CN101671060A - 单一气浮除藻船对自然水体大面积藻类爆发的处理装置及处理方法 - Google Patents

单一气浮除藻船对自然水体大面积藻类爆发的处理装置及处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种单一气浮除藻船对自然水体大面积藻类爆发的处理装置及处理方法。装置由船体、气浮部件和刮渣部件组成。气浮部件包括微小气泡发生装置和微小气泡释放装置；刮渣部件包括支撑悬臂、刮渣斜斗和集渣槽。气浮形式可采用加压溶气罐气浮法或加压溶气泵气浮法。具体步骤为：气浮除藻船向前行驶，位于船体前方的气浮微小气泡释放装置开始释放微小气泡，使藻类细胞与自然水体中高度分散的微气泡相互粘附，使其相互聚集并在浮力作用下浮向水面；船体在行驶过程中，船头的刮渣部件将悬浮上来的藻渣收入藻渣槽中，从而达到去除水体中藻类的目的。本发明克服了传统方法的效率低，成本高，人力需求大，以及容易形成二次污染等缺点，能够有效快速去除水体中爆发的藻类。本发明建造方便、高效、成本低廉，且操作简单。

Description

单一气浮除藻船对自然水体大面积藻类爆发的处理装置及处理方法
技术领域
本发明属于环保技术领域，具体涉及一种单一气浮除藻船对自然水体大面积藻类爆发的处理装置及处理方法。
背景技术
湖泊水体富营养化以及大面积藻类爆发是我国面对的主要水环境问题之一。在我国诸多湖泊，例如太湖、滇池、巢湖及洪泽湖等，均有严重的水体富营养化现象，发生过不同程度的蓝藻爆发。藻类爆发不仅影响水体景观，还对水体生态环境产生严重破坏；若藻类爆发发生在水源地水体，则会危害水厂运行和供水质量，藻毒素亦会通过食物链间接影响人类健康。
目前，国内外常见处理和控制藻类爆发的措施基本可分为物理法、化学法及生物法三类。物理法常见的有利用连续微滤、浓缩脱水，连续絮凝、浮选和人工清捞等机械收藻法，以及利用磁学除藻的新型技术；化学法常见的有化学药剂除藻法；生物法常见的有利用食藻型生物的生物抑制法，依靠恢复植被的生态修复法，以及利用微生物作用的生物制剂法。但目前已存的控制措施都存在一定缺陷：机械法除藻效率低下，磁学除藻难以大规模应用；化学方法普遍成本高，且存在二次污染；生物抑制和生态修复无法对已爆发的藻类灾害做出快速的处理。因此，寻找一种处理效率高、应急迅速、成本低廉且无二次污染的除藻方法对于控制和处理水体藻类爆发存在着非常重要的意义。
目前，气浮技术主要应用在生活污水、工业废水等水处理领域，在水厂高效除藻方面也有实际应用。由于藻类非常轻飘，传统的沉淀固液分离工艺很难将其有效去除，而气浮技术却显示了独有的优势。气浮技术是在含藻水中通入大量的、高度分散的微气泡，使之作为载体与藻类相互粘附，形成整体密度小于水的浮体而上浮到水面，以完成把藻类从水中分离出来的处理方法。气浮处理法相比于传统的混凝沉淀法，在除藻方面具有处理效率高，适用性强、药剂投加量少等优点。但将气浮工艺应用在大面积藻类爆发处理上，尚未有实际应用，如能很好的结合气浮工艺高效迅速等特点，此技术可能成为藻类爆发处理的一个新趋势。
发明内容
本发明的目的在于提出一种单一气浮除藻船对自然水体大面积藻类爆发的处理装置及处理方法。
本发明提出的单一气浮除藻船对自然水体大面积藻类爆发的处理装置，由船体11、气浮部件、气浮装置8和刮渣部件组成，船体11从前至后依次分为藻渣预储存区1、藻渣压缩区2、干藻渣储存区3和动力、电控室4，气浮部件由溶气释放装置和微孔溶气释放器7组成，刮渣部件由可折叠支撑悬臂5、浮藻渣斜斗收集装置9和藻渣脱水设备10组成，气浮装置8安装于船体11上方，两根可折叠支撑悬臂5一端位于船体11船头两侧，并且两根可折叠支撑悬臂5可沿着与船体11连接部位转动一定的角度，可折叠支撑悬臂5另一端连接溶气释放装置，溶气释放装置连接微孔溶气释放器7；藻渣脱水设备10位于船体11的藻渣压缩区2下方，浮藻渣斜斗收集装置9位于船体11的藻渣储存区1一侧；所述气浮装置8采用空压机或溶气泵。
本发明中，使用时，所述微孔溶气释放器7位于自然水体浮藻层下方，水下深度由水体中藻类厚度决定，一般在0.3m～1.2m。
本发明中，溶气释放装置可采用微孔溶气释放杆6，微孔溶气释放杆6可选用具有一定强度的材质，如钢材、PVC、竹杆或木条等中一种或多种组合；微孔溶气释放杆6为一至多段，分别连接两根可折叠支撑悬臂5末端，微孔溶气释放杆6上均匀嵌有微孔溶气释放器7。
本发明中，为防止可折叠支撑悬臂5上微孔溶气释放器7堵塞，可在溶气水管路和压缩空气管路上装滤网，同时在冬季不运行时可将释放器拆下清理。
本发明中，两根可折叠支撑悬臂5展开的角度为91～179度，可折叠支撑悬臂5总覆盖水面宽度应合适；可折叠支撑悬臂5可选用具有一定强度的材质，如钢材、PVC、竹杆或木条等中一至多种；可折叠支撑悬臂5的长度应根据船速、藻类特性、深度等因素确定，其在船体行进方向的投影长度至少应在1m以上。可折叠支撑悬臂高度5应根据藻类特性确定，其水面以上高度应小于30cm，水面以下高度至少应在10cm以上；可折叠支撑悬臂5形状可选用矩形或梯形(前端大后端小)，垂直水面方向可缩放以调节高度。
本发明中，船体11上的可折叠支撑悬臂5，在未有藻类爆发时可收缩至船体5侧，亦可做河道保洁船，不影响在河道中的正常航行。
本发明中，浮藻渣斜斗收集装置9安装在船体的船头，由一个有坡度的斜斗(可调节高度)，和位于其后的藻渣槽组成，可将气浮处理后漂浮在水面上的浮藻层铲入藻渣预储存区1中，从而去除水体中的藻类。
本发明中，所述气浮装置8连接回流泵。
本发明提出的单一气浮除藻船对自然水体大面积藻类爆发的处理方法，具体步骤如下：
气浮除藻船体11按10m/h～200m/h的速度向前行驶，位于船体11前方的可折叠支撑悬臂5顶端水体下方0.3m～1.2m的气泡释放装置释放微小气泡，微小气泡直径为10～80微米，藻类细胞与自然水体中高度分散的微小气泡相互粘附，使其相互聚集并在浮力作用下浮向水面；船体11在行驶过程中，两根可折叠支撑悬臂5在船体行进方向呈V形收集浓缩水面的浮藻，可折叠支撑悬臂5的投影长度至少应在1m以上，其水面以上高度应小于30cm，水面以下高度至少应在10cm以上；经可折叠支撑悬臂5浓缩聚集在船头的浮藻渣被船头的刮渣部件收入藻渣预储存区中，从而达到去除自然水体中藻类的目的。
本发明中，气浮工艺可采用现有的加压溶气罐气浮法或加压溶气泵气浮法。如使用加压溶气罐气浮法，溶气水直接从水中抽取，配合空压机加压溶气，由微小气泡释放装置释放微小气泡进行气浮；如使用加压溶气泵气浮法，溶气泵从水体取水，混合溶气后，由微小气泡释放装置释放微小气泡进行气浮。
本发明优点如下：
1、设计的气浮船覆盖水体面积广，比传统的物理处理法效率高，且设有藻渣收集装置，无需人工清捞，可大幅度节省劳力。
2、气浮工艺能够迅速启动，快速除藻，适合大面积藻类爆发时使用，且不添加化学药剂，为藻渣的综合利用创造了条件，不会造成二次污染。
3、气浮装置能够方便地安装于船体，船体上的支撑悬臂可折叠，微孔溶气释放杆沉入水面深度可根据实际情况调节；气浮船在未有藻类爆发也可做河道保洁船；此方法适用范围广。
本发明将气浮工艺应用在大面积自然水体藻类爆发的处理中，克服了传统方法的效率低，成本高，人力需求大，以及容易形成二次污染等缺点，能够有效快速去除水体中爆发的藻类。该方法建造方便、高效、成本低廉，且操作简单。
附图说明
图1为本发明的俯视图。
图2为本发明的侧视图。
图中标号：1为藻渣预储存区，2为藻渣压缩区，3为干藻渣储存区，4为动力、电控室，5为可折叠支撑悬臂，6为微孔溶气释放杆，7为微孔溶气释放器，8为气浮装置，9为浮藻渣斜斗收集装置，10为藻渣脱水设备，11为船体。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图进一步描述本发明。
实施例1：如图1和图2所示，装置由船体11、气浮部件与刮渣部件组成。船体11从前至后依次分为藻渣预储存区1、藻渣压缩区2、干藻渣储存区3和动力、电控室4，气浮装置8安装在船体11上，气浮部件由溶气释放装置和微孔溶气释放器7组成，刮渣部件由可折叠支撑悬臂5、浮藻渣斜斗收集装置9和藻渣脱水设备10组成，并通过两根可折叠支撑臂5搭成支架，将微小气泡释放装置伸出船体11，放置于船体行驶方向前方水面以下，距船体11一定距离。船体11前方设有刮渣装置以及浮藻渣斜斗收集装置9。
加压溶气气浮法的溶气释放装置可采用微孔溶气释放杆，微孔溶气释放杆可选用PVC材质；可折叠的溶气释放杆分为5段，分别与两根支撑悬臂末端相连接，杆上均匀嵌入溶气释放器。
单一气浮除藻船采用加压溶气罐气浮法，船体11宽3m，可折叠支撑悬臂5长为10.6m，两侧呈109度角展开，船体11中的气浮装置8为VA65型空压机1台，产气量0.04m3/min，回流泵1台安装在气浮装置8区域，渣藻泵1台安装在动力、电控室4内，用电负荷13.25kW，船体时速72m/h，每小时可处理720m2水面，处理水量360m3，单位水体藻类去除率可达75％，藻渣产生量为1.29t/h(含水率97％)。

Claims (8)

1、一种单一气浮除藻船对自然水体大面积藻类爆发的处理装置，由船体(11)、气浮部件、气浮装置(8)和刮渣部件组成，其特征在于船体(11)从前至后依次分为藻渣预储存区(1)、藻渣压缩区(2)、干藻渣储存区(3)和动力、电控室(4)，气浮部件由溶气释放装置和微孔溶气释放器(7)组成，刮渣部件由可折叠支撑悬臂(5)、浮藻渣斜斗收集装置(9)和藻渣脱水设备(10)组成，气浮装置(8)安装于船体(11)上方，两根可折叠支撑悬臂(5)一端位于船体(11)船头两侧，并且两根可折叠支撑悬臂(5)可沿着与船体(11)连接部位转动一定的角度，可折叠支撑悬臂(5)另一端连接溶气释放装置，溶气释放装置连接微孔溶气释放器(7)；藻渣脱水设备(10)位于船体(11)的藻渣压缩区(2)下方，浮藻渣斜斗收集装置(9)位于船体(11)的藻渣储存区(1)一侧；所述气浮装置(8)采用空压机或溶气泵。
2、根据权利要求1所述的单一气浮除藻船对自然水体大面积藻类爆发的处理装置，其特征在于所述微孔溶气释放器(7)位于自然水体浮藻层下方0.3m～1.2m。
3、根据权利要求1所述的单一气浮除藻船对自然水体大面积藻类爆发的处理装置，其特征在于所述溶气释放装置采用微孔溶气释放杆(6)，微孔溶气释放杆(6)为一至多段，分别连接两根可折叠支撑悬臂(5)末端，微孔溶气释放杆(6)上均匀嵌有微孔溶气释放器(7)。
4、根据权利要求1所述的单一气浮除藻船对自然水体大面积藻类爆发的处理装置，其特征在于两根可折叠支撑悬臂(5)展开的角度为91～179度，可折叠支撑悬臂(5)在船体(11)行进方向的投影长度至少应在1m以上，可折叠支撑悬臂高度(5)在水面以上高度应小于30cm，水面以下高度至少应在10cm以上；可折叠支撑悬臂(5)形状为矩形或梯形。
5、根据权利要求1所述的单一气浮除藻船对自然水体大面积藻类爆发的处理装置，其特征在于浮藻渣斜斗收集装置(9)由一个有坡度的斜斗和位于其后的藻渣槽组成。
6、根据权利要求1所述的单一气浮除藻船对自然水体大面积藻类爆发的处理装置，其特征在于气浮装置(8)连接回流泵。
7、一种如权利要求1所述的单一气浮除藻船对自然水体大面积藻类爆发的处理方法，其特征在于具体步骤如下：
气浮除藻船体(11)按10m/h～200m/h的速度向前行驶，位于船体前方可折叠支撑悬臂(5)顶端水体下方0.3m～1.2m的气泡释放装置释放微小气泡，微小气泡直径为10～80微米，藻类细胞与自然水体中高度分散的微小气泡相互粘附，使其相互聚集并在浮力作用下浮向水面；船体(11)在行驶过程中，两根可折叠支撑悬臂(5)在船体行进方向呈V形收集浓缩水面的浮藻，可折叠支撑悬臂(5)的投影长度至少应在1m以上，其水面以上高度应小于30cm，水面以下高度至少应在10cm以上；经可折叠支撑悬臂(5)浓缩聚集在船头的浮藻渣被船头的刮渣部件收入藻渣预储存区中，从而达到去除自然水体中藻类的目的。
8、根据权利要求7所述的单一气浮除藻船对自然水体大面积藻类爆发的处理方法，其特征在于气浮工艺采用加压溶气罐气浮法或加压溶气泵气浮法，使用加压溶气罐气浮法，溶气水直接从水中抽取，配合空压机加压溶气，由微小气泡释放装置释放微小气泡进行气浮；使用加压溶气泵气浮法，溶气泵从水体取水，混合溶气后，由微小气泡释放装置释放微小气泡进行气浮。
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