CN105664567A - 一种船用转鼓微滤除藻的方法及装置 - Google Patents

一种船用转鼓微滤除藻的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种船用转鼓微滤除藻的方法及装置，步骤是：A、汲藻：转鼓微滤除藻机装配在趸船上；B、滤水：转鼓上覆盖滤网，藻水中的水经重力和离心力过滤；C、截藻：藻水中的藻被滤网截留；D、冲藻：藻类被冲离滤网，反冲洗水来自滤后清水；E、集藻：被冲离的藻被筒内设置的集藻槽收集，经排藻管排出。进水口安装在箱体前端进水区的下侧，清水出口安装在箱体后端，隔水板分隔进水与过滤水，反冲洗水泵将过滤水泵入反冲洗管，反冲洗管上设置反冲洗喷嘴，检修窗安装在箱体上部两边；变频器和空开安装在电控箱内，变频器、空开和触摸屏由电线连接。除藻效果好，适合湖泊各种浓度蓝藻的收集与去除。可规模化对水体中藻类进行快速高效采收。

Description

一种船用转鼓微滤除藻的方法及装置
技术领域
本发明属于水体藻类过滤、环保技术领域。更具体涉及一种船用转鼓微滤除藻的方法，同时还涉及一种船用转鼓微滤除藻的装置，适用于湖泊、水库等水体中蓝藻的收集与去除。
背景技术
湖泊蓝藻水华的控制有多种方法，包括物理、化学和生物方法。化学法杀藻见效快但持续时间短，且容易造成二次污染和破坏水生态环境，在自然水体中一般慎用。生物法包括生物操纵及溶藻菌、溶藻病毒控藻，在大型湖泊水体中运用时起效慢、成功率不高。物理法是一类不带入污染物、无生物入侵风险的方法，包括机械采收、曝气混合、超声波、遮光等，其中机械采收方法是目前能直接清除湖面蓝藻水华，且无负面影响的方法。在蓝藻暴发的情况下，对蓝藻进行直接采收是减少污染、保护水源最为直接、安全、有效的应急治理手段，该方法既能够从湖体去除大量的藻类，同时也从水体移除了大量的营养盐，对水体生态系统没有任何负面影响。
目前机械采收方法主要采用常规的振动过滤、斜筛过滤、真空吸滤、带筛机过滤等方法对藻水进行初级分离，其单位时间内过滤的藻水量取决于滤网的过滤面积。由于过滤面积受到船载平台甲板面积的严格限制，以上方法的单机过滤水量小(每小时处理藻水几十立方米)，设备处理能耗高，远远不能满足蓝藻水华暴发时进行快速采收的需求。专利鳃式过滤器(CN200910031268.0)采用斜筛过滤密集排列方式，通过增加滤网面积提高过滤水量，但设备占地面积仍偏大。在上述各方法中，滤网的堵塞经常发生，严重影响过滤效率，为解决堵塞问题，常需要停机进行反冲洗。而采用添加絮凝剂的方法(如专利CN200810024721.0、CN201410382658.3等)，除费用太大外，产生的藻泥也不利于后续的资源化利用。因此长期以来，能耗高、处理量小、藻浆难处理的问题成为制约湖泊蓝藻水华机械采收的重要因素。
发明内容：
本发明的目的是在于提供了一种船用转鼓微滤除藻的方法，方法易行，不添加絮凝剂，滤网不堵塞，除藻效果好，实用性广，能适合湖泊、水库等水体中各种浓度蓝藻的收集与去除。
本发明的另一个目的是在于提供了一种船用转鼓微滤除藻的装置，该装置采用2个或3个覆盖有孔径20～50μm滤网的转筒快速过滤藻类，总装高度低，占地小，过滤水量大，处理藻水能力达1000～4200m3/h。装置操作简便，能连续反冲、过滤、出渣，可规模化对水体中藻类进行快速高效采收。
为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施：
一种船用转鼓微滤除藻的方法，其步骤是：
A、汲藻：转鼓微滤除藻机装配在趸船平台上，水泵汲取藻水从除藻机进水口进入转鼓；
B、滤水：转鼓上覆盖滤网，转鼓旋转时，藻水中的水在重力和离心力作用下经滤网过滤，得到滤后清水，经排水出口排出；
C、截藻：藻水中的藻被滤网截留，附着在滤网上，随转鼓旋转离开水体；
D、冲藻：滤网截留的藻随转鼓旋转至顶端时，被筒外设置的反冲洗装置不断由外向内冲洗，藻类被强制冲离滤网，滤网被冲洗干净重新获得最大过滤能力；反冲洗水来自滤后清水，由高压水泵输送至反冲洗装置；
E、集藻：被冲离的藻被筒内设置的集藻槽收集，形成稀藻浆，经排藻管排出转鼓内腔。
一种船用转鼓微滤除藻的装置，它由进水口、清水出口、转鼓驱动电机、反冲洗水泵、藻浆出口、检修窗、转鼓、滤网、排藻管、集藻槽、反冲洗管、反冲洗喷嘴、旋转密封骨架、隔水板、箱体、进水区、滤水区、轮辐式结构空心轴、电控箱、变频器、空开、触摸屏组成(图1-图4)。其连接关系是：进水口安装在箱体前端进水区的下侧，清水出口安装在箱体后端滤水区的下侧，进水区与滤水区由隔水板分隔，隔水板与箱体底部及箱侧密封连接，隔水板与旋转密封骨架紧密贴合(相接)，旋转密封骨架承托转鼓；转鼓安装在箱体内，与安装在箱体外的转鼓驱动电机连接，转鼓上覆盖滤网；集藻槽安装在转鼓内正上方，排藻管一端连接集藻槽并从轮辐式结构空心轴穿过，另一端连接藻浆出口，藻浆出口在箱体前侧中部；反冲洗水泵将过滤水泵入反冲洗管，反冲洗管安装在转鼓外顶上方，反冲洗管上设置反冲洗喷嘴，喷嘴方向朝下；检修窗安装在箱体上部两边；变频器和空开安装在电控箱内，触摸屏安装在电控箱外侧，变频器、空开和触摸屏由电线连接。其作用是：
箱体为不锈钢长方形结构，分隔为进水区和滤水区，二区采用隔断进水与滤后水的旋转密封骨架和隔水板隔开(见专利ZL201420261616.X)。进水区一端设置直径不小于400mm的进水口，水泵汲取的藻水通过进水口进入进水区，再流入滤水区内置的2～3个转鼓中。转鼓为钢制圆筒，每个长为1800～4000mm、直径600～1500mm，其强度可满足过滤水最大设计充满度0.60(即水深/转鼓直径)的要求；转鼓由转鼓电机驱动，转速3～8转/分钟。滤网为孔径20～50μm、可拆卸的特制不锈钢滤网，密封固定在转鼓上，可承受较大水压不变形，处理藻水能力达1000～4200m3/h。过滤的清水落入滤水区，经排水出口排入作业水体，出水口直径不小于450mm。
反冲洗管、反冲洗喷嘴和高压水泵组成反冲洗装置，反冲洗管与转鼓等长，高压水泵将过滤的清水泵入反冲洗管，经喷嘴喷出，连续对滤网上截留的藻进行由外向内冲洗，反冲洗水压力必须达到冲洗干净滤网的水压。集藻槽为上宽下窄的梯形状水槽，长度略小于转鼓长度，集藻槽收集反冲洗管冲洗下来的藻，形成稀藻浆，进入排藻管，排藻管穿过轮辐式结构空心轴，将稀藻浆从藻浆出料口排出。
为方便检修和滤网更换，箱体上部两边开有多扇检修窗。为操作简便，满足自控及连续工况需求，安装配置由电控箱、变频器、空开、触摸屏组成的自动电控系统(PLC控制)。空开为电路控制开关，变频器和触摸屏可对汲水泵、反冲洗水泵、转鼓驱动电机进行参数修改与优化。整套装置可连续进水、连续过滤、藻渣连续排出，全过程不添加任何絮凝剂。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)不添加任何絮凝剂，单机流量大、能耗低、体积小、重心低。
(2)藻水分离效率高，设备可连续进水、连续分离、藻渣连续排出。
(3)适合高、低浓度藻水的分离。如在蓝藻浓度低时就开始治理，可大大降低湖泊蓝藻暴发的机会。
(4)系统自动化程度高，滤网筛面自动清洗，可日夜连续作业。
本发明已应用于云南滇池的蓝藻采收，采用双转鼓结构，可适应各种浓度藻水的处理，处理藻水能力达到1000m3/h以上，装置可全天24小时连续运行，吨水消耗功率小于0.02KW。装置的占地面积小于9m2。
附图说明
图1为一种船用转鼓微滤除藻装置的平面俯视布置图。
图2为图1中的双转筒微滤除藻机结构示意图。
图3为图1中的三转筒微滤除藻机结构示意图。
图4A为一种微滤除藻机的内部结构剖面示意图。
图4B为一种微滤除藻机的外侧面结构示意图。
图5为一种微滤除藻机的电控示意图。
其中：1.进水口，2.清水出口，3.转鼓驱动电机(GK57)，4.反冲洗水泵(CDQ4-12)，5.藻浆出口，6.检修窗，7.转鼓，8.滤网，9.排藻管，10.集藻槽，11.反冲洗管，12.反冲洗喷嘴，13.旋转密封骨架，14.隔水板，15.箱体，16.进水区，17.滤水区，18.轮辐式结构空心轴，19.电控箱，20.变频器，21.空开，22.触摸屏
具体实施方式
实施例1：
一种船用转鼓微滤除藻的方法，其步骤是：
A、汲藻：转鼓微滤除藻机装配在趸船平台上，水泵从湖泊富藻水区域汲取藻水，通过连接除藻机进水口的管道，将藻水输送进入转鼓；
B、滤水：转鼓上覆盖滤网，转鼓旋转时，藻水中的水在重力和离心力作用下经滤网过滤，从鼓侧筛孔流出，得到滤后清水，经排水出口排出；
C、截藻：藻水中的藻被滤网截留，附着在滤网上，随转鼓旋转离开水体；
D、冲藻：滤网截留的藻随转鼓旋转至顶端时，被筒外设置的反冲洗装置喷出的水不断由外向内冲洗，藻类被强制冲离滤网，滤网被冲洗干净重新获得最大过滤能力；反冲洗水来自滤后清水，由高压水泵输送至反冲洗装置；
E、集藻：被冲离下来的藻被筒内设置的集藻槽收集，与反冲洗水汇成稀藻浆，经排藻管排出转鼓内腔。
实施例2：
一种船用转鼓微滤除藻的装置，它由进水口1、清水出口2、转鼓驱动电机3、反冲洗水泵4、藻浆出口5、检修窗6、转鼓7、滤网8、排藻管9、集藻槽10、反冲洗管11、反冲洗喷嘴12、旋转密封骨架13、隔水板14、箱体15、进水区16、滤水区17、轮辐式结构空心轴18、电控箱19、变频器20、空开21、触摸屏22组成。其连接关系是：进水口1安装在箱体15前端进水区16的下侧，清水出口2安装在箱体15后端滤水区17的下侧；进水区16与滤水区17由隔水板14分隔，隔水板14与箱体15底部及箱侧密封连接，隔水板14与旋转密封骨架13紧密贴合(相接)，旋转密封骨架13承托转鼓7；转鼓7安装在箱体15内，转鼓驱动电机3安装在箱体15外，与转鼓7连接，转鼓7上覆盖滤网8；集藻槽10安装在转鼓7内正上方，排藻管9一端连接集藻槽10并从轮辐式结构空心轴18穿过，另一端连接藻浆出口5，藻浆出口5设在箱体15前侧中部；反冲洗水泵4将过滤水泵入反冲洗管11，反冲洗管11安装在转鼓7外顶上方，反冲洗管11上设置反冲洗喷嘴12，喷嘴12方向朝下；检修窗6安装在箱体15上部两边；变频器20和空开21安装在电控箱19内，触摸屏22安装在电控箱19外侧，变频器20、空开21和触摸屏22由电线连接。
其作用是：箱体15为不锈钢长方体结构，分隔为进水区16和滤水区17，二区采用隔断进水与滤后水的旋转密封骨架13和隔水板14进行分隔。进水区16一端设置直径450mm的进水口1，水泵汲取的藻水通过进水口1进入进水区16，再流入滤水区17内置的双筒转鼓7中。转鼓7为钢制圆筒，每个长为2400mm、直径1300mm，其强度可满足过滤水最大设计充满度0.60(即水深/转鼓直径)的要求；转鼓7由电机3(GK57)驱动，转速4转/分钟。转鼓7上覆盖滤网8，滤网8为孔径20μm、可拆卸的特制不锈钢滤网，密封固定在转鼓7上，可承受较大水压不变形，处理藻水能力不小于1000m3/h。过滤的清水落入滤水区17，经清水出口2排入作业水体，清水出水口2直径600mm。
反冲洗管11、反冲洗喷嘴12和高压水泵4组成反冲洗装置，反冲洗管11长2400mm，安装在转鼓7外正上方，高压水泵4将过滤的清水泵入反冲洗管11，经喷嘴12喷出，连续对滤网8上截留的藻进行由外向内冲洗，反冲洗水压力必须达到冲洗干净滤网的水压。集藻槽10为上宽下窄的梯形状水槽，长度2300mm，收集反冲洗下来的藻，集藻槽10收集的藻与反冲洗水一起进入藻浆排出管9，排藻管9穿过轮辐式结构空心轴18，将稀藻浆从藻浆出料口5排出。
为方便检修和滤网8更换，箱体15上部两边各开有六扇检修窗6。为操作简便，满足自控及连续工况需求，安装配置由电控箱19、变频器20、空开21、触摸屏22组成的自动电控系统(PLC控制)，所述电子器件均可市购。空开21为电路控制开关，变频器20和触摸屏22可对汲水泵、反冲洗水泵4、转鼓驱动电机3进行参数修改与优化。整套装置可连续进水、连续过滤、藻渣连续排出，全过程不添加任何絮凝剂。
应用本发明，对云南滇池的蓝藻进行采收，处理藻水能力达到1000m3/h以上，装置可全天24小时连续运行，效率高，能耗低，吨水消耗功率小于0.02KW。

Claims (2)

1.一种船用转鼓微滤除藻的方法，其步骤是：
A、汲藻：转鼓微滤除藻机装配在趸船平台上，水泵汲取藻水从除藻机进水口进入转鼓；
B、滤水：转鼓上覆盖滤网，转鼓旋转时，藻水中的水在重力和离心力作用下经滤网过滤，得到滤后清水，经排水口排出；
C、截藻：藻水中的藻被滤网截留，附着在滤网上，随转鼓旋转离开水体；
D、冲藻：滤网截留的藻随转鼓旋转至顶端时，被筒外设置的反冲洗装置不断由外向内冲洗，藻类被冲离滤网，滤网被冲洗干净；反冲洗水来自滤后清水，由高压水泵输送至反冲洗装置；
E、集藻：被冲离的藻被筒内设置的集藻槽收集，形成稀藻浆，经排藻管排出转鼓内腔。
2.权利要求1所述的一种船用转鼓微滤除藻的装置，它由进水口（1）、清水出口（2）、转鼓驱动电机（3）、反冲洗水泵（4）、藻浆出口（5）、检修窗（6）、转鼓（7）、滤网（8）、排藻管（9）、集藻槽（10）、反冲洗管（11）、反冲洗喷嘴（12）、旋转密封骨架（13）、隔水板（14）、箱体（15）、进水区（16）、滤水区（17）、轮辐式结构空心轴（18）、电控箱（19）、变频器（20）、空开（21）、触摸屏（22）组成，其特征在于：进水口（1）安装在箱体（15）前端进水区（16）的下侧，清水出口（2）安装在箱体（15）后端滤水区（17）的下侧；进水区（16）与滤水区（17）由隔水板（14）分隔，隔水板（14）与箱体（15）底部及箱侧密封连接，隔水板（14）与旋转密封骨架（13）贴合，旋转密封骨架（13）承托转鼓（7），转鼓（7）安装在箱体（15）内，箱体（15）外固定安装转鼓驱动电机（3），转鼓驱动电机（3）与转鼓（7）相连，转鼓（7）上覆盖滤网（8），集藻槽（10）安装在转鼓（7）内正上方，排藻管（9）一端连接集藻槽（10）并从轮辐式结构空心轴（18）穿过，另一端连接藻浆出口（5），藻浆出口（5）在箱体（15）前侧中部，反冲洗水泵（4）安装在箱体（15）外，将过滤水泵入反冲洗管（11），反冲洗管（11）安装在转鼓（7）外顶上方，反冲洗管（11）上设置反冲洗喷嘴（12），检修窗（6）安装在箱体（15）上部两边；变频器（20）和空开（21）安装在电控箱（19）内，触摸屏（22）安装在电控箱（19）外侧，变频器（20）、空开（21）和触摸屏（22）由电线连接。
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