CN101314485A

CN101314485A - 船用蓝藻处理系统及其处理方法

Info

Publication number: CN101314485A
Application number: CNA200810123957XA
Authority: CN
Inventors: 柴立平; 胡敬宁; 李强; 何玉杰; 宫恩祥; 石海峡
Original assignee: Jiangsu University
Current assignee: Jiangsu University
Priority date: 2008-05-30
Filing date: 2008-05-30
Publication date: 2008-12-03
Anticipated expiration: 2028-05-30
Also published as: CN101314485B

Abstract

本发明公开了一种船用蓝藻处理系统及其处理方法，包括蓝藻收集器，在蓝藻收集器的出口端通过管路和阀门依次串连一级搅拌釜、重力分离机、二级搅拌釜、压榨过滤机和滤饼池；采用初步浓缩、二次浓缩和压榨三级处理方法；本系统置于行驶的机动船上，可根据船的空间进行平面布置或空间布置，利用船的行驶速度收集蓝藻，可迅速提高处理蓝藻的作业效率，形成无公害的、再利用的藻饼，操作简单方便，适合大规模作业，是一种高效、连续的工艺流程系统。

Description

船用蓝藻处理系统及其处理方法

技术领域

本发明属于蓝藻治理领域，特别涉及50000m²/d船用蓝藻处理系统及其处理方法，主要用于江、河、湖、海爆发的大面积蓝藻治理。

背景技术

对于蓝藻爆发的治理，有人工打捞法、黏土絮凝法、生物综合治理法、化学除藻法等。传统的人工打捞法简单，但效率不高，是利用船行驶进行简单的打捞，不能对付蓝藻的大规模爆发。针对大江大湖的蓝藻污染，国外国内都还是采用生物、化学、物理吸附等方法来处理，这些方法中，化学方法本身就带有污染源，生物方法对付大规模的蓝藻爆发，处理速度和达到的效果不明显，物理吸附成本很高，处理效果和速度也不是很理想。申请号为200520114686.3，名称为“蓝藻处理装置“公开的专利是采用机动船、升降机构和电解装置，利用电解法使蓝藻失活死亡，缺点是处理蓝藻的面积较小，速度慢，耗电快，处理的蓝藻饼变成废物。

发明内容

本发明为克服上述技术的不足，提供了一种机械方法处理蓝藻系统，系统运行可靠、处理量大、效率高。本发明还提供了一种操作简单方便，运行成本较低，对环境无污染的船用蓝藻处理方法。

船用蓝藻处理系统采用的技术方案是：包括蓝藻收集器，在蓝藻收集器的出口端通过管路和阀门依次串连一级搅拌釜、重力分离机、二级搅拌釜、压榨过滤机和滤饼池。

船用蓝藻处理方法采用的技术方案是采用初步浓缩、二次浓缩和压榨三级处理方法。

具体包括如下步骤：

1、初步浓缩步骤包括：将进入蓝藻收集器的水藻经一级稀藻液进料泵和二级剪切匀浆泵后输入一级搅拌釜；在搅拌器搅拌的同时，絮凝剂贮液罐里的絮凝剂通过絮凝剂加药计量泵和二级剪切匀浆泵后加入到一级搅拌釜；

2、二次浓缩步骤包括：将一级搅拌釜中经初步浓缩的蓝藻悬浮液流入重力分离机后输入到二级搅拌釜，在搅拌器搅拌的同时，螺旋输送机将助滤剂添加到二级搅拌釜搅拌；将浓缩的蓝藻经三级浓藻液进料泵输出；

3、压榨步骤包括：经三级浓藻液进料泵输出的浓缩蓝藻进入压榨过滤机压榨；

4、经压榨后的浓藻形成藻饼进入滤饼池后由船舱抽水泵输出。

本发明置于行驶的机动船上，可根据船的空间进行平面布置或空间布置，利用船的行驶速度收集蓝藻，进而进行初步处理、絮凝搅拌浓缩、二次浓缩和压榨处理；有效取液宽度1m，日处理蓝藻水面面积50000m²，压榨后蓝藻饼重量10-30t。

本发明的优点是：

1、可迅速提高处理蓝藻的作业效率，处理的水无任何污染；使用适量的絮凝剂和助滤剂，使蓝藻充分凝聚和压榨，剥离容易、反洗再生效果好，形成无公害的、再利用的藻饼，藻饼含水率70-80％，游离水含量约10％，可将半湿藻饼制沼气、堆积有机肥，使蓝藻变废为宝。

2、本系统所采用的设备均为成熟设备，操作简单方便，适合大规模作业，是一种高效、连续的工艺流程系统。

3、打破了传统泵结构模式，使用固液气混输泵，能实现蓝藻的固、液、气三相混输。

4、采用适当压力、高强度在线剪切匀浆泵、搅拌釜，能使附着在蓝藻上的气泡脱离藻体，而使处理阶段中排入水中含有一定量的蓝藻沉入水底

5、运行平稳性、简单操作性、无污染、易维护。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明的结构连接图；

图中：C101.蓝藻收集器，C102.絮凝剂贮液罐，C103.一级搅拌釜，C104.一级搅拌釜，C105.饼池，M101～M102.搅拌器，P101.一级稀藻液进料泵，P102.絮凝剂加药计量泵，P103.二级切匀浆泵，P104.三级级浓藻液进料泵，P105.反冲洗水供给泵，P106.船舱抽水泵，T101.螺旋输送机，S101.重力分离机，S102.压榨过滤机，V101～V107.阀门。

具体实施方式

如图1所示，本系统由初步浓缩部分、二次浓缩部分和压榨部分通过各管道和阀门V101～V107串连而成。其中初步浓缩部分主要包括：将蓝藻收集器C101的出口端通过管路和阀门串连一级搅拌釜C103；在蓝藻收集器C101和一级搅拌釜C103之间串接一级稀藻液进料泵P101和在线二级剪切匀浆泵P103，其中一级稀藻液进料泵P101采用轴流叶轮、螺旋蜗壳配对，是一种气液固混输泵。二级剪切匀浆泵P103采用高效多级分散结构，能对含固量高、粘度大的料浆进行在线连续剪切混合搅拌，该泵锋利的剪切刃口能将藻体组织破坏，打破蓝藻和附着气体的平衡，有助于将絮凝剂和蓝藻浆料充分混合，有利于后续的压榨工艺脱去藻体内含水。絮凝剂贮液罐C102通过絮凝剂加药计量泵P102并接在剪切匀浆泵P103的进口端。在一级稀藻液进料泵P101和絮凝剂加药计量泵P102的出口处分别安装阀门V101、V102。搅拌器M101安装在一级搅拌釜C103里面。

二次浓缩部分主要包括：在一级搅拌釜C103的出口端通过管路串连重力分离机S101和二级搅拌釜C104。螺旋输送机T101安装在二级搅拌釜C104的上方且连通二级搅拌釜C104，将助滤剂添加到二级搅拌釜C104。搅拌器M102安装在二级搅拌釜C104里面。重力分离机S101的另一进口安装阀门V103。

压榨部分主要包括：二级搅拌釜C104的出口通过串接三级浓藻液进料泵P104后再连接到压榨过滤机S102，其中三级浓藻液进料泵P104采用水力模型结构，能输送含固量高达50％的浓浆体而实现无堵塞，并且不破坏助滤剂状态。阀门V104安装在三级浓藻液进料泵P104和压榨过滤机S102之间。反冲洗水供给泵P105通过阀门V105后连接到压榨过滤机S102的另一进口，用于压榨过滤机S102的冲洗。压榨过滤机S102的第三个进口连接阀门V106。

将压榨过滤机S102的出口连接和滤饼池C105，滤饼池C105的出口连接船舱抽水泵P106和阀门V107。滤饼池C105是船舱的滤饼收集器。

本系统采用机械方法对蓝藻进行初步浓缩、浓缩、压榨的三级处理，系统包括5台收集器、2台搅拌釜、6台特殊泵、1台螺旋输送机、1台重力分离机、1台压榨过滤机以及若干阀门、管路等。主要对蓝藻收集器、汽液固混输泵、高粘度高浓度无堵塞泵、高剪切匀浆泵、搅拌釜、絮凝工艺、带式压榨过滤机等设备进行优化，系统的处理量、可靠性的运转。

下面说明本系统中5个主要设备的选用：

1、一级稀藻液进料泵P101。其技术指标：流量：60-80m3/h，扬程：40m，功率：18.5kW，固量可达到20％，含气量20％。采用轴流式叶轮、螺旋涡壳的新型结构，在结构上能满足高扬程、汽蚀、三相(水、气、固)混输等使用条件。由于汽、液、固比重相差较大，转子产生较大脉动的轴向力，轴向力平衡是泵安全、平稳、可靠运行的保证，以适用于不同规模蓝藻处理量的要求。

2、三级浓藻液进料泵P104。是一种高粘度高浓度无堵塞泵，要求动力密封能力和轴向力平衡；以适用于不同规模蓝藻处理量的要求。

3、剪切匀浆泵P103。在满足工艺使用要求的前提下，提高设备整体运行的可靠性；针对高粘度介质工况，采用新型高粘度专用机械密封；并在水力和结构设计上改善机械密封运转条件，采用不同的工作转速及剪切分散模型，获得最佳的剪切混合效果。其技术指标是：流量：60-80m3/h，转速：1450r/min，粘度：20000-50000cp，均匀度：90％。

4、搅拌釜C103、C104。其技术参数如下：相态：固液两相，操作压力：0.1-0.2MPa，温度：65-80℃，固体尺寸：0.5-2mm，固体重量百分率：20-25％，混合处理量：1500m³/h，功率：132kW，旋转直径：2083mm，转速：100-130r/min。

5、压榨过滤机S102。是一种带式压榨过滤机，其关键部件结构及运行参数将决定脱水能否顺利进行，压榨过滤机主要技术参数：滤带有效宽度1000mm，滤带行走速度0.5-4m/s，压榨压强0.1-0.4MPa；进料含固率1.0-3.0％。

本系统处理蓝藻的方法是采用初步浓缩、二次浓缩和压榨的三级处理方法，具体包括如下步骤：1、初步浓缩步骤包括：含蓝藻湖水通过进入蓝藻收集器C101的进口进入，蓝藻收集器C101由上游和下游两部分容器组成一体，在两容器之间有溢流挡板，上游容器下部有回流孔与湖水相通。利用船的行走速度，容器内液面由上游到下游逐渐升高，下游容器将收集悬浮蓝藻。将下游容器的稀蓝藻液通过一级稀藻液进料泵P101和中间的在线高剪切二级剪切匀浆泵P103后输入一级搅拌釜C103；在搅拌器M101搅拌的同时，絮凝剂贮液罐C102里的絮凝剂通过絮凝剂加药计量泵P102和二级剪切匀浆泵P103后加入到一级搅拌釜C103。搅拌后，将长纤维蓝藻变成浆液，并和絮凝剂混合均匀，通过搅拌器M101进一步搅拌和停留，形成絮凝状的蓝藻，实现蓝藻和水初步分离。

目前常用絮凝剂有：无机混凝剂(有铝盐、铁盐、硅酸盐--黏土)；有机合成高分子聚合电解质PMA(有阴离子、阳离子、非离子)；无机高分子絮凝剂PAC(主要有聚氯化铝、聚合铁)。

对蓝藻处理而言，需要根据其电性、PH值、污泥含量、比重、粘度等选择无毒性絮凝剂，并对其处理效果进行大量的试验对比，在满足处理要求的情况下，尽可能选择低价格、无残留或少残留污染的品种；并尽可能减少絮凝剂添加量，降低絮凝搅拌强度。

2、二次浓缩步骤包括：将一级搅拌釜C103中经初步浓缩的蓝藻悬浮液流入重力分离机S101进行初步脱水，形成浓度大于50％(v/v)的浓藻液，再将浓藻液输入到二级搅拌釜C104，在搅拌器M102搅拌的同时，螺旋输送机T101将助滤剂添加到二级搅拌釜C104搅拌；实现浓藻液的两次压缩，将压缩的蓝藻经三级浓藻液进料泵P104输出。

目前常被用作助滤剂的材料有很多，拟从以下几种材料中进行优选并进行试验：即电厂烟道灰、稻壳粉、硅藻土等。

3、压榨步骤包括：经三级浓藻液进料泵P104输出的浓缩蓝藻进入压榨过滤机S102压榨；形成滤饼，滤饼含水率在70-80％(v/v)。

4、经压榨后的浓藻形成藻饼进入滤饼池C105后由船舱抽水泵P106输出。

Claims

1、一种船用蓝藻处理系统，包括蓝藻收集器(C101)，其特征是：在蓝藻收集器(C101)的出口端通过管路和阀门依次串连一级搅拌釜(C103)、重力分离机(S101)、二级搅拌釜(C104)、压榨过滤机(S102)和滤饼池(C105)。

2.根据权利书要求1所述的船用蓝藻处理系统，其特征是：在蓝藻收集器(C101)和一级搅拌釜(C103)之间串接一级稀藻液进料泵(P101)和二级剪切匀浆泵(P103)，絮凝剂贮液罐(C102)通过絮凝剂加药计量泵(P102)并接在剪切匀浆泵(P103)的进口端；螺旋输送机(T101)安装在二级搅拌釜(C104)的上方且连通二级搅拌釜(C104)。

3.根据权利书要求1所述的船用蓝藻处理系统，其特征是：在二级搅拌釜(C104)和压榨过滤机(S102)之间串接三级浓藻液进料泵(P104)，压榨过滤机(S102)的另一进口连接反冲洗水供给泵(P105)；在滤饼池(C105)的出口连接船舱抽水泵(P106)。

4、一种船用蓝藻处理方法，其特征是：采用初步浓缩、二次浓缩和压榨三级处理方法，具体包括如下步骤：

(1)初步浓缩步骤包括：将进入蓝藻收集器(C101)的水藻经一级稀藻液进料泵(P101)和二级剪切匀浆泵(P103)后输入一级搅拌釜(C103)；在搅拌器(M101)搅拌的同时，絮凝剂贮液罐(C102)里的絮凝剂通过絮凝剂加药计量泵(P102)和二级剪切匀浆泵(P103)后加入到一级搅拌釜(C103)；

(2)二次浓缩步骤包括：将一级搅拌釜(C103)中经初步浓缩的蓝藻悬浮液流入重力分离机(S101)后输入到二级搅拌釜(C104)，在搅拌器(M102)搅拌的同时，螺旋输送机(T101)将助滤剂添加到二级搅拌釜(C104)搅拌；将浓缩的蓝藻经三级浓藻液进料泵(P104)输出；

(3)压榨步骤包括：经三级浓藻液进料泵(P104)输出的浓缩蓝藻进入压榨过滤机(S102)压榨；

(4)经压榨后的浓藻形成藻饼进入滤饼池(C105)后由船舱抽水泵(P106)输出。