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【技術領域】；該裝置包括混凝/絮凝沉淀池和正滲透膜反應器，所述的正滲透膜反應器主要包括反應池、正滲透膜、驅動液池和儲液罐，正滲透膜位于反應池與驅動液池之間，并將反應池與驅動液池隔開，驅動液池與儲液罐連通，儲液罐底部設有磁場、儲液罐上回流閥門通過回流泵與驅動液池連通；該方法將污染水體引入混凝/絮凝沉淀池，進行混凝/絮凝、沉淀處理后，通入以磁性納米顆粒為驅動液的正滲透膜反應器，正滲透膜反應器出水即為達標水體；本發明具有結構簡單、操作簡便、處理后水質穩定可靠、經濟安全且無二次污染等優點，適合受藻毒素污染的水源水處理。
【專利說明】一種消除水體中藻毒素的裝置及方法
【技術領域】
[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【技術領域】。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著地表水污染的加劇，水體富營養化頻繁發生。水體富營養化導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)，神經毒素(neurotoxins)和內毒素(endotoxins)。肝毒素包括微囊藻毒素(microcysin),節球藻毒素(nodularin)和柱孢藻毒素(cylindrospermopsin)。神經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)。最新研究認為微囊藻毒素(microcysin)和節球藻毒素(nodularin)等具有較強的促癌作用。家畜及野生動物飲用了含藻毒素的水后，會出現腹瀉、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動時，皮膚接觸含藻毒素水體可引起敏感部位(如眼睛)和皮膚過敏，少量喝入可引起急性腸胃炎；長期飲用則可能引發肝癌。淡水水體中的藻毒素已成為全球性的環境問題，世界各地經常發生藻毒素中毒事件，飲用水中的藻毒素也日益受到人們的廣泛關注。
[0003]藻毒素結構較為穩定，自然降解過程十分緩慢。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、經濟、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”，過程繁瑣、操作復雜、占地面積較大，不便于廣泛使用。
【發明內容】
[0004]為了解決上述問題，本發明提供了一種消除水體中藻毒素的裝置及方法，該裝置結構簡單、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、無副作用且能量需求較低。
[0005]本發明的目的是這樣實現的:
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器，所述的正滲透膜反應器包括進水泵、進水閥門一、反應池、正滲透膜、驅動液池和儲液罐，正滲透膜位于反應池與驅動液池之間，并將反應池與驅動液池隔開，驅動液池通過進水閥門二與儲液罐連通，儲液罐底部設有磁場、儲液罐上設有排水閥門和回流閥門，回流閥門通過回流泵與驅動液池連通。
[0006]上述的一種消除水體中藻毒素的裝置，所述的驅動液池中盛有驅動液。
[0007]所述的驅動液為磁性納米顆粒懸濁液。
[0008]所述的驅動液為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，所述的磁場為電磁場。[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動液池中，調節驅動液濃度為2%_20% ；
步驟C、步驟a處理后的水進入正滲透膜反應池，進行正滲透處理；
步驟d、將驅動液池中得到的含磁性納米顆粒驅動液和正滲透出水的混合水體通入儲液te ；
步驟e、調節儲液罐底部磁場的強度，使步驟d所得混合水體中的磁性納米顆粒聚集于儲液罐底部；
步驟f、經過步驟e處理后的儲液罐底部的水體回流至驅動液池；
步驟g、經過步驟e處理后的儲液罐上部的水體為處理后達標水體。
[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藻繁殖而污染的河流、湖泊等水源水。
[0012]由于本發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器，因此具有結構簡單、效果可靠、操作方便的有益效果；由于本發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，因此能夠完全截留藻毒素，效果可靠；本發明采用磁性納米顆粒作為驅動液，便于驅動液的回收以及重復使用，經濟安全且無二次污染。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明一種消除水體中藻毒素的裝置結構示意圖。
[0014]圖中:1混凝/絮凝沉淀池、2正滲透膜反應器、3進水泵、4進水閥門一、5反應池、6正滲透膜、7驅動液池、8進水閥門二、9儲液罐、10磁場、11排水閥門、12回流閥門、13回流泵。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本發明【具體實施方式】作進一步詳細描述。
[0016]具體實施例一
本實施例所處理的水體為實驗室配制的含藻毒素的河流、湖泊等水體。
[0017]本實施例的一種消除水體中藻毒素的裝置，結構示意圖如圖1所示。該裝置包括混凝/絮凝沉淀池I和正滲透膜反應器2，所述的正滲透膜反應器2包括進水泵3、進水閥門一 4、反應池5、正滲透膜6、驅動液池7和儲液罐9，正滲透膜6位于反應池5與驅動液池7之間，并將反應池5與驅動液池7隔開，驅動液池7通過進水閥門二 8與儲液罐9連通，儲液罐9底部設有磁場10、儲液罐9上設有排水閥門11和回流閥門12，回流閥門12通過回流泵13與驅動液池7連通。
[0018]所述的驅動液池7中盛有驅動液。
[0019]所述的驅動液為磁性納米顆粒懸濁液。
[0020]所述的驅動液為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10為電磁場。[0022]本實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動液池7中，調節驅動液濃度為2%-20% ；
步驟C、步驟a處理后的水進入正滲透膜反應池5，進行正滲透處理；
步驟d、將驅動液池7中得到的含磁性納米顆粒驅動液和正滲透出水的混合水體通入儲液罐9 ；
步驟e、調節儲液罐9底部磁場10的強度，使步驟d所得混合水體中的磁性納米顆粒聚集于儲液罐9底部；
步驟f、經過步驟e處理后的儲液罐9底部的水體回流至驅動液池7 ；
步驟g、經過步驟e處理后的儲液罐9上部的水體為處理后達標水體。
[0023]具體實施例二
本實施例為采用自來水配制的水樣中藻毒素的去除方法實施例。
[0024]實驗室用自來水配制水樣，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，進行混凝沉淀處理； 步驟b、將磁性納米顆粒加入驅動液池7中，調節驅動液濃度為2% ；
步驟C、步驟a處理后的水進入正滲透膜反應池5，進行正滲透處理；
步驟d、將驅動液池7中得到的含磁性納米顆粒驅動液和正滲透出水的混合水體通入儲液罐9 ；
步驟e、調節儲液罐9底部磁場10的強度，使步驟d所得混合水體中的磁性納米顆粒聚集于儲液罐9底部；
步驟f、經過步驟e處理后的儲液罐9底部的水體回流至驅動液池7 ；
步驟g、經過步驟e處理后的儲液罐9上部的水體為處理后達標水體。
[0025]本實施例中，出水中未檢出微囊藻毒素，出水通量為1.0L/ (m2h)。
[0026]具體實施例三
本實施例為采用發生水華的湖泊中藻毒素的去除方法實施例。
[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，進行混凝沉淀處理；
步驟b、將磁性納米顆粒加入驅動液池7中，調節驅動液濃度為20% ；
步驟C、步驟a處理后的水進入正滲透膜反應池5，進行正滲透處理；
步驟d、將驅動液池7中得到的含磁性納米顆粒驅動液和正滲透出水的混合水體通入儲液罐9 ；
步驟e、調節儲液罐9底部磁場10的強度，使步驟d所得混合水體中的磁性納米顆粒聚集于儲液罐9底部；
步驟f、經過步驟e處理后的儲液罐9底部的水體回流至驅動液池7 ；
步驟g、經過步驟e處理后的儲液罐9上部的水體為處理后達標水體。
[0028]本實施例中，出水中未檢出微囊藻毒素，出水通量達10.0L/ (m2h)。
【權利要求】
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)和正滲透膜反應器(2)，所述的正滲透膜反應器(2)包括進水泵(3)、進水閥門一(4)、反應池(5)、正滲透膜(6)、驅動液池(7)和儲液罐(9)，正滲透膜(6)位于反應池(5)與驅動液池(7)之間，并將反應池(5)與驅動液池(7)隔開，驅動液池(7)通過進水閥門二(8)與儲液罐(9)連通，儲液罐(9 )底部設有磁場(10 )、儲液罐(9 )上設有排水閥門(11)和回流閥門(12 )，回流閥門(12)通過回流泵(13)與驅動液池(7)連通。
2.根據權利要求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動液池(7)中盛有驅動液。
3.根據權利要求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動液為磁性納米顆粒懸濁液。
4.根據權利要求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動液為2%-20%的Fe3O4-SiO2外包裹有葡聚糖的磁性納米顆粒懸濁液。
5.根據權利要求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(10)為電磁場。
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動液池(7)中，調節驅動液濃度為2%-20% ； 步驟C、步驟a處理后的水進入`正滲透膜反應池(5)，進行正滲透處理； 步驟d、將驅動液池(7)中得到的含磁性納米顆粒驅動液和正滲透出水的混合水體通入儲液罐(9)； 步驟e、調節儲液罐(9)底部磁場(10)的強度，使步驟d所得混合水體中的磁性納米顆粒聚集于儲液罐(9)底部； 步驟f、經過步驟e處理后的儲液罐(9)底部的水體回流至驅動液池(7)； 步驟g、經過步驟e處理后的儲液罐(9)上部的水體為處理后達標水體。
7.根據權利要求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藻繁殖而污染的河流、湖泊等水源水。
【文檔編號】C02F9/04GK103482798SQ201310478132
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年10月14日 優先權日:2013年10月14日
【發明者】趙春城, 趙煙橋 申請人:無錫艾科瑞思產品設計與研究有限公司