǎng)、11排水閥門、12回流閥門、13回流泵。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0016]具體實(shí)施例一
本實(shí)施例所處理的水體為實(shí)驗(yàn)室配制的含藻毒素的河流、湖泊等水體。
[0017]本實(shí)施例的一種消除水體中藻毒素的裝置，結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。該裝置包括混凝/絮凝沉淀池I和正滲透膜反應(yīng)器2，所述的正滲透膜反應(yīng)器2包括進(jìn)水泵3、進(jìn)水閥門一 4、反應(yīng)池5、正滲透膜6、驅(qū)動(dòng)液池7和儲(chǔ)液罐9，正滲透膜6位于反應(yīng)池5與驅(qū)動(dòng)液池7之間，并將反應(yīng)池5與驅(qū)動(dòng)液池7隔開，驅(qū)動(dòng)液池7通過(guò)進(jìn)水閥門二 8與儲(chǔ)液罐9連通，儲(chǔ)液罐9底部設(shè)有磁場(chǎng)10、儲(chǔ)液罐9上設(shè)有排水閥門11和回流閥門12，回流閥門12通過(guò)回流泵13與驅(qū)動(dòng)液池7連通。
[0018]所述的驅(qū)動(dòng)液池7中盛有驅(qū)動(dòng)液。
[0019]所述的驅(qū)動(dòng)液為磁性納米顆粒懸濁液。
[0020]所述的驅(qū)動(dòng)液為10%的Fe3O4-SiO2外包裹有葡聚糖的磁性納米顆粒懸池液。
[0021 ] 所述的磁場(chǎng)10為電磁場(chǎng)。[0022]本實(shí)施例的一種消除水體中藻毒素的方法，包括以下步驟:
步驟a、將污染水體引入混凝/絮凝沉淀池1，進(jìn)行混凝/絮凝、沉淀處理，以去除水體中普通膠體和懸浮物等污染物，并初步去除水體所含藻毒素；
步驟b、將磁性納米顆粒加入驅(qū)動(dòng)液池7中，調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)液濃度為2%-20% ；
步驟C、步驟a處理后的水進(jìn)入正滲透膜反應(yīng)池5，進(jìn)行正滲透處理；
步驟d、將驅(qū)動(dòng)液池7中得到的含磁性納米顆粒驅(qū)動(dòng)液和正滲透出水的混合水體通入儲(chǔ)液罐9 ；
步驟e、調(diào)節(jié)儲(chǔ)液罐9底部磁場(chǎng)10的強(qiáng)度，使步驟d所得混合水體中的磁性納米顆粒聚集于儲(chǔ)液罐9底部；
步驟f、經(jīng)過(guò)步驟e處理后的儲(chǔ)液罐9底部的水體回流至驅(qū)動(dòng)液池7 ；
步驟g、經(jīng)過(guò)步驟e處理后的儲(chǔ)液罐9上部的水體為處理后達(dá)標(biāo)水體。
[0023]具體實(shí)施例二
本實(shí)施例為采用自來(lái)水配制的水樣中藻毒素的去除方法實(shí)施例。
[0024]實(shí)驗(yàn)室用自來(lái)水配制水樣，其微囊藻毒素的含量為100ug/kg。采用圖1裝置。包括以下步驟:
步驟a、將污染水體引入混凝/絮凝沉淀池1，進(jìn)行混凝沉淀處理； 步驟b、將磁性納米顆粒加入驅(qū)動(dòng)液池7中，調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)液濃度為2% ；
步驟C、步驟a處理后的水進(jìn)入正滲透膜反應(yīng)池5，進(jìn)行正滲透處理；
步驟d、將驅(qū)動(dòng)液池7中得到的含磁性納米顆粒驅(qū)動(dòng)液和正滲透出水的混合水體通入儲(chǔ)液罐9 ；
步驟e、調(diào)節(jié)儲(chǔ)液罐9底部磁場(chǎng)10的強(qiáng)度，使步驟d所得混合水體中的磁性納米顆粒聚集于儲(chǔ)液罐9底部；
步驟f、經(jīng)過(guò)步驟e處理后的儲(chǔ)液罐9底部的水體回流至驅(qū)動(dòng)液池7 ；
步驟g、經(jīng)過(guò)步驟e處理后的儲(chǔ)液罐9上部的水體為處理后達(dá)標(biāo)水體。
[0025]本實(shí)施例中，出水中未檢出微囊藻毒素，出水通量為1.0L/ (m2h)。
[0026]具體實(shí)施例三
本實(shí)施例為采用發(fā)生水華的湖泊中藻毒素的去除方法實(shí)施例。
[0027]采用圖1裝置。包括以下步驟:
步驟a、將污染水體引入混凝/絮凝沉淀池1，進(jìn)行混凝沉淀處理；
步驟b、將磁性納米顆粒加入驅(qū)動(dòng)液池7中，調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)液濃度為20% ；
步驟C、步驟a處理后的水進(jìn)入正滲透膜反應(yīng)池5，進(jìn)行正滲透處理；
步驟d、將驅(qū)動(dòng)液池7中得到的含磁性納米顆粒驅(qū)動(dòng)液和正滲透出水的混合水體通入儲(chǔ)液罐9 ；
步驟e、調(diào)節(jié)儲(chǔ)液罐9底部磁場(chǎng)10的強(qiáng)度，使步驟d所得混合水體中的磁性納米顆粒聚集于儲(chǔ)液罐9底部；
步驟f、經(jīng)過(guò)步驟e處理后的儲(chǔ)液罐9底部的水體回流至驅(qū)動(dòng)液池7 ；
步驟g、經(jīng)過(guò)步驟e處理后的儲(chǔ)液罐9上部的水體為處理后達(dá)標(biāo)水體。
[0028]本實(shí)施例中，出水中未檢出微囊藻毒素，出水通量達(dá)10.0L/ (m2h)。
【權(quán)利要求】
1.一種消除水體中藻毒素的裝置，其特征在于包括混凝/絮凝沉淀池(I)和正滲透膜反應(yīng)器(2)，所述的正滲透膜反應(yīng)器(2)包括進(jìn)水泵(3)、進(jìn)水閥門一(4)、反應(yīng)池(5)、正滲透膜(6)、驅(qū)動(dòng)液池(7)和儲(chǔ)液罐(9)，正滲透膜(6)位于反應(yīng)池(5)與驅(qū)動(dòng)液池(7)之間，并將反應(yīng)池(5)與驅(qū)動(dòng)液池(7)隔開，驅(qū)動(dòng)液池(7)通過(guò)進(jìn)水閥門二(8)與儲(chǔ)液罐(9)連通，儲(chǔ)液罐(9 )底部設(shè)有磁場(chǎng)(10 )、儲(chǔ)液罐(9 )上設(shè)有排水閥門(11)和回流閥門(12 )，回流閥門(12)通過(guò)回流泵(13)與驅(qū)動(dòng)液池(7)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消除水體中藻毒素的裝置，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)液池(7)中盛有驅(qū)動(dòng)液。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種消除水體中藻毒素的裝置，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)液為磁性納米顆粒懸濁液。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種消除水體中藻毒素的裝置，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)液為2%-20%的Fe3O4-SiO2外包裹有葡聚糖的磁性納米顆粒懸濁液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消除水體中藻毒素的裝置，其特征在于所述的磁場(chǎng)(10)為電磁場(chǎng)。
6.一種消除水體中藻毒素的方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟a、將污染水體引入混凝/絮凝沉淀池(1)，進(jìn)行混凝/絮凝、沉淀處理，以去除水體中普通膠體和懸浮物等污染物，并初步去除水體所含藻毒素； 步驟b、將磁性納米顆粒加入驅(qū)動(dòng)液池(7)中，調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)液濃度為2%-20% ； 步驟C、步驟a處理后的水進(jìn)入`正滲透膜反應(yīng)池(5)，進(jìn)行正滲透處理； 步驟d、將驅(qū)動(dòng)液池(7)中得到的含磁性納米顆粒驅(qū)動(dòng)液和正滲透出水的混合水體通入儲(chǔ)液罐(9)； 步驟e、調(diào)節(jié)儲(chǔ)液罐(9)底部磁場(chǎng)(10)的強(qiáng)度，使步驟d所得混合水體中的磁性納米顆粒聚集于儲(chǔ)液罐(9)底部； 步驟f、經(jīng)過(guò)步驟e處理后的儲(chǔ)液罐(9)底部的水體回流至驅(qū)動(dòng)液池(7)； 步驟g、經(jīng)過(guò)步驟e處理后的儲(chǔ)液罐(9)上部的水體為處理后達(dá)標(biāo)水體。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種消除水體中藻毒素的方法，其特征在于所述的污染水體包括受藍(lán)藻繁殖而污染的河流、湖泊等水源水。
【文檔編號(hào)】C02F9/04GK103482798SQ201310478132
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月14日
【發(fā)明者】趙春城, 趙煙橋 申請(qǐng)人:無(wú)錫艾科瑞思產(chǎn)品設(shè)計(jì)與研究有限公司