CN101537278A - 移动式藻水分离脱水一体机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动式藻水分离脱水一体机，该一体机包括第一混合反应器、加药装置、絮凝反应器和除藻脱水机，其中絮凝反应器包括壳体和设置在壳体内倒锥体内衬，所述倒锥体内衬的上边缘与壳体顶部内壁焊接在一起，倒锥体内衬的下端开有连通内外的扩散口，壳体侧壁沿水平切线方向设有进水口，在壳体顶部设有出水口。该一体机结构紧凑，占地面积小，所有设备组件可装于一个公用底座上，便于运输，方便安装，操作简单，自动程度高，维护工作量少，管理方便，能耗低，运行成本低，可移动处理。在节能、节水、保护环境等方面具有较好的经济效益。

Description

移动式藻水分离脱水一体机

技术领域

本发明涉及一种藻水分离和脱水一体化机械设备，主要用于对湖泊、景观水中产生的蓝藻进行藻水分离、水质去毒及藻渣脱水处理。

背景技术

入夏以后，天气经常连续性高温少雨，湖泊和景观中的水体长时间无法更新，加上化工藻水、生活藻水和过度养殖的侵害，使湖泊、景观水中的富营养化严重，易导致蓝藻爆发，形成自然灾害。

蓝藻学名为蓝毒素，蓝毒素内的毒素分为很多种，其中一个分类为肝毒素和神经毒素，它们是已知的会侵袭肝脏和神经的毒素，另一个分类的毒素对皮肤有刺激作用，藻毒素具有水溶性和耐热性。易溶于水，甲醇或丙酮，不挥发，抗pH变化。其在水中的溶解性大于1g/L，化学性质相当稳定。加热煮沸都不能将毒素破坏，也不能去除；自来水处理工艺的混凝沉淀、过滤、加氯也不能将其去除。1996年在巴西造成100多名急性肝功能故障，7个月内至少50人死于藻毒素产生的急性效应，引起举世瞩目的关注。2007年5月28日，无锡太湖区域蓝藻大面积爆发，引发无锡市自来水严重污染，市区纯净水被哄抢，政府虽及时采取措施，但已经对人民的生活产生很大的影响。

目前，现有技术对藻水分离普遍采用絮凝气浮法和离心脱水法组合工序，即采用絮凝反应器和离心脱水机相结合，但单纯采用絮凝气浮法并不能完全除尽水中的蓝藻，其只能将大部分蓝藻分离出来，出水中仍然含有部分蓝藻，在实际使用过程中对藻水处理并不理想，无法实现达标排放。同时，离心脱水法对藻渣进行脱水处理需要的时间比较长，加上电机转速较高，产生的功耗也较多，处理蓝藻的经济性较差。此外，上述工艺所采用的絮凝反应器和离心脱水机体积都比较大，两者都需要配备大功率电机，为此必须在地面设置固定的处理站，而蓝藻爆发的区域是不固定的，特别是对于面积较大的湖泊，发生蓝藻大面积爆发的区域经常与处理站相隔遥远，需要将藻水收集后再送至处理站，或者铺设长距离管道，如此降低了处理危机的能力和速度，且经济性较差。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明第一个目的是提供一种体积小且适于车载或船载的移动式澡水分离脱水一体机；此外，本发明的另一目的是提高澡水分离脱水一体机的去藻效果，使排水能够达标排放。

为实现上述第一发明目的，本发明的移动式藻水分离脱水一体机，它包括第一混合反应器、加药装置、絮凝反应器和除藻脱水机；所述第一混合反应器的侧面设有进水口和加药口，所述加药口与加药装置连接，在第一混合反应器的侧面还依次连接絮凝反应器和除藻脱水机至出水口；其中，所述絮凝反应器包括壳体和设置在壳体内的倒锥体内衬，所述倒锥体内衬的上边缘与壳体内壁连接在一起，将壳体的内腔分隔为两个絮凝反应室，在倒锥体内衬的底端设有连通两个反应室的扩散口，在对应上面反应室的壳体上设有水平且斜向的进水口，在壳体的上方设有出水口。

藻水首先由进水管注入第一混合反应器，同时絮凝剂由加药装置通过加药口加入第一混合反应器，絮凝剂在反应器中与藻水混合均匀后进入絮凝反应器，由于采用斜向进水口，在压力作用下，水流切向喷入倒锥体内衬与壳体形成的第一级絮凝反应室，绕倒锥体内衬外壁形成旋流，由于水流在第一级絮凝反应室内呈旋流态得以延长流经线路，保证了反应时间，提高了反应效果，当旋流逐渐下沉至倒锥体内衬底部，再通过扩散口流入进入倒锥体内衬内部，即第二级絮凝室，在此腔室内水流呈层流状态，以利于絮凝体的形成，最后由顶部的出口排出。由于藻水直接形成了旋流，不仅实现了絮凝功能，而且无需在反应室内安装搅拌器及与之配套的电机，所以大大缩小了体积，使之可以车载或船载。

最为本发明的进一步改进，上述的除藻脱水机除藻脱水机包括除藻脱水机外壳、中心轴、微孔吸盘、真空反吹盘、真空泵和螺杆泵，所述除藻脱水机外壳设有进水口，中心轴支承在除藻脱水机外壳内；若干组微孔吸盘同轴安装在中心轴上，其上径向设有与中心轴的轴向通道相通的管道；中心轴两端伸出除藻脱水机外壳，其一端与驱动装置连接，另一端设有通道出口，真空反吹盘同轴固定在中心轴通道出口的一端，在真空反吹盘和中心轴上轴向设有动静气封装置，在真空反吹盘上半圆周面上设有反吹槽，下半圆周面上设有真空吸槽，其中反吹槽与外部气源相连，真空吸槽与真空泵相连，螺杆泵的吸入口伸入除藻脱水机外壳底部。

所述微孔吸盘由盘形框架和沿周向镶嵌在框架上的若干扇形微孔盘片组成，各扇形微孔盘片通过各自的管道与中心轴内部沿周向排列的轴向流道连通。

絮凝反应后的藻水进入除藻脱水机，当水满到中心轴附近时，微孔吸盘在电机带动下旋转，此时，在真空泵的作用下，水线下的藻水经微孔吸盘过滤，蓝藻被留在微孔吸盘外，水则经微孔被吸入吸盘内，再依次经中心轴内部的流道及真空反吹盘上的真空吸槽被排出除藻脱水机；而部分残留在微孔吸盘表面的蓝藻在吸盘旋转到水线以上时，在外部气源产生的压缩空气反吹作用下被吹落。对于在吸盘上无法吹落的蓝藻泥，本发明在除藻脱水机外壳上还固定有刮刀，刮刀表面与微孔吸盘侧面接触，在微孔吸盘旋转时，粘附的蓝藻泥由刮刀刮下，吹下和刮下的蓝藻泥下通过螺杆污泥泵打出装袋外运。

由于本发明的除藻脱水机与现有技术使用的离心脱水机原理不一样，其无需采用大功率高转速电机，不仅缩小了体积，而且减少了电力需求，大大提高了装置使用的灵活性，满足了车载或船载对设备体积、重量及功耗的要求。

为了实现本发明的第二个目的，在除藻脱水机后还依次设有精过滤器、活性炭吸附过滤器和第二混合反应器，第二混合反应器出口直接排放达标出水。

上述精过滤器包括多级串联的精过滤器滤芯，第一级精过滤器滤芯设有进水口，最后一级精过滤器滤芯设有出水口，各精过滤器滤芯包括滤芯筒体以及安装在滤芯外壳中的多孔骨架，多孔骨架为空心圆柱体，其上设有出水槽，多孔骨架的一端设有密封圈，另一端设有挂接滤膜，该滤膜是水平无规则重叠铺设的超细融吹式改性聚丙烯纤维滤材。

上述活性炭吸附过滤器与精过滤器类似，只是滤膜为含活性碳烧结滤棒。

精细过滤和活性炭吸附过滤的作用是由除藻脱水机分离出来的水经过装有重叠式高流量滤芯过滤器过滤，再进入含有活性碳滤管过滤器吸咐过滤，过滤后的含蓝毒素藻水仍可能含有一定的蓝毒素，所以吸咐后的水再通过第二混合反应器，第二混合反应器侧面设置了加药口，加药口和加药管线连接，消毒剂由此加入后经过第二混合反应器强制与水混合反应消毒，吸咐、消毒后的水完全达标排放。

本发明具有以下优点：

该设备结构紧凑，占地面积小，所有设备组可装于一个公用底座之上，便于运输，方便安装操作简单，自动程度高，维护工作量少，管理方便，能耗低，运行成本低，可移动处理。在节能、节水、保护环境等方面具有较好的技术经济效益。

附图说明：

图1是本发明的工艺流程图。

图2是絮凝反应器的结构示意图。

图3是除藻脱水机的结构示意图，其中a是主视图，b是左视图，c是真空反吹盘的示意图。

图4是精过滤器的结构示意图，其中a是主视图，b是俯视图，c是滤芯结构示意图。

图5是活性炭吸附过滤器的结构示意图，其中a是主视图，b是俯视图，c是滤芯结构示意图。

具体实施方式：

如图1所示，本发明流程是：含藻水经泵首先泵入第一混合反应器1，第一混合反应器1的加药口和加药装置2连接，絮凝剂由此加入后，在第一混合反应器内强制与水混合均匀后进入絮凝反应器3；随后形成絮凝体的藻水进入除藻脱水机4，经除藻脱水机4处理，脱水蓝藻泥通过U型螺杆污泥泵打出装袋外运。而经除藻脱水机分离出来的水依次进入快开式精过滤器5和快开式含活性碳过滤器6进行过滤和吸咐，出水仍含有一定的蓝毒素，所以吸咐后的水通过第二混合反应器7，第二混合反应器7侧面设置了加药口，加药口和加药管线连接，消毒剂由此加入后经过第二混合反应器7强制与水混合反应消毒，吸咐、消毒后的含蓝毒素藻水达标排放。

本发明移动式藻水分离脱水一体机，主要包括第一混合反应器1、加药装置2、絮凝反应器3、除藻脱水机4、精过滤器5、活性炭吸附过滤器6和第二混合反应器7，第二混合反应器7出口直接排放达标出水。

其中：第一混合反应器1一侧设有进水口，第一混合反应器1侧面设有加药口，该加药口与加药装置2连接，第一混合反应器1另一侧连接絮凝反应器3。前述的混合反应器1和加药装置2都是现有设备，不再赘述。

如图2，絮凝反应器3包括壳体31和设置在壳体31内倒锥体内衬32，所述倒锥体内衬32的上边缘与壳体31顶部内壁焊接在一起，倒锥体内衬32的下端开有连通内外的扩散口33，壳体31侧壁沿水平斜向设有进水口34，在壳体31顶部设有出水口35。藻水通过絮凝反应器3内的第一级絮凝室形成旋流，再由扩散口33进入第二级絮凝室，在此腔室内水流呈层流状态，以利于絮凝体的形成，最后由顶部的出水口35排出。在壳体31底部还设有放空口36。

排出的藻水进入除藻脱水机4，除藻脱水机4包括除藻脱水机外壳41、中心轴42、微孔吸盘43、旋转真空反吹盘44、真空泵45和螺杆泵46，其中除藻脱水机外壳41下部设有进水口411，藻水由此进入，中心轴42支承在除藻脱水机外壳41内，若干组微孔吸盘43并排安装在中心轴42上，微孔吸盘43由盘形框架431和沿周向镶嵌在框架431上的若干扇形微孔盘片432组成，各扇形微孔盘片432通过各自的管道与中心轴42内部沿周向排列的轴向流道410连通(图3b)。中心轴42两端伸出除藻脱水机外壳41，其一端通过皮带轮连接减速电机412，另一端的端面设有轴向流道410的出口，这些出口同样为周相排列。真空反吹盘44与中心轴42同轴安装，其固定在外壳41一侧的平台上，在真空反吹盘44上部圆周面上开有反吹槽47，下部圆周面上开有真空吸槽48，其中反吹槽47与压缩机414相连，真空吸槽48与真空泵45相连将分离后的水抽出(图3c)，真空反吹盘44与中心轴42设有流道出口一端的端面相对连通在一起，两者之间采用迷宫式密封保持气密。螺杆泵46设在除藻脱水机外壳41一侧的平台上，其吸入口伸入除藻脱水机外壳41底部。在除藻脱水机外壳41内固定有刮刀413，刮刀413表面与微孔吸盘43侧面接触。

如图4a和图4b，精过滤器5包括多级串联的精过滤器滤芯51，第一级精过滤器滤芯设有进水口52，最后一级精过滤器滤芯设有出水口53，各精过滤器滤芯51包括滤芯筒体511以及安装在滤芯外壳中的多孔骨架512，多孔骨架512为空心圆柱体，其上设有出水槽513，多孔骨架512的一端设有密封圈514，另一端设有挂接滤膜515。在挂接滤膜515一侧还设有拉手516。挂接滤膜515是水平无规则重叠铺设的超细融吹式改性聚丙烯纤维滤材组成的重叠式高流量滤芯。该设备采用卧式快开法兰55，方便清洗或更换滤芯。采用模块式过滤器流量大，可随意增加台数，在正常运行时可清洗或更换滤芯，不需要停机。

活性炭吸附过滤器6结构与精过滤器5相似，包括设在筒体64内的多级串联的活性炭吸附过滤器滤芯61，第一级过滤器滤芯设有进水口62，最后一级过滤器滤芯设有出水口63，各活性炭吸附过滤器滤芯61包括滤芯筒体611以及安装在滤芯外壳中的多孔骨架612，多孔骨架612为空心圆柱体，其上设有出水槽613，多孔骨架612的一端设有密封圈614，另一端设有挂接滤膜615，在挂接滤膜615一侧还设有拉手616，只是挂接滤膜615为含活性碳烧结滤棒。在滤芯端盖处也采用快开法兰65。

吸附后出来的水仍含有一定的蓝毒素，所以吸咐后的水通过第二混合反应器7，通过加入消毒剂，经过第二混合反应器强制与水混合反应消毒，吸咐、消毒后的含蓝毒素藻水达标排放。

本发明提供了一种移动式藻水分离脱水一体机思路，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变化，这些改进和变化也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1、一种移动式藻水分离脱水一体机，它包括第一混合反应器(1)、加药装置(2)、絮凝反应器(3)和除藻脱水机(4)；所述第一混合反应器(1)的侧面设有进水口和加药口，所述加药口与加药装置(2)连接，在第一混合反应器(1)的侧面还依次连接絮凝反应器(3)和除藻脱水机(4)至出水口；其特征是：所述絮凝反应器(3)包括壳体(31)和设置在壳体(31)内的倒锥体内衬(32)，所述倒锥体内衬(32)的上边缘与壳体(31)内壁连接在一起，将壳体(31)的内腔分隔为两个絮凝反应室，在倒锥体内衬(32)的底端设有连通两个反应室的扩散口(33)，在对应上面反应室的壳体上设有水平且斜向的进水口(34)，在壳体的上方设有出水口(35)。

2、根据权利要求1所述的移动式藻水分离脱水一体机，其特征是：所述除藻脱水机(4)包括除藻脱水机外壳(41)、中心轴(42)、微孔吸盘(43)、真空反吹盘(44)、真空泵(45)和螺杆泵(46)，所述除藻脱水机外壳(41)设有进水口(411)，中心轴(42)支承在除藻脱水机外壳(41)内；若干组微孔吸盘(43)同轴安装在中心轴(42)上，其上径向设有与中心轴(42)的轴向通道(410)相通的管道(49)；中心轴(42)两端伸出除藻脱水机外壳(41)，其一端与驱动装置连接，另一端设有通道出口，真空反吹盘(44)同轴固定在中心轴(42)通道出口的一端，在真空反吹盘(44)和中心轴(42)上轴向设有动静气封装置，在真空反吹盘(44)上半圆周面上设有反吹槽(47)，下半圆周面上设有真空吸槽(48)，其中反吹槽(47)与外部气源相连，真空吸槽(48)与真空泵(45)相连，螺杆泵(46)的吸入口伸入除藻脱水机外壳(41)底部。

3、根据权利要求2所述的移动式藻水分离脱水一体机，其特征是：微孔吸盘(43)由盘形框架(431)和沿周向镶嵌在框架(431)上的若干扇形微孔盘片(432)组成，各扇形微孔盘片(432)通过径向管道与中心轴(42)轴向通道连通。

4、根据权利要求2所述的移动式藻水分离脱水一体机，其特征是：在除藻脱水机外壳(41)内固定有刮刀(413)，刮刀(413)的刀刃与微孔吸盘(43)盘面接触。

5、根据权利要求1所述的移动式藻水分离脱水一体机，其特征是：在所述的除藻脱水机(4)之后依次设有精过滤器(5)、活性炭吸附过滤器(6)和第二混合反应器(7)。

6、根据权利要求5所述的移动式藻水分离脱水一体机，其特征是：所述精过滤器(5)包括多级串联的精过滤器滤芯(51)，第一级精过滤器滤芯设有进水口(52)，最后一级精过滤器滤芯设有出水口(53)，各精过滤器滤芯(51)包括滤芯筒体(511)以及安装在滤芯外壳中的多孔骨架(512)，多孔骨架(512)为空心圆柱体，其上设有出水槽(513)，多孔骨架(512)的一端设有密封圈(514)，另一端设有挂接滤膜(515)。

7、根据权利要求6所述的移动式藻水分离脱水一体机，其特征是：滤膜(515)是水平无规则重叠铺设的超细融吹式改性聚丙烯纤维滤材。

8、根据权利要求5所述的移动式藻水分离脱水一体机，其特征是：活性炭吸附过滤器(6)包括多级串联的活性炭吸附过滤器滤芯(61)，第一级过滤器滤芯设有进水口(62)，最后一级过滤器滤芯设有出水口(63)，各活性炭吸附过滤器滤芯(61)包括滤芯筒体(611)以及安装在滤芯外壳中的多孔骨架(612)，多孔骨架(612)为空心圆柱体，其上设有出水槽(613)，多孔骨架(612)的一端设有密封圈(614)，另一端设有挂接滤膜(615)。

9、根据权利要求8所述的移动式藻水分离脱水一体机，其特征是：所述滤膜(615)为含活性碳烧结滤棒。

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