CN101691263A - 磁力吸附式藻水分离的方法及其分离装置 - Google Patents

Abstract

一种藻水分离的方法及其分离处理装置，通过藻水采集装置采集藻水并输入絮凝反应池，向絮凝反应池中加入PAC药剂、PAM药剂进行絮凝反应，形成絮凝物，向絮凝反应池中加入铁粉，通过磁力吸附式藻水磁力分离装置将带铁粉的絮凝物吸附分离，将藻水分离后的清水通过排水管直接排放。本发明可以采集大面积水域漂浮的稀薄藻水，通过絮凝、藻水分离的方式在船舶上直接将藻水减容固化成藻泥，并实现连续作业。

Description

磁力吸附式藻水分离的方法及其分离装置

技术领域

本发明涉及一种藻水分离的方法，以及用于实施该方法的分离装置。

背景技术

随着经济的飞速发展，人类对于水资源的污染也日益严重。近年来由于湖泊中水的富营养化，每年夏季高温天气蓝藻就会出现大暴发，湖面上飘浮一层绿色的、如油漆状的蓝藻，自水面向水体呈立体分布，随风漂移，在港口弯道里聚集。蓝藻暴发会导致水资源严重污染，发出阵阵恶臭，同时会导致水中的鱼类大量死亡。为了解决蓝藻对淡水资源造成的污染，就必须对藻水进行处理。

传统方式中大多采用捞藻作业船及人工打捞来对藻水进行处理，其缺点是只能处理积聚的较浓藻水，对于大面积水域上漂浮的稀薄藻水难以采集处理。

目前的藻水分离处理装置，可以收集处理水面上的稀薄藻水，其普遍采用向藻水中添加PAC和PAM药剂的方法对藻水进行净化处理。PAC，中文名称为聚合氯化铝，是一种无机高分子混凝剂，主要通过压缩双层，吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网捕等机理作用，使水肿细微悬浮粒子和胶体离子脱稳，聚集、絮凝、混凝、沉淀，达到净化处理效果。PAM，中文名称为聚丙烯酰胺，是常用的非离子型高分子絮凝剂，具有在颗粒间形成更大的絮体由此产生的巨大表面吸附作用，其分子能与分散于溶液中的悬浮粒子架桥吸附，有着极强的絮凝作用，可用于水中悬浮颗粒的凝聚和澄清。

上述藻水分离处理装置通过PAC、PAM药剂对藻水中的蓝藻、有机物、重金属离子、氮等污染物进行絮凝过程后，在絮凝物与水的分离阶段采用筛滤加压滤机组合的装置，先通过筛滤技术对藻水进行第一步减容，然后将减容后的藻水运至岸上进一步减容或堆放处理。其缺点是输出的藻水含水率较高，且一定时间后筛滤网容易堵塞，此时就需要进行网孔的再生处理，因而连续工作能力比较差；压滤机也同样容易堵塞，难以连续工作。

发明的内容

针对现有藻水分离方法的上述缺点，申请人经过研究改进，提供了另一种藻水分离的方法，可以采集大面积水域漂浮的稀薄藻水，通过絮凝、藻水分离的方式在船舶上直接将藻水减容固化成藻泥，并实现连续作业，本发明还提供为实施该方法而设计的藻水分离装置。

本发明的技术方案如下：

一种藻水分离的方法，包括如下步骤：

步骤一，通过藻水采集装置采集藻水并输入絮凝反应池；

步骤二，向絮凝反应池中加入PAC药剂、PAM药剂进行絮凝反应，形成絮凝物；

步骤三，向絮凝反应池中加入铁粉；

步骤四，通过磁力吸附式藻水分离装置将带铁粉的絮凝物吸附分离；

步骤五，将藻水分离后的清水通过排水管直接排放。

本发明还提供了一种实现上述方法的藻水分离装置，包括反对称双体船，船头中部安装藻水采集装置，藻水采集装置通过管道与设置于反对称双体船上的磁力吸附式藻水分离装置连接；

所述磁力吸附式藻水分离装置包括PAC搅拌箱、PAM搅拌箱以及铁粉搅拌箱，所述三个搅拌箱上方分别安装有搅拌电机，所述三个搅拌箱内部于搅拌电机下部分别连接有搅拌器；所述三个搅拌箱分别连接PAC加药泵、PAM加药泵以及铁粉加入泵的输入口；PAM加药泵和铁粉加入泵的输出口与反应池连接，PAC加药泵的输出口以及藻水进口管分别连接计量泵的输入口，计量泵的输出口连接混合箱，混合箱与反应池连接；反应池上方安装有搅拌电机，反应池内部于搅拌电机下部连接有搅拌器，反应池通过输送管与分离池连接；分离池内设置有多个磁盘，磁盘轴将各磁盘串连并架设在分离池顶部，磁盘轴的一端连接皮带轮组，皮带轮组通过链条与减速电机连接，在分离池的入水面安装有铲藻条，铲藻条与磁盘的盘面靠接，铲藻条上设置有刮藻板，刮藻板通过刮藻板轴串连，刮藻板轴通过链条与皮带轮组连接，分离池一端于刮藻板的一侧连接落藻板，落藻板另一端与收集箱连接；分离池的下方于落藻板的一侧连接有清水出口管。

其进一步的技术方案是：所述藻水进口管和输送管上，以及PAC搅拌箱、PAM搅拌箱、铁粉搅拌箱、PAC加药泵、PAM加药泵、铁粉加入泵的输出口处，均安装有阀门。所述反应池内部于混合箱下连接有入射管道，入射管道与反应池壁面呈倾斜角度。所述磁盘由铁质的内芯表面吸有磁块构成。所述减速电机通过皮带轮组带动的磁盘和刮藻板两者的转动方向相反。所述输送管和清水出口管分别在分离池下部的两侧。

本发明的有益技术效果是：

本发明可以采集大面积水域漂浮的稀薄藻水，通过絮凝、并在絮凝过程中加入铁粉，用磁力吸附式藻水分离装置将带铁粉的絮凝物吸附分离，在船舶上直接将藻水浓缩成藻浆或藻饼，进行减容固化处理，输出藻泥中干物质含量可达10％以上，并可以连续作业，有效解决了藻水运输和堆放的问题。其单位时间内压滤成的藻泥重量远超过国内外现有的捞藻船及其它处理装置，达到国际领先水平。经本发明处理后的滤出水达到四类水标准，可直接排放到湖中。此外本发明的反对称双体船吃水浅，可以到湖边或淤塞的河道内作业，方便高效。

附图说明

图1是本发明方法的流程图。

图2是本发明装置的结构示意图。

图3是本发明装置中磁力吸附式藻水分离装置的结构示意图。

图4是图3的仰视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明方法及其装置的具体实施方式结合一起说明。

图1示出了本发明藻水分离的方法的流程。本发明方法是在反对称双体船上实现的，包括以下步骤：

步骤一，通过藻水采集装置采集藻水并输入絮凝反应池；所述藻水采集装置采用本申请人的申请号为2009200454884的中国专利《移动式藻水采集装置》所公开的技术方案。

步骤二，向絮凝反应池中加入PAC药剂、PAM药剂进行絮凝反应，形成絮凝物；其中PAC，中文名称为聚合氯化铝，是一种无机高分子混凝剂，主要通过压缩双层，吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网捕等机理作用，使水肿细微悬浮粒子和胶体离子脱稳，聚集、絮凝、混凝、沉淀，达到净化处理效果。PAM，中文名称为聚丙烯酰胺，是常用的非离子型高分子絮凝剂，具有在颗粒间形成更大的絮体由此产生的巨大表面吸附作用，其分子能与分散于溶液中的悬浮粒子架桥吸附，有着极强的絮凝作用，可用于水中悬浮颗粒的凝聚和澄清。

步骤三，向絮凝反应池中加入铁粉；

步骤四，通过磁力吸附式藻水分离装置将带铁粉的絮凝物吸附分离；

步骤五，将藻水分离后的清水通过排水管直接排放。

图2示出了本发明专用的藻水分离装置的结构。如图2所示，其包括反对称双体船101，船头中部安装藻水采集装置102，藻水采集装置102借助管道与设置于反对称双体船101上的磁力吸附式藻水分离装置103连接。上述反对称双体船1的结构与现有技术相同，其特点是两个船体的外侧几乎是平行的，这样的结构有利于减小水波阻力，同时吃水浅，可以到湖边或淤塞的河道内作业；上述藻水采集装置102采用本申请人的申请号为2009200454884的中国专利《移动式藻水采集装置》所公开的技术方案；上述磁力吸附式藻水分离装置103的结构如下：

如图3、图4所示，磁力吸附式藻水分离装置103包括PAC搅拌箱19、PAM搅拌箱18以及铁粉搅拌箱20，所述三个搅拌箱上方分别安装有搅拌电机2，所述三个搅拌箱内部于搅拌电机2下部分别连接有搅拌器21。

如图3、图4所示，所述三个搅拌箱分别通过管路连接PAC加药泵15、PAM加药泵14以及铁粉加入泵13的输入口。PAM加药泵14和铁粉加入泵13的输出口与反应池4连接；PAC加药泵15的输出口连接计量泵16的输入口，藻水进口管1也连接计量泵16的输入口，计量泵16的输出口连接混合箱3，混合箱3与反应池4连接。所述反应池4内部于混合箱3上连接有入射管道27，入射管道27与反应池4壁面呈倾斜角度。

如图3、图4所示，反应池4上方安装有搅拌电机22，反应池4内部于搅拌电机22下部连接有搅拌器23，反应池4通过输送管12与分离池5连接。所述藻水进口管1和输送管12上，以及PAC搅拌箱19、PAM搅拌箱18、铁粉搅拌箱20、PAC加药泵15、PAM加药泵14、铁粉加入泵13的输出口处，均安装有阀门17。

如图3、图4所示，分离池5内设置有多个磁盘6，所述磁盘6由铁质的内芯，以及内芯两面吸有的表面镀锌的圆形磁铁块构成。调整磁盘6之间的距离，组成磁盘组。磁盘轴11将各磁盘6串连并通过分离池5两边的轴承座架设在分离池5顶部，磁盘6的下半盘悬在分离池5中。磁盘轴11的一端连接皮带轮组24，皮带轮组24通过链条与减速电机26连接，在分离池5的入水面安装有铲藻条7，铲藻条7与磁盘6的盘面靠接，铲藻条7上设置有刮藻板8，刮藻板8通过刮藻板轴28串连，刮藻板轴28通过链条与皮带轮组24连接。所述减速电机26通过皮带轮组24带动的磁盘6和刮藻板8两者的转动方向相反。分离池5一端于刮藻板8的一侧连接表面倾斜的落藻板9，落藻板9另一端与收集箱10连接。分离池5的下方于落藻板9的一侧连接有清水出口管25。所述输送管12和清水出口管24分别在分离池5下部的两侧接入分离池5。

以下结合图2～图4说明本发明的工作过程：

首先，将PAC、PAM、铁粉按一定浓度比例用清水调好之后分别装入PAC搅拌箱19、PAM搅拌箱18以及铁粉搅拌箱20，开动三个搅拌箱上的搅拌电机2，带动搅拌器21均匀转动进行搅拌，作为絮凝的准备工作。

步骤一，将本发明的藻水分离装置行驶至作业水面，调节安装在反对称双体船101船头中部的藻水采集装置102，使之处于合适的深度，采集大面积水域漂浮的藻水，并将藻水通过管道输送至磁力吸附式藻水分离装置103。

步骤二，待处理的藻水从藻水进口管1进入的同时，开启PAC加药泵15，将PAC搅拌箱19内的PAC药剂泵入，通过阀门17调节藻水流量以及PAC加入量，PAC药剂与藻水通过计量泵16计量后一起进入混合箱3混合，然后通过入射管道27输入反应池4，开动反应池4上的搅拌电机22，带动搅拌器23均匀转动，进行搅拌。由于藻水流量较大，且入射管道27有一定输入角度，从而在反应池4内形成漩涡，可使混合均匀。与此同时，开启PAM加药泵14，将PAM药剂泵入，通过阀门17调节PAM的加入量，输进反应池4进行搅拌混合。PAC、PAM与藻水中的蓝藻、有机物、重金属离子、氮等污染物进行絮凝反应形成絮凝物，絮状物互相粘结成絮凝团。

步骤三，开启铁粉加入泵13，将铁粉泵入，通过阀门17调节铁粉的加入量，输进反应池4进行搅拌混合。混合过程中絮凝团掺合了铁粉，使絮凝团易于被磁铁吸附。

步骤四，开启反应池4底部输送管12上的阀门17，使混合PAC、PAM以及铁粉之后的藻水由反应池4底部的输送管12流入分离池5。然后启动减速电机26，通过皮带轮组24带动磁盘轴11转动，从而带动磁盘6缓缓转动(图4中磁盘6为顺时针转动)，即可以将分离池5内带铁粉的藻泥吸附，通过与磁盘6盘面靠接的铲藻条7将藻泥刮下后，再由减速电机26通过皮带轮组24带动刮藻板轴28转动，从而带动刮藻板8转动(图4中刮藻板8为逆时针转动)，即可将藻泥刮向落藻板9，流进收集箱10，减容固化一步完成。

步骤五，经过磁盘6吸附分离藻泥后的水，已经达到直接排放的四类水标准，可通过清水输出管路25直接排放到湖中。

Claims (7)

1.一种藻水分离的方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一，通过藻水采集装置采集藻水并输入絮凝反应池；

步骤二，向絮凝反应池中加入PAC药剂、PAM药剂进行絮凝反应，形成絮凝物；

步骤三，向絮凝反应池中加入铁粉；

步骤四，通过磁力吸附式藻水分离装置将带铁粉的絮凝物吸附分离；

步骤五，将藻水分离后的清水通过排水管直接排放。

2.一种实现权利要求1所述方法的藻水分离装置，其特征在于：包括反对称双体船(101)，船头中部安装藻水采集装置(102)，藻水采集装置(102)通过管道与设置于反对称双体船(101)上的磁力吸附式藻水分离装置(103)连接；

所述磁力吸附式藻水分离装置(103)包括PAC搅拌箱(19)、PAM搅拌箱(18)以及铁粉搅拌箱(20)，所述三个搅拌箱上方分别安装有搅拌电机(2)，所述三个搅拌箱内部于搅拌电机(18)下部分别连接有搅拌器(21)；

所述三个搅拌箱分别连接PAC加药泵(15)、PAM加药泵(14)以及铁粉加入泵(13)的输入口；PAM加药泵(14)和铁粉加入泵(13)的输出口与反应池(4)连接，PAC加药泵(15)的输出口以及藻水进口管(1)分别连接计量泵(16)的输入口，计量泵(16)的输出口连接混合箱(3)，混合箱(3)与反应池(4)连接；

反应池(4)上方安装有搅拌电机(22)，反应池(4)内部于搅拌电机(22)下部连接有搅拌器(23)，反应池(4)通过输送管(12)与分离池(5)连接；

分离池(5)内设置有多个磁盘(6)，磁盘轴(11)将各磁盘(6)串连并架设在分离池(5)顶部，磁盘轴(11)的一端连接皮带轮组(24)，皮带轮组(24)通过链条与减速电机(26)连接，在分离池(5)的入水面安装有铲藻条(7)，铲藻条(7)与磁盘(6)的盘面靠接，铲藻条(7)上设置有刮藻板(8)，刮藻板(8)通过刮藻板轴(28)串连，刮藻板轴(28)通过链条与皮带轮组(24)连接，分离池(5)一端于刮藻板(8)的一侧连接落藻板(9)，落藻板(9)另一端与收集箱(10)连接；

分离池(5)的下方于落藻板(9)的一侧连接有清水出口管(25)。

3.根据权利要求2所述藻水分离装置，其特征在于：所述藻水进口管(1)和输送管(12)上，以及PAC搅拌箱(19)、PAM搅拌箱(18)、铁粉搅拌箱(20)、PAC加药泵(15)、PAM加药泵(14)、铁粉加入泵(13)的输出口处，均安装有阀门(17)。

4.根据权利要求2所述藻水分离装置，其特征在于：所述反应池(4)内部于混合箱(3)下连接有入射管道(27)，入射管道(27)与反应池(4)壁面呈倾斜角度。

5.根据权利要求2所述藻水分离装置，其特征在于：所述磁盘(6)由铁质的内芯表面吸有磁块构成。

6.根据权利要求2所述藻水分离装置，其特征在于：所述减速电机(26)通过皮带轮组(24)带动的磁盘(6)和刮藻板(8)两者的转动方向相反。

7.根据权利要求2所述藻水分离装置，其特征在于：所述输送管(12)和清水出口管(24)分别在分离池(5)下部的两侧。

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