CN103043755B - 一种工业化用气助藻水分离收集的电絮凝装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工业化用气助藻水分离收集的电絮凝装置及其使用方法。该装置包括：塔体、主轴、侧连杆、转盘电极板、环状电极板、气体分布器、送气装置和辅助设备。所述的主轴上固定的同极转盘电极板，与塔体边侧连杆固定的同极环状电极板交错分布，主轴与转盘电极板可在机械转动装置的带动下转动，所述的主轴与侧连杆的材质为导电金属材质，分别连接直流电源的两极。所述的极板表面积大，电絮凝效率高，且筛板处于转动状态，可有效防止微藻在电极表面的吸附沉淀。塔内液体流动方向与微藻的沉降方向相反，形成错流，可增强传质，提高电絮凝效率，适用于大规模工业生产。

Description

一种工业化用气助藻水分离收集的电絮凝装置

技术领域

本发明涉及一种微藻电絮凝装置，特别涉及到一种工业化用气助藻水分离收集的电絮凝装置及方法。

背景技术

从生物能源应用领域来看，微藻培养己经被广泛的应用于海产养殖、食品、制药和能源等领域，然而微藻的分离和收集成为制约微藻培养大规模放大主要因素之一。从环境保护领域来看，随着城市化进度加快和工业发展，水体中氨氮磷类营养物质不断增加，湖泊水体中，蓝藻等微生物藻类大面积爆发性繁殖，向水体排放有毒的代谢物质，给生态环境和人类的生产、生活带来不利的影响，对人类的健康构成严重威胁。如何对富含微藻的水体进行藻水分离处理，对净化水体具有积极的意义。目前微藻的分离和收集的方法主要包括：离心、过滤、絮凝。由于微藻体粒度极细，采用离心方法不仅效率低下且需要昂贵的固定资产（离心机）投资及较大能耗；采用过滤方法的膜容易堵塞、操作难度大；采用絮凝方法分离和收集微藻需要使用各种絮凝剂，容易造成目标产物的污染或水体的二次污染。

近年来，采用电絮凝进行藻水分离的工艺引起了人们极大关注。电絮凝分离微藻的机理主要有：①电氧化对微藻生物体破坏导致团聚絮凝；②洁性金属电极使用时从电极溶解出的金属离子作为絮凝剂产生絮凝作用；③水电解过程中产生的氢气和氧气对微藻气浮分离。与其他藻水分离方法相比，电絮凝具有分离效率高、无需添加化学絮凝剂、操作简便和工艺过程可控等优点。电絮凝己经被尝试用于不同微藻水体的分离：Alfafara和Nakano等采用电絮凝的方法除去湖水中的微囊藻（Microcrystissp）（Alfafara C.G.,Nakano K.,Nomura N.,Igarashi T.,Matsumura M.].Chem.Technol.Biotechnol.,2002,77,871）；Poelman和DePauw等通过实验验证了电絮凝用于各种不同绿藻、硅藻等微藻的回收（Poelman E.,DePauw N.,Jeurissen B.,Resour.Conserv.Recy.,1997,19,1）。然而，微藻的电絮凝分离过程仍存在问题：①微藻细胞絮凝后在电极表面沉淀，吸附在电极表面，有效电极极板面积降低导致电絮凝效率下降。若采用槽式装置，由于操作过程中需要经常对电极表面进行除垢处理，连续化操作难度大。②电解产气量不大，气浮效率低。③槽式电絮凝装置的工业化放大也不利，设备结构复杂，检修不易。

微藻电絮凝常采用槽式装置，由于操作过程中需要经常对电极表面进行除垢处理，所以进行槽式微藻电絮凝连续操作的难度大；同时，这对于微藻电絮凝的工业化放大也是不利的，目前尚未有微藻电絮凝工业化的报道。

转盘萃取塔是萃取操作中的一种常用设备，其基本原理是通过塔内中心轴上，安装一种平行设置的若干塔板，由设在塔顶的转动装置带动板串平行转动输入机械能。塔板旋转的转速及塔板大小可以调节。转盘塔具有如下特点：①通量大且效率高；②由于塔板一直处于旋转运动状态，因而易于处理含固体原料；③结构简单，容易放大；④维修及操作费用较低。

CN 102234613 A公开了一种工业化用微藻分离收集的电絮凝装置，包括：机械传动系统、塔体、若干筛板和辅助设备；所述的机械传动系统中的连杆系统带动塔体内的筛板一起随之上下振动；其特征在于，所述的连杆系统包括两根主轴，所述的主轴的材质为导电金属材质，分别连接直流电源的正负极；所述的若干筛板串连套设于两主轴上，所述的两主轴与筛板接触处依次每层左右交错用绝缘层包覆，以使筛板在塔体内呈正负极交错分布。但是该电絮凝装置采用的是震动筛板装置，机械震动过程中克服重力和阻力做往复运动会消耗较大的机械能，对偏心轮的磨损也比较严重。

CN 101811757 A公开了一种气助电絮凝藻水分离装置及其使用方法，该装置包括塔体、主轴、同心圆筒电极板、机械传动装置、连杆机构、浮球装置、气体分布器、脉冲送气装置等部分。该装置采用偶数对同心圆筒作为电絮凝的阴阳极，交错分布，极板表面积大，电絮凝效率高，并可有效防止微藻在电极表而的吸附沉淀。塔内液体流动方向与微藻的沉降力一向相反，形成错流，可增强传质，提高电絮凝效率。浮球装置可使塔内主轴及阴阳极同心圆筒电极板等运动部件处于浮游状态，可降低传动电机的运转负荷。但是该装置采用的是同心滚筒做电极板，同心滚筒在转动过程中阻力较大且容易对流体产生较大扰动，且容易发生非同心偏转，引起气浮电絮凝的效率降低。

由此可见，开发一种稳定、高效、低能耗的的微藻电絮凝的连续化装置具有十分重要的意义，也只有开发出能适应工业上连续生产要求的微藻电絮凝设备，才能发挥电絮凝在微藻分离中的优势，使其具有推广应用价值。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种气助藻水分离收集的电絮凝装置，以克服目前微藻电絮凝设备效率低、能耗高、不稳定的缺陷。

所述电絮凝装置包括：塔体10、主轴1、侧连杆5、转盘电极板8、环状电极板9、气体分布器12和送气装置14，所述主轴1位于塔体10内，主轴1上固定有至少1个同极转盘电极板8，侧连杆5紧邻塔体10内壁，侧连杆5上固定有至少1个同极环状电极板9，所述转盘电极板8与环状电极板9交错分布，主轴1和转盘电极板8可在外部动力的带动下转动；所述的主轴1与侧连杆5为导电材质，分别与塔体10外直流电源19的两极相连接；气体分布器12位于塔体10下部，与主轴1底部连接，气体分布器12与位于塔体10外的送气装置14连接。

所述直流电源为直流稳压电源。

优选地，所述直流电源19的电压为4～30伏特，进一步优选为5～27伏特，特别优选为6～24伏特。

优选地，所述直流电源19的电流为0.6～2安培，进一步优选为0.8～1.8安培，特别优选为1～1.5安培。

优选地，所述主轴1为导电金属材质。

优选地，所述侧连杆5为导电金属材质。

优选地，所述塔体10上部设有料液进口17和藻体出口6，且料液进口17位于转盘电极板8和环状电极板9的上方，藻体出口6位于料液进口17上方。

优选地，所述塔体10下部设有料液出口15，所述料液出口15位于气体分布器12下方。

优选地，所述塔体10底部设有放料口16。

所述塔体10的形状可由所属领域技术人员根据需要选择，例如，可以为圆柱形、长方体、立方体或其它形状；优选地，所述塔体10为封闭型圆柱形结构。

优选地，所述塔体10为绝缘材料，特别优选为玻璃或塑料。

优选地，所述塔体10上部或/和下部设有扩大段；藻体出口6位于上部扩大段3的侧面，料液进口17位于上部扩大段3下方，且在转盘电极板8和环状电极板9的上方；所述料液出口15位于气体分布器12下方，且在下部扩大段4的上方。

同极转盘电极板8是指当主轴1与塔体10外直流电源相连时，由于主轴1是导电材质，因此与主轴1连接的所有转盘电极板8同极，都为正极或负极。同极环状电极板9的意思与之类似。

主轴1上同极转盘电极板8的个数可以为2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、15个、20个、40个等，优选至少3个。

侧连杆5上同极环状电极板9的个数可以为2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、15个、20个、40个等，优选至少3个。

所述外部动力为电机；主轴1与电机相连，当电机转动时，主轴1随之转动，并带动固定在主轴1上的转盘电极板8转动。本发明所采用的电极板表面积大，电絮凝效率高，且转盘电极板8处于转动状态，可有效防止微藻在电极表面的吸附沉淀。主轴1及固定在主轴1上的转盘电极板8与电机组成机械转动系统。

所述主轴1上端设有固定轴套2，用于固定主轴端头，下端通过连接套件与气体分布器12相连。

优选地，所述气体分布器12由气体分布头和防护罩11连接组成，防护罩11位于气体分布头上方，防护罩11与主轴1底部连接，气体分布头与位于塔体10外的送气装置14连接；所述防护罩11为多孔结构或网状结构，用于保护气体分布头，防止气体分布头被料液中的微藻堵塞，防护罩11可随主轴1转动，也可不随主轴1转动，特别优选防护罩11不随主轴1转动；优选地，所述气体分布头为陶瓷基多孔材料；气体分布头内腔空心与送气管道13相连，由送气装置14将气体从气体分布头鼓泡送出。

优选地，所述送气装置14由脉冲交流电源供电，以间歇方式向气体分布器12供气，即，所述送气装置14为脉冲送气装置；优选地，所述送气装置14的供气间隔为100秒以下，进一步优选为20～80秒，特别优选为30～60秒；优选地，所述送气装置14每次的供气时长为0.5～10分钟，进一步优选为0.8～8分钟，特别优选为1～5分钟。

优选地，所述送气装置14的气压为0.6～7MPa，进一步优选为0.8～6MPa，特别优选为1～4MPa。

所述转盘电极板8可以为任意形状，所属领域技术人员可根据需要进行选择；优选地，所述转盘电极板8为圆形筛板。

优选地，所述转盘电极板8为导电金属或石墨。

优选地，所述环状电极板9为导电金属或石墨。

优选地，所述电絮凝装置包括：塔体10、主轴1、侧连杆5、转盘电极板8、环状电极板9、气体分布器12和送气装置14，所述塔体10为封闭型圆柱形结构，上部和下部均设有扩大段，上部扩大段3的侧面设有藻体出口6，上部扩大段3与电极板之间设有料液进口17，气体分布器12与下部扩大段4之间设有料液出口15，下部扩大段4底部设有放料口16；所述主轴1位于塔体10内，主轴1上固定有至少1个同极转盘电极板8，侧连杆5紧邻塔体10内壁，侧连杆5上固定有至少1个同极环状电极板9，所述转盘电极板8与环状电极板9交错分布，主轴1和转盘电极板8可在外部动力的带动下转动；所述的主轴1与侧连杆5为导电材质，分别与塔体10外直流电源的两极相连接；气体分布器12位于塔体10下部，由气体分布头和防护罩11组成，防护罩11位于气体分布头上方，防护罩11与主轴1底部连接，气体分布头与位于塔体10外的送气装置14连接。

本发明的目的之一还在于提供一种气助藻水分离收集的方法。

所述方法包括：含有微藻的料液从料液进口17进入，固定连接在主轴1上的转盘电极板8在外部动力带动下，相对于固定连接在侧连杆5上的环状电极板9做旋转运动，所述的主轴1与侧连杆5为导电材质，分别与塔体10外直流电源的两极相连接；通电后，料液中的微藻在电场作用下产生絮凝团聚沉降；送气装置14经塔体10下部气体分布器12送气，产生气泡；上升气泡表面吸附絮凝的微藻后携带微藻向塔体10上方运动；团聚的微藻由气泡带至塔体10上部的液体表面；塔体10上部液面高度在藻体出口6以下、料液进口17以上，液面上富集的微藻从藻体出口6流出并收集，而除去了微藻的清液从塔体10下部的料液出口15流出，料液在电絮凝和气浮两种作用下完成藻水分离。

优选地，所述方法采用本发明所述装置。

优选地，所述送气装置14为脉冲式间歇送气；优选地，所述脉冲式间歇送气的供气间隔为100秒以下，进一步优选为20～80秒，特别优选为30～60秒；优选地，所述脉冲式间歇送气每次的供气时长为0.5～10分钟，进一步优选为0.8～8分钟，特别优选为1～5分钟。

优选地，料液进口17和料液出口15的流速比为1:0.75～1:0.98，进一步优选为1:0.80～1:0.96，特别优选为1:0.85～1:0.95。

本发明的优点在于：

（1）采用一系列转盘电极板8进行转动、塔体10下部气体分布器12送气（特别是作脉冲式间歇送气），能有效防止随气泡上升的微藻在电极表面吸附沉淀，提高电絮凝效率。

（2）采用一系列转盘电极板8作为电絮凝装置的阴极（或阳级）电极板，与相对应的阳极（或阴级）环形电极板相互交错，可以尽可能增大电极表面积，以提高电絮凝效率。

（3）塔内液体流动方向与团聚絮凝沉降的微藻运动方向相反，形成错流，可以增强传质，提高电絮凝效率。

（4）塔体10上端设有一藻体出口6，可在电絮凝分离的同时收集获得的藻体，可以实现微藻分离收集的连续操作。

（5）将转盘萃取塔的基本结构引入电絮凝装置，有利于工业上的放大，适用于大规模工业化生产。在一定塔腔容积条件下，控制料液进口17和料液出口15的流速比、控制阴阳极电极板外加电压和电流的大小、控制送气装置14的供气间隔时长及气量大小，可对设备的处理能力进行控制。

附图说明

图1为本发明的工业化用微藻分离收集的电絮凝装置的一种实施方案的结构示意图；

图2为图1沿A-A线的剖面图；

图3为本发明的气体分布器12的结构示意图的俯视图。

附图标记如下：

具体实施方式

为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

实施例1：小球藻培养液中微藻的藻水电絮凝分离与气浮收集

本实施例采用以下装置：装置包括塔体10、主轴1、侧连杆5、转盘电极板8、环状电极板9、气体分布器12和送气装置14；主轴1上固定的同极转盘电极板8，与塔体内壁紧邻的侧连杆5固定的同极环状电极板9交错分布，主轴1与转盘电极板8可在电机的带动下转动；主轴1与侧连杆5分别通过铜导线18连接直流电源19的正负极；气体分布器12设置于塔体10下部同心圆筒下方，与主轴1底部连接；送气装置14由脉冲交流电源供电，以间歇方式向气体分布器12供气；塔体10的上部扩大段3的侧面设有一藻体出口6与阀门相连，该上端扩大段3下方、且位于转盘电极板8和环状电极板9的上方设有一料液进口17与阀门相连；塔体10的下部扩大段4的上方，气体分布器12下方设有一料液出口15与阀门相连；塔体10的底部设有一放料口16与阀门相连；电机带动主轴的上端，其上端设有固定轴套2；主轴1的下端通过连接套件与气体分布器12相连；气体分布器12由气体分布头和防护罩11组成，防护罩11设于气体分布头上方，防护罩11连接在主轴上，气体分布头由陶瓷基多孔材料制造，气体分布头内腔空心与送气管道相连，由送气装置14将气体从气体分布头鼓泡送出。

含有小球藻的培养液从料液进口17进入，固定连接在主轴1上的转盘电极板8在外部动力带动下，相对于固定连接在侧连杆5上的环状电极板9做旋转运动；通电后，料液中的小球藻在电场作用下产生絮凝团聚沉降；送气装置14经塔体10下部气体分布器12送气，产生气泡；上升气泡表面吸附絮凝的小球藻后携带小球藻向塔体10上方运动；团聚的小球藻由气泡带至塔体10上部的液体表面；塔体10上部液面高度在藻体出口6以下、料液进口17以上，液面上富集的小球藻从藻体出口6流出并收集，而除去了小球藻的清液从塔体10下部的料液出口15流出，料液在电絮凝和气浮两种作用下完成藻水分离，其中，料液进口17和料液出口15的流速比为1:0.95，直流电源19的外加电压12伏特，电流1.5安培，送气装置14的每次供气时长3分钟，间隔1分钟，气压2MPa，小球藻的藻体回收率为99%。

实施例2：螺旋藻培养液中藻体的藻水电絮凝分离藻水电絮凝分离

本实施例采用的装置与实施例1相同。

实验过程如下：含有螺旋藻的培养液从料液进口17进入，固定连接在主轴1上的转盘电极板8在外部动力带动下，相对于固定连接在侧连杆5上的环状电极板9做旋转运动；通电后，料液中的螺旋藻在电场作用下产生絮凝团聚沉降；送气装置14经塔体10下部气体分布器12送气，产生气泡；上升气泡表面吸附絮凝的螺旋藻后携带螺旋藻向塔体10上方运动；团聚的螺旋藻由气泡带至塔体10上部的液体表面；塔体10上部液面高度在藻体出口6以下、料液进口17以上，液面上富集的螺旋藻从藻体出口6流出并收集，而除去了螺旋藻的清液从塔体10下部的料液出口15流出，料液在电絮凝和气浮两种作用下完成藻水分离，其中，料液进口17和料液出口15的流速比为1:0.9，直流电源19的外加电压10伏特，电流1.2安培，送气装置14的每次供气时长5分钟，间隔1分钟，气压1.5MPa，螺旋藻的藻体回收率为98%。

实施例3：昆明滇池蓝藻水体的藻水电絮凝分离与气浮收集

本实施例采用的装置与实施例1相同。

实验过程如下：含有蓝藻的滇池水从料液进口17进入，固定连接在主轴1上的转盘电极板8在外部动力带动下，相对于固定连接在侧连杆5上的环状电极板9做旋转运动；通电后，水中的蓝藻在电场作用下产生絮凝团聚沉降；送气装置14经塔体10下部气体分布器12送气，产生气泡；上升气泡表面吸附絮凝的蓝藻后携带蓝藻向塔体10上方运动；团聚的蓝藻由气泡带至塔体10上部的液体表面；塔体10上部液面高度在藻体出口6以下、料液进口17以上，液面上富集的蓝藻从藻体出口6流出并收集，而除去了蓝藻的清液从塔体10下部的料液出口15流出，料液在电絮凝和气浮两种作用下完成藻水分离，其中，料液进口17和料液出口15的流速比为1:0.85，直流电源19的外加电压24伏特，电流1.5安培，送气装置14的每次供气时长2分钟，间隔30秒，气压3MPa，蓝藻的藻体回收率为99.5%。

实施例4：小球藻培养液中微藻的藻水电絮凝分离与气浮收集

本实施例采用以下装置：装置包括塔体10、主轴1、侧连杆5、转盘电极板8、环状电极板9、气体分布器12和送气装置14；主轴1上固定的同极转盘电极板8，与塔体内壁紧邻的侧连杆5固定的同极环状电极板9交错分布，主轴1与转盘电极板8可在电机的带动下转动；主轴1与侧连杆5分别通过铜导线18连接直流电源19的正负极；气体分布器12设置于塔体10下部同心圆筒下方，与主轴1底部连接；塔体10的上部设有一藻体出口6与阀门相连，该藻体出口6下方、且位于转盘电极板8和环状电极板9的上方设有一料液进口17与阀门相连；气体分布器12下方设有一料液出口15与阀门相连；塔体10的底部设有一放料口16与阀门相连；电机带动主轴的上端，其上端设有固定轴套2；主轴1的下端通过连接套件与气体分布器12相连；气体分布器12由气体分布头和防护罩11组成，防护罩11设于气体分布头上方，防护罩11连接在主轴上，气体分布头由陶瓷基多孔材料制造，气体分布头内腔空心与送气管道相连，由送气装置14将气体从气体分布头鼓泡送出；送气装置14由直流电源供电，以连续方式向气体分布器12供气。

含有小球藻的培养液从料液进口17进入，固定连接在主轴1上的转盘电极板8在外部动力带动下，相对于固定连接在侧连杆5上的环状电极板9做旋转运动；通电后，料液中的小球藻在电场作用下产生絮凝团聚沉降；送气装置14经塔体10下部气体分布器12送气，产生气泡；上升气泡表面吸附絮凝的小球藻后携带小球藻向塔体10上方运动；团聚的小球藻由气泡带至塔体10上部的液体表面；塔体10上部液面高度在藻体出口6以下、料液进口17以上，液面上富集的小球藻从藻体出口6流出并收集，而除去了小球藻的清液从塔体10下部的料液出口15流出，料液在电絮凝和气浮两种作用下完成藻水分离，其中，料液进口17和料液出口15的流速比为1:0.75，直流电源19的外加电压4伏特，电流0.6安培，送气装置14的供气气压0.6MPa，小球藻的藻体回收率为98.7%。

实施例5：螺旋藻培养液中藻体的藻水电絮凝分离藻水电絮凝分离

本实施例采用的装置与实施例4相同，区别在于，送气装置14由交流电源供电，以脉冲方式向气体分布器12供气。

实验过程如下：含有螺旋藻的培养液从料液进口17进入，固定连接在主轴1上的转盘电极板8在外部动力带动下，相对于固定连接在侧连杆5上的环状电极板9做旋转运动；通电后，料液中的螺旋藻在电场作用下产生絮凝团聚沉降；送气装置14经塔体10下部气体分布器12送气，产生气泡；上升气泡表面吸附絮凝的螺旋藻后携带螺旋藻向塔体10上方运动；团聚的螺旋藻由气泡带至塔体10上部的液体表面；塔体10上部液面高度在藻体出口6以下、料液进口17以上，液面上富集的螺旋藻从藻体出口6流出并收集，而除去了螺旋藻的清液从塔体10下部的料液出口15流出，料液在电絮凝和气浮两种作用下完成藻水分离，其中，料液进口17和料液出口15的流速比为1:0.98，直流电源19的外加电压30伏特，电流2安培，送气装置14的每次供气时长0.5分钟，间隔20秒，气压1MPa，螺旋藻的藻体回收率为97.9%。

实施例6：昆明滇池蓝藻水体的藻水电絮凝分离与气浮收集

本实施例采用的装置与实施例4相同，区别在于，送气装置14由交流电源供电，以脉冲方式向气体分布器12供气。

实验过程如下：含有蓝藻的滇池水从料液进口17进入，固定连接在主轴1上的转盘电极板8在外部动力带动下，相对于固定连接在侧连杆5上的环状电极板9做旋转运动；通电后，水中的蓝藻在电场作用下产生絮凝团聚沉降；送气装置14经塔体10下部气体分布器12送气，产生气泡；上升气泡表面吸附絮凝的蓝藻后携带蓝藻向塔体10上方运动；团聚的蓝藻由气泡带至塔体10上部的液体表面；塔体10上部液面高度在藻体出口6以下、料液进口17以上，液面上富集的蓝藻从藻体出口6流出并收集，而除去了蓝藻的清液从塔体10下部的料液出口15流出，料液在电絮凝和气浮两种作用下完成藻水分离，其中，料液进口17和料液出口15的流速比为1:0.80，直流电源19的外加电压5伏特，电流0.8安培，送气装置14的每次供气时长10分钟，间隔100秒，气压7MPa，蓝藻的藻体回收率为99.1%。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (40)

1.一种气助藻水分离收集的电絮凝装置，包括：塔体（10）、主轴（1）、侧连杆（5）、转盘电极板（8）、环状电极板（9）、气体分布器（12）和送气装置（14），所述主轴（1）位于塔体（10）内，主轴（1）上固定有至少1个同极转盘电极板（8），侧连杆（5）紧邻塔体（10）内壁，侧连杆（5）上固定有至少1个同极环状电极板（9），所述转盘电极板（8）与环状电极板（9）交错分布，主轴（1）和转盘电极板（8）可在外部动力的带动下转动；所述的主轴（1）与侧连杆（5）为导电材质，分别与塔体（10）外直流电源（19）的两极相连接；气体分布器（12）位于塔体（10）下部，与主轴（1）底部连接，气体分布器（12）与位于塔体（10）外的送气装置（14）连接。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述直流电源（19）的电压为4～30伏特。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述直流电源（19）的电压为5～27伏特。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述直流电源（19）的电压为6～24伏特。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述直流电源（19）的电流为0.6～2安培。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述直流电源（19）的电流为0.8～1.8安培。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述直流电源（19）的电流为1～1.5安培。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主轴（1）为导电金属材质。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述侧连杆（5）为导电金属材质；

所述塔体（10）上部设有料液进口（17）和藻体出口（6），且料液进口（17）位于转盘电极板（8）和环状电极板（9）的上方，藻体出口（6）位于料液进口（17）上方。

10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述塔体（10）下部设有料液出口（15），所述料液出口（15）位于气体分布器（12）下方。

11.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述塔体（10）底部设有放料口（16）。

12.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述塔体（10）为绝缘材料。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述塔体（10）为玻璃或塑料。

14.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述塔体（10）上部或/和下部设有扩大段；藻体出口（6）位于上部扩大段（3）的侧面，料液进口（17）位于上部扩大段（3）下方，且在转盘电极板（8）和环状电极板（9）的上方；料液出口（15）位于气体分布器（12）下方，且在下部扩大段（4）的上方。

15.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述气体分布器（12）由气体分布头和防护罩（11）连接组成，防护罩（11）位于气体分布头上方，防护罩（11）与主轴（1）底部连接，气体分布头与位于塔体（10）外的送气装置（14）连接。

16.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述气体分布头为陶瓷基多孔材料。

17.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述送气装置（14）为脉冲送气装置。

18.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述送气装置（14）的供气间隔为100秒以下。

19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述送气装置（14）的供气间隔为20～80秒。

20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述送气装置（14）的供气间隔为30～60秒。

21.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述送气装置（14）每次的供气时长为0.5～10分钟。

22.如权利要求21所述的装置，其特征在于，所述送气装置（14）每次的供气时长为0.8～8分钟。

23.如权利要求22所述的装置，其特征在于，所述送气装置（14）每次的供气时长为1～5分钟。

24.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述送气装置（14）的气压为0.6～7MPa。

25.如权利要求24所述的装置，其特征在于，所述送气装置（14）的气压为0.8～6MPa。

26.如权利要求25所述的装置，其特征在于，所述送气装置（14）的气压为1～4MPa。

27.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述转盘电极板（8）为导电金属或石墨。

28.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述环状电极板（9）为导电金属或石墨。

29.如权利要求1或2项所述的装置，其特征在于，所述包括：塔体（10）、主轴（1）、侧连杆（5）、转盘电极板（8）、环状电极板（9）、气体分布器（12）和送气装置（14），所述塔体（10）为封闭型圆柱形结构，上部和下部均设有扩大段，上部扩大段（3）的侧面设有藻体出口（6），上部扩大段（3）与电极板之间设有料液进口（17），气体分布器（12）与下部扩大段（4）之间设有料液出口（15），下部扩大段（4）底部设有放料口（16）；所述主轴（1）位于塔体（10）内，主轴（1）上固定有至少1个同极转盘电极板（8），侧连杆（5）紧邻塔体（10）内壁，侧连杆（5）上固定有至少1个同极环状电极板（9），所述转盘电极板（8）与环状电极板（9）交错分布，主轴（1）和转盘电极板（8）可在外部动力的带动下转动；所述的主轴（1）与侧连杆（5）为导电材质，分别与塔体（10）外直流电源的两极相连接；气体分布器（12）位于塔体（10）下部，由气体分布头和防护罩（11）组成，防护罩（11）位于气体分布头上方，防护罩（11）与主轴（1）底部连接，气体分布头与位于塔体（10）外的送气装置（14）连接。

30.一种气助藻水分离收集的方法，包括：含有微藻的料液从料液进口（17）进入，固定连接在主轴（1）上的转盘电极板（8）在外部动力带动下，相对于固定连接在侧连杆（5）上的环状电极板（9）做旋转运动，所述的主轴（1）与侧连杆（5）为导电材质，分别与塔体（10）外直流电源的两极相连接；通电后，料液中的微藻在电场作用下产生絮凝团聚沉降；送气装置（14）经塔体（10）下部气体分布器（12）送气，产生气泡；上升气泡表面吸附絮凝的微藻后携带微藻向塔体（10）上方运动；团聚的微藻由气泡带至塔体（10）上部的液体表面；塔体（10）上部液面高度在藻体出口（6）以下、料液进口（17）以上，液面上富集的微藻从藻体出口（6）流出并收集，而除去了微藻的清液从塔体（10）下部的料液出口（15）流出，料液在电絮凝和气浮两种作用下完成藻水分离。

31.如权利要求30所述的方法，其特征在于，所述送气装置（14）为脉冲式间歇送气。

32.如权利要求31所述的方法，其特征在于，所述脉冲式间歇送气的供气间隔为100秒以下。

33.如权利要求32所述的方法，其特征在于，所述脉冲式间歇送气的供气间隔为20～80秒。

34.如权利要求33所述的方法，其特征在于，所述脉冲式间歇送气的供气间隔为30～60秒。

35.如权利要求31所述的方法，其特征在于，所述脉冲式间歇送气每次的供气时长为0.5～10分钟。

36.如权利要求35所述的方法，其特征在于，所述脉冲式间歇送气每次的供气时长为0.8～8分钟。

37.如权利要求36所述的方法，其特征在于，所述脉冲式间歇送气每次的供气时长为1～5分钟。

38.如权利要求30或31所述的方法，其特征在于，料液进口（17）和料液出口（15）的流速比为1:0.75～1:0.98。

39.如权利要求38所述的方法，其特征在于，料液进口（17）和料液出口（15）的流速比为1:0.80～1:0.96。

40.如权利要求39所述的方法，其特征在于，料液进口（17）和料液出口（15）的流速比为1:0.85～1:0.95。