CN101318714A

CN101318714A - 一种收获水华蓝藻的方法及装置

Info

Publication number: CN101318714A
Application number: CNA200810048488XA
Authority: CN
Inventors: 沈银武; 刘永定
Original assignee: Institute of Hydrobiology of CAS
Current assignee: Institute of Hydrobiology of CAS
Priority date: 2008-07-23
Filing date: 2008-07-23
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2028-07-23
Also published as: CN101318714B

Abstract

本发明公开了一种收获水华蓝藻的方法及装置，其步骤是：A、在湖泊、水库及河道水面水华蓝藻富集为富藻水：B、用吸藻器泵吸富藻水：C、富藻水输送到船上的履带式系统过滤系统过滤为藻浆；D、反吹洗后进行二次过滤；E、藻浆通过带式压滤机或卧螺离心机浓缩脱水为藻饼或藻泥；收获水华蓝藻方法的装置，它包括吸藻器、履带式藻水过滤装置和带式压滤机及卧螺离心机，在船头设置吸藻器，吸藻器内放置无堵塞泵或隔膜泵，上端设置防杂质网，盖板上设置吊环；履带式过滤装置固定在机架体上，过滤网下放置不锈钢输送网带，方法易行，节省能源，成本低，结构简单，使用方便，有效解决了湖泊、水库及河道堆积的蓝藻水华收获、浓缩、脱水的问题。

Description

一种收获水华蓝藻的方法及装置

技术领域

本发明涉及蓝藻水华收获，更具体涉及一种船上收获水华蓝藻的方法，同时还涉及收获水华蓝藻的装置。

背景技术

近几年来，由于工业迅速发展，人口剧增，城市化加重，环境严重污染，我国许多水体的富营养化程度加剧，引起藻类、特别是蓝藻的大量繁殖，某些水体甚至发生严重的蓝藻水华，直接影响了水体的质量和可利用度，并危害着牲畜和人类的健康。在长江中下游地区湖泊蓝藻水华的大量发生在4-10月，尤其在7-9月的高温季节蓝藻水华的产生量最大。湖泊、水库等水体大量发生的水华蓝藻一方面严重污染环境、危害饮水水源，另一方面给旅游业带来了极大的影响。为减轻湖泊的污染，消除蓝藻异味，有必要对大量堆积的蓝藻水华进行有效地清除。清除蓝藻有化学、生物学和物理学等方法，采样化学方法在湖泊投放化学药品或试剂，必然对水质带来不同程度的危害；生物学方法清除蓝藻水华不存在化学污染问题，但在湖泊大量投放滤食性鱼类及食藻动物及微生物等，虽然能去除大量蓝藻水华，但是在蓝藻大量暴发的高峰季节，这些方法难以对大量堆积的蓝藻水华进行有效吞食。物理学方法有机械清除、生物爆气等多种方法，采样机械方法清除蓝藻水华，既没有化学和生物学方法那样的影响，且能直接大量清除湖面蓝藻水华。因此，在蓝藻水华大量发生季节，采用机械的方法对大量堆积的蓝藻水华进行有效地清除并加以利用，以防止恶化增殖和二次污染，并由此降低水体营养水平，从而可达到改善环境之目的是十分必要的。国内有江苏在太湖、安徽在巢湖、昆明在滇池都试图将水华蓝藻进行收获，他们投入了很大的资金和人力进行收获，但只能获得藻浆，效果不是十分理想。国外关于收获湖泊藻类的文献报导的也不多，只有日本在一个学术讨论会上发表了一篇关于蓝藻水华收获的论文，其主要工艺路线是利用船将藻类用水泵抽到船上的离心机中离心，然后在用燃料将藻类燃烧处理。日本、韩国采用的基本上是这一套技术。这种方法操作复杂，成本高，消耗能源相当大，燃烧的烟雾对大气又造成了污染，因而也并不十分理想。

发明内容

本发明的目的是在于提供了一种船上收获水华蓝藻的方法，方法易行，操作简便，节省能源，成本低，能有效解决湖泊、水库及河道等水体大量堆积的蓝藻水华收获、浓缩、脱水的问题。

本发明的另一个目的是在于提供了一种船上收获水华蓝藻方法的装置，该装置结构简单，使用方便。

为达到上述目的，本发明采用以下技术措施：

1收藻船水华蓝藻收获

1.1在湖泊、水库及河道水面华蓝藻富集为富藻水：

根据蓝藻水华堆(富)集情况或湖泊、水库及河道地形情况收获设计收藻船的现状及大小尺寸。水华蓝藻时，由于受风力的影响，在一些局部地方造成堆积。藻类水华主要集中在湖泊、水库及河道的某一沿岸，由于沿岸带距离较长，有时由于风向原因，蓝藻水华会随风漂移，这时必须采用蓝藻收藻船移动进行收获。将收藻船开到藻类水华最多的地方进行收获。在收藻船前端设置两旁各设置1个吸藻器，利用吸藻器中的无堵塞泵或隔膜泵将蓝藻水华吸入到船上的履带式过滤系统中进行过滤浓缩成藻浆，藻浆通过带式压滤机或卧螺离心机脱水成藻饼或藻泥。

1.2吸藻器泵吸富藻水：

水华蓝藻浮在水体表面，造成堆积形成富藻水或人工围栏富集成富藻水时，进行船载水华蓝藻机械收获。首先在船头设置2个吸藻器，吸藻器呈圆锥形，每个吸藻器内放置一台无堵塞泵或隔膜泵，根据水华蓝藻堆积的厚度调节吸藻器浮于水面的高度(吸藻器高度可以利用收藻船上设置的升降机调节浮于水面的高度)，吸藻器盖板下端于水面的高度在5-10cm处设置一排水华入口和防杂质网，根据水华蓝藻堆积厚度，调节水华入口的高度，启动吸藻泵时富藻水可以全部或大量被吸藻器内的泵吸入传送到履带式过滤系统脱水过滤。

1.3富藻水过滤为藻浆：

在船上设置一台履带式过滤系统，从吸藻器中泵吸的富藻水输送到履带过滤系统的布水槽，布水槽再将富藻水均匀的分布流到履带式过滤系统表面，通过电机转动履带，富藻水在履带过滤系统筛网水边运行边过滤浓缩，过滤浓缩后的藻浆由刮板刮落到藻浆槽，然后流到收藻船上设置的藻浆储存舱内储存，过滤后的清水排入湖、河中。

1.4反吹洗后进行二次过滤

过滤水体中水藻在过滤时有时会将部分网孔堵塞而降低过滤效果，为此过滤网回转至非工作面(下方)时，设置一个抽真空吸头，可以将过滤网表面水藻吸出，并排出回到工作面，进行二次过滤；以保证筛网面的洁净，过滤后的清水排入湖、河中。

1.5带式压滤机脱水成藻饼

带式压滤机(市场购买)脱水。具体操作步骤如下：

①藻浆输送：从船舱中的藻浆储存舱内用无睹塞泵抽吸藻浆，送至带式压滤机中的藻浆处理槽。

②藻浆处理：处理搅拌槽可使藻浆与高分子凝结剂达到充分混合均匀效果，并产生胶羽现象，利于初步固、液分离处理。

③离心泥、水筛除分离：藻浆胶羽后的上层液(俗称自由水)比例甚多，经由筛除机分离后，可达到浓缩功能并减轻滤布透水负荷，增加处理能量。

④重力脱水区：藻浆由离心筛除机落至重力脱水区，由重力作用产生共振，可将凝结于泥团中之水份再次排出。

⑤预压脱水区：上、下滤布间隙渐窄之滚轮排列，使藻浆渐次受于滤布递增压力，水分循序释出，并增加藻浆的稳定性，预防侧漏现象发生。

⑥高压脱水区：利用特殊滚轮排列配置，使藻浆承受长时间压力作用，水份再次释出。

⑦高压剪力脱水区：高角度滚轮背负排列，使藻饼含水率降至最低状态。

⑧藻饼刮除：上、下滤布各配置刮刀1支，利用弹簧适度拉力，紧贴于滤布上面，藻饼由高压剪力区循序排出刮落到藻饼储存箱，送上岸作后处理。

2水华收获蓝藻的装置

一种船上水华收获蓝藻的装置，它包括吸藻器、履带式藻水过滤装置和带式压滤机及卧螺离心机。

2.1吸藻器的结构：

吸藻器呈圆锥形，顶端直径300-600mm，高300-500mm，吸藻器内放置一个无堵塞泵(功率2.2KW；流量10-25m³；扬程10-1 5m，10-25m³/h)一台。上端5-10cm处设置防杂质网(图2)。根据水华蓝藻堆积的厚度调节吸藻器浮于水面的高度。集藻器高度可以利用收藻船上的液压或升降机调节浮于水面的高度(主部件浮于水面5cm左右)，启动吸藻泵时富藻水可以全部或大量被吸藻泵吸取入过滤筛过滤为藻浆。

2.2履带式藻水过滤

1)过滤系统：

●外形尺寸：长×宽×高＝2000-6000×1000-4000×300-800mm。

●采用180-350目不锈钢网，单幅，回转式封闭结构。

●过滤网下放置不锈钢输送网带，网带螺距为5mm，节距为10mm，采用回转式封闭结构。

2)传动系统

●过滤网带传动采用2.2kW，750rpm三相电机。FCWDKT-155，i＝60涡轮蜗杆减速器。

●机械传动履带速度Vmax＝7.85m/min。变频器调节范围为1.57～7.85m/min。

●传动系统采用外表包覆橡胶钢滚筒，滚筒两端装链轮，链条为带双翼结构，安装好后将输送网带固定在翼片上，链条为20A，P＝31.75。

●传动带采用20A带固定翼板套筒辊子链条，本机采用五排链条同轴传动，链条固定翼板间使用2.0不锈钢板(1Cr18Ni9Ti)折叠成为“

”形固定，用来托平支承网，共计使用支承条385条；

●支承条上采用2×2不锈钢网做垫网，以充分保证过滤网的强度和平整度；

●进料端设置链条张紧装置。

3)收料口

●藻到传送带终端后，设置一带弹簧压紧机构的刮板，将藻刮下，顺导引板滑落到集藻箱内。

●刮板采用软质聚氨酯，与水平方向成60°角压紧在滚筒上。

4)过滤网清洗

●考虑过滤水体中水藻在过滤时将网孔堵塞而失去过滤能力，特在本机过滤网回转至非工作面(下方)时，增设一个抽真空吸头，可以将过滤网表面水藻吸出，并排出回到工作面，进行二次过滤；以保证网面的洁净。

●滤网在回转至非工作面中部时，设置一吸除网孔水藻装置。

●真空泵排出的水和藻送回输送带工作面，进行二次过滤。

5)输送过滤机架体

该机器分为架体，排水槽体和面板。

●机架体采用100×100×8方钢焊接。

●接排水槽体由尺寸为8个10m×2m，8个1m×1.5m半槽体组成，下水口统一由φ50钢丝编织软管连接至指定排水口。

2.3带式压滤机脱水

选用QTA-1000型带式压滤机进行藻水分离。该机可从市场购买。其工艺流程为：浓缩藻浆→藻浆调理搅拌均匀→离心式重力泥、水筛除分离→重力脱水→预压脱水→高压脱水→高压剪力脱水→藻饼刮除→后续相关清运处理。

本发明与技术相比，具有以下优点和效果：

①解决了收藻船收获水华蓝藻的技术方法，此方法易行，操作简便；

②蓝藻水华收获量大、收获效率高，收获的藻泥或藻饼含水量低；

③为收藻船在湖泊、水库及河道等水体大量收获蓝藻水华提供了成套设备。

申请人曾发明了从蓝藻水华富集到收获干燥一整套成熟技术(“湖泊水华蓝藻收获的制备方法”专利号：ZL 03 1 25363.6；授权公告日：2005年8月17日)，本发明采用履带式过滤系统与与原发明的振动斜筛相比，收获量大大提高；本发明采用带式压滤机与原发明的卧螺离心机相比，得到得藻泥含水量大幅度降低，且带式压滤机比卧螺离心机用电量大大降低，重量轻，适宜船上作业。

附图说明

图1为一种船上收获水华蓝藻的方法工艺流程图。

图2A为吸藻器结构示意图

图2B为履带式过滤系统示意图

其中：9-水泵出水口，10-吊环，11-盖板，12-防杂质网和水华入口，13-水泵或隔膜泵，14-藻水布水槽，15-机架，16-二次过滤藻水布水喷头，17-压紧棍，18-平衡辊，19-主动辊，20-收料口刮板，21-电机-涡轮蜗杆减速器，22-链轮和链条，23-钢输送网带垫网，24-不锈钢过滤网，25-清水托盘，26-真空泵，27-抽真空吸头

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明描述，其步骤是：

船上水华蓝藻机械收获工艺流程附图1。首先水面水华蓝藻富集〔1〕为富藻水；在用吸藻器泵吸富藻水〔2〕；富藻水输送到船上的履带式系统过滤〔3〕为藻浆；通过真空泵吸取过滤网附着的蓝藻，反吹洗后进行二次过滤〔4〕；过滤后的清水排入湖、河中，藻浆通过卧螺离心机〔6〕或带式压滤机〔7〕浓缩脱水为藻泥或藻饼〔8〕后，输送到岸上处理。其具体步骤是：

收藻船水华蓝藻收获

1.1在湖泊、水库及河道水面华蓝藻富集为富藻水：

根据蓝藻水华堆(富)集情况或湖泊、水库及河道地形情况收获设计收藻船的现状及大小尺寸。水华蓝藻时，由于受风力的影响，在一些局部地方造成堆积。藻类水华主要集中在湖泊、水库及河道的某一沿岸，由于沿岸带距离较长，有时由于风向原因，蓝藻水华会随风漂移，这时必须采用蓝藻收藻船移动进行收获。将收藻收藻船开到藻类水华最多的地方进行收获。在收藻船前端设置两旁各设置1个吸藻器，利用吸藻器中的无堵塞泵或隔膜泵将蓝藻水华吸入到船上的履带式过滤系统中进行过滤浓缩成藻浆。

1.2吸藻器泵吸富藻水：

水华蓝藻浮在水体表面，造成堆积形成富藻水或人工围栏富集成富藻水时，进行船载水华蓝藻机械收获。首先在船头设置2个吸藻器，吸藻器呈圆锥形，每个吸藻器内放置一台无堵塞泵或隔膜泵，上端5-10cm处设置防杂质网；根据水华蓝藻堆积的厚度调节吸藻器浮于水面的高度(吸藻器高度可以利用收藻船上设置的升降机调节浮于水面的高度)，吸藻器浮于水面的高度在上端5-10cm(设置防杂质网)之间调节。启动吸藻泵时富藻水可以全部或大量被吸藻器内的泵吸入传送到履带式过滤系统脱水过滤。

1.3富藻水过滤为藻浆：

1.4反吹洗后进行二次过滤

1.5带式压滤机脱水成藻饼

带式压滤机(市场购买)脱水。具体操作步骤如下：

一种船上水华收获蓝藻的装置，它包括吸藻器、履带式藻水过滤装置和带式压滤机及卧螺离心机：

1吸藻器：

在船头设置2个吸藻器，吸藻器呈圆锥形(图2A)，每个吸藻器内放置一台无堵塞泵或隔膜泵，上端5-10cm处设置水华入口和防杂质网，顶端直径500mm，高450mm。吸藻器与盖板11相连，吸藻器顶端用盖板11盖上，起到支撑作用，盖板11中间开一个水泵出水口圆孔9，水泵出水管口9和电源线与船连接；盖板11上对称设置2个吊环10，利于调节吸藻水位高度和搬动。盖板11的下端7cm处设置防杂质网和水华入口12，蓝藻水华由此处进入吸藻器内，水面杂质和垃圾可以被拦截在外防止水泵堵塞；。吸藻器内放置一台15m³/h的无堵塞泵(功率2.2KW；流量20m³；扬程15m，)或隔膜泵13，启动水泵，蓝藻水华被抽吸到船上过滤系统过滤。

2履带式过滤系统：

图2B是履带式过滤系统装置。整个履带式过滤系统固定在机架体15上，外形尺寸：长×宽×高＝5800×3000×350mm；履带式过滤系统前端设置一个布水槽14，从吸藻器中泵吸的富藻水进入布水槽14后，富藻水通过布水槽14均匀分布在履带式过滤系统的250目不锈钢过滤网24上进行藻水分离。过滤网平铺在输送网带23上，输送网带23与平衡棍18连接，由平衡棍18调节整个网带的网面平整；输送网带连接在主动棍19上，主动棍19一端通过主动棍19上的链轮和链条22与电动机-涡轮减速器21连接，链轮和链条22由与它相连的压紧棍17调节，启动电动机-涡轮减速器输送网带进行运转。吸藻器泵吸的富藻水传送到过滤网带上的藻水布水槽后，通过上述过滤系统浓缩成藻浆，藻浆通过收料口刮板20刮下，顺导引板滑落到船上设置的藻浆储存舱内或藻浆储存容器内，然后泵入到带式压滤机或卧螺离心机内脱水成藻饼或藻泥。过滤水体中水藻在过滤时可能会造成网孔堵塞而降低过滤能力，特在过滤网回转至非工作面(下方)时，增设一个抽真空吸头27，启动真空泵26可以将过滤网表面水藻吸出，并排出回到工作面上设置的二次过滤藻水布水喷头16，进行二次过滤；以保证网面的洁净。在过滤系统设备下面设置一个与设备等大的清水托盘25，第一次过滤和第二次过滤流出的清水集中在清水托盘中，由托盘底部两边连接的出水管道送入湖中。

3藻浆脱水

收获的藻浆可以采用2种机械设备脱水成藻泥。

3.1卧螺离心机脱水：

已在“湖泊水华蓝藻收获的制备方法”专利中描述(专利号：ZL 03 1 25363.6；授权公告日：2005年8月17日)，在此不机械描述。

3.2带式压滤机脱水

选用QTA-1000型藻浆浓缩脱水机进行藻水分离。属带式压滤机工艺流程为：浓缩藻浆→藻浆调理搅拌均匀→离心式重力泥、水筛除分离→重力脱水→预压脱水→高压脱水→高压剪力脱水→藻饼刮除→后续相关清运处理。

Claims

1、一种收获水华蓝藻的方法，它包括下列步骤：

A、在湖泊、水库及河道水面水华蓝藻富集为富藻水：

根据水华蓝藻堆集情况或湖泊、水库及河道地形收获在湖泊、水库及河道的沿岸出现水华蓝藻时，由于风向原因，在一些局部地方造成堆积，采用蓝藻收藻船进行收获，将收藻船开到蓝藻水华的地方进行收获，在收藻船前端设置两旁各设置1个吸藻器，利用吸藻器中的无堵塞泵或隔膜泵将蓝藻水华吸入到船上的履带式过滤系统中进行过滤浓缩成藻浆，根据蓝藻水华堆集情况或湖泊、水库及河道地形情况收获设计收藻船的现状及大小尺寸；

B、用吸藻器泵吸富藻水：

水华蓝藻浮在水体表面，造成堆积形成富藻水或人工围栏富集成富藻水时，进行船载水华蓝藻机械收获，根据水华蓝藻堆积的厚度调节吸藻器浮于水面的高度或吸藻器高度利用收藻船上设置的升降机调节浮于水面的高度，吸藻器浮于水面的高度在上端5-10cm之间调节，启动吸藻泵时富藻水全部或大量被吸藻器内的泵吸入传送到履带式过滤系统脱水过滤；

C、富藻水输送到船上的履带式系统过滤系统过滤为藻浆：

在船上设置一台履带式过滤系统，从吸藻器中泵吸的富藻水输送到履带过滤系统的布水槽，布水槽再将富藻水均匀的分布流到履带式过滤系统表面，通过电机转动履带，富藻水在履带过滤系统筛网水边运行边过滤浓缩，过滤浓缩后的藻浆由刮板刮落到藻浆槽，然后流到收藻船上设置的藻浆储存舱内储存，过滤后的清水排入湖、河中；

D、反吹洗后进行二次过滤：

过滤水体中水藻在过滤时会将网孔堵塞而降低过滤效果，为此过滤网回转至非工作面时，设置一个抽真空吸头，将过滤网表面水藻吸出，并排出回到工作面，进行二次过滤；以保证筛网面的洁净，过滤后的清水排入湖、河中；

E、藻浆通过卧螺离心机或带式压滤机浓缩脱水为藻泥或藻饼：

采用无堵塞泵从收藻船的藻浆储存舱内将藻浆泵的卧螺离心机或带式压滤机的进料口中，启动带式压滤机或卧螺离心机，藻浆通过带式压滤机的进行压滤后脱水成藻饼；或通过卧螺离心机离心脱水成藻泥，藻饼或藻泥送上岸处理。

2、一种实现权利要求1所述的收获水华蓝藻方法的装置，该装置它包括吸藻器、履带式藻水过滤装置和带式压滤机及卧螺离心机，其特征在于：

吸藻器：

在船头设置2个吸藻器，吸藻器呈圆锥形，每个吸藻器内放置一台无堵塞泵或隔膜泵，上端5-10cm处设置防杂质网和水华入口〔12〕，顶端直径500mm，高450mm，吸藻器与盖板〔11〕相连，盖板(11)中间开一个水泵出水口圆孔〔9〕，水泵出水管口(9)和电源线与船连接；盖板(11)上对称设置2个吊环〔10〕，盖板(11)的下端7cm处设置防杂质网和水华入口〔12〕；

履带式藻水过滤装置

整个过滤系统固定在机架体〔15〕上，外形尺寸：长×宽×高＝5800×3000×350mm；过滤系统前端设置一个布水槽〔14〕，从吸藻器中泵吸的富藻水进入布水槽后，富藻水通过布水槽均匀分布在，250目不锈钢过滤网〔24〕上进行藻水分离，输送网带〔23〕连接在主动棍〔19〕上，主动棍〔19〕一端通过主动棍〔19〕上的链轮和链条〔22〕与电动机-涡轮减速器〔21〕连接，链轮和链条〔22〕与压紧棍〔17〕相连，在过滤网回转至非工作面下方增设一个抽真空吸头〔27〕，在过滤系统设备下面设置一个与设备等大的清水托盘〔25〕。