CN107098515A - 水华蓝藻吸附杀灭浓缩一体化装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水华蓝藻吸附杀灭浓缩一体化装置及方法，所述装置包括水面移动平台及设于水面移动平台的吸附藻装置、杀灭藻装置、浓缩藻装置。所述吸附藻装置包括滚筒、设于滚筒表面的海绵、驱动滚筒转动的驱动机构、设于滚筒附近且可挤压海绵的滚轴、设于滚轴下方的集藻盒。所述杀灭藻装置包括储藻罐、设于储藻罐的微电流电解装置、设于储藻罐底部的滤网、排水口，集藻盒与储藻罐之间通过水泵和吸藻管连通，储藻罐与浓缩藻装置通过水泵和吸藻管连通。本发明集水华蓝藻吸附、杀灭、浓缩为一体，总装占地小，能耗低，处理藻水能力高，可连续运行，可规模化对水体中藻类进行高效采收，且不会对水体造成其他污染。

Description

水华蓝藻吸附杀灭浓缩一体化装置及方法

技术领域

本发明涉及水华蓝藻治理技术领域，具体是一种水华蓝藻吸附杀灭浓缩一体化装置及方法。

背景技术

随着社会工业化进程的加快，湖泊、水库等水体的富营养化问题日趋严重，其极端表现就是水华的爆发。据统计，目前我国已达富营养化的湖泊及沿海城市近岸海域已超过70％，其面积、强度以及藻毒素的含量均在大幅度增长，给居民生活和工农业生产造成重大危害。因此，积极开展富营养化水体防治工作，探索水华蓝藻治理的有效措施，对于保障饮用水源安全，维持水体生态平衡具有重要意义。

对水华蓝藻的控制主要有物理、化学和生物方法。化学方法常用硫酸铜、碳酸氢铵、复合季铵盐等化学药剂杀藻，见效快但持续时间短，且容易造成二次污染，并破坏水生态环境。生物方法包括采用溶藻细菌、溶藻病毒控藻以及生物操纵等，在大型湖泊中运用时起效慢，主要用于蓝藻水华的预防。物理方法是一类直接、安全、有效的应急方法，包括机械采收、曝气混合、超声波等，其中机械采收方法是直接清除水华蓝藻，且无负面影响。在水华蓝藻暴发的情况下，对藻类进行直接采收是最为有效的应急治理手段，该方法既能够从水体去除大量的藻类，同时也移除了大量的营养盐，对水体生态系统不会造成负面影响。

目前机械采收主要采用振动过滤、斜筛过滤、转鼓过滤、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，而过滤面积受到船载平台面积的严格限制，并且滤网容易堵塞，因此该处理方法不能满足蓝藻水华暴发时需要高效采收的需求。专利(CN 103771605A，CN 105664567A)公布了一种船载式微过滤除藻系统及方法，其通过水泵抽取大量藻水，藻水中含水量高，藻水收集和浓缩能耗高，并且采用转鼓系统进行过滤，容易堵塞滤网。专利(CN 201768491U)公布了一种采用微滤膜组件的浓缩藻系统，但是膜组件处理效率低，藻浆难以回收。专利(CN 103613166A)公布了一种双辊筒水面吸油装置，集油口设置在两辊筒上面中间的空隙中，需要辊筒的直径足够大，而导致辊筒与水面的接触面积较小，处理效率不高，另外需要一个辊筒通过摩擦带动另外一个辊筒转动，能耗较高。因此长期以来，能耗高、处理效率低、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

本发明其中一个目的在于提供一种水华蓝藻吸附杀灭浓缩一体化装置，其集水华蓝藻吸附、杀灭、浓缩为一体，该装置总装占地小，能耗低，处理藻水能力高，不添加絮凝剂、杀藻剂等化学药剂，不会对水体造成其他污染，整个装置操作简便，能连续运行，可规模化对水体中的藻类进行高效采收。

本发明的另一个目的是在于提供一种水华蓝藻吸附、杀灭、浓缩一体化的方法，该方法能耗低，快速高效，绿色安全，适用性广，吸附藻和浓缩藻的方法能效高，且不易堵塞装置，微电流电解的方法能有效杀灭藻种。该方法适合湖泊、水库等水体中各种浓度藻类的收集与去除。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术措施：

一种水华蓝藻吸附杀灭浓缩一体化装置，包括水面移动平台及设于水面移动平台的吸附藻装置、杀灭藻装置、浓缩藻装置，所述吸附藻装置包括滚筒、设于滚筒表面的海绵、驱动滚筒转动的驱动机构、设于滚筒附近且可挤压海绵的滚轴、设于滚轴下方的集藻盒，所述杀灭藻装置包括储藻罐、设于储藻罐的微电流电解装置、设于储藻罐底部的滤网、排水口，集藻盒与储藻罐之间通过水泵和吸藻管连通，储藻罐与浓缩藻装置通过水泵和吸藻管连通，所述吸附藻装置用于将滚筒伸入待处理水域吸附表层藻水，通过滚轴挤压将吸附藻水收集于集藻盒，所述杀灭藻装置用于将集藻盒收集的藻水进行微电流电解，杀灭藻种，经过滤网初级浓缩后得到藻浆，所述浓缩藻装置用于将藻浆挤压成藻饼后排出。

进一步的，所述浓缩藻装置包括带式压滤机，所述带式压滤机包括带式压滤机进料口、带式压滤机出料口、压榨辊、卷绕设于压榨辊的上滤带、下滤带，初级浓缩和电解杀灭后的藻浆从带式压滤机进料口进入带式压滤机，被输送到上滤带，在重力作用下自由水被分离，形成不流动状态的藻浆，然后藻浆被夹持在上滤带和下滤带之间，经挤压力、剪切力作用，逐步挤压成藻饼，藻饼从带式压滤机出料口排出。

进一步的，所述带式压滤机通过带式压滤机机架固定于水面移动平台。

进一步的，所述驱动机构包括变频电机、减速机、主动轮、从动轮、传动带，变频电机通过减速机与主动轮连接，滚筒通过轴承与从动轮连接，轴承与滚筒的转轴连接，主动轮与从动轮通过传动带连接。

进一步的，滚筒设于滚筒支架上，滚轴固定于滚筒支架。

进一步的，所述吸附藻装置通过支架固定于水面移动平台，支架上设有升降装置，通过升降装置可调节吸附藻装置的升降，进而调整滚筒的淹没水深。

进一步的，所述微电流电解装置包括蓄电池、导线、阳极、阴极，蓄电池通过导线与阳极、阴极连接。

进一步的，所述水面移动平台为船。

一种水华蓝藻吸附、杀灭、浓缩一体化的方法，其特征在于使用上述装置进行，所述方法包括如下步骤：

A、吸附藻：滚筒上覆盖海绵，通过驱动机构带动滚筒转动，吸附水体表层藻水，通过滚轴挤压海绵将海绵吸附的藻水排出至在滚轴下方的集藻盒，以收集吸附的藻水；

B、杀灭藻：集藻盒收集的藻水送入储藻罐，通过储藻罐中设置的微电流电解装置进行微电流电解杀灭藻种，后经过储藻罐底部的滤网初级浓缩后得到藻浆；

C、浓缩藻：集藻盒里的藻浆送入浓缩藻装置，经重力脱水和压榨脱水作用，得到藻饼。

进一步的，所述浓缩藻装置包括带式压滤机，所述带式压滤机包括带式压滤机进料口、带式压滤机出料口、压榨辊、卷绕设于压榨辊的上滤带、下滤带，初级浓缩和电解杀灭后的藻浆从带式压滤机进料口进入带式压滤机，被输送到上滤带，在重力作用下自由水被分离，形成不流动状态的藻浆，然后藻浆被夹持在上滤带和下滤带之间，经挤压力、剪切力作用，逐步挤压成藻饼，藻饼从带式压滤机出料口排出。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)能耗低。传统方法大都采用水泵抽取藻水，抽取的藻水中含水量高，而本发明采用滚筒上覆盖海绵吸附藻水的方法，海绵只与表层藻水接触，吸附的藻水中含水量大大降低，从而，大大降低藻水收集和分离的能耗。

(2)选择性吸收。由于海绵孔径较小(5～100ppi)，因此，海绵主要吸附水面上的藻类等微小物质，有效避免了水面上的大型漂浮物堵塞仪器设备。

(3)藻水分离效率高。藻水首先经储藻罐底部的滤网初级浓缩成藻浆，再经带式压滤机进行重力脱水和压榨脱水作用，藻水分离的效率高，并且直接得到藻饼。

(4)环保安全。采用微电流电解装置杀灭藻种的方法环保安全，避免了使用絮凝剂、杀藻剂等化学药剂造成的二次污染。

(5)适用性广。设备可连续吸附藻、杀灭藻和浓缩藻，适合高、低浓度藻类的收集和去除，尤其适用于水华蓝藻大规模暴发时的应急采收。如果在蓝藻浓度低时就开始治理，可大大降低水华蓝藻暴发的机会。

附图说明

图1为本发明水华蓝藻吸附杀灭浓缩一体化装置其中一个实施例的结构示意图；

图2为图1的部分右视结构示意图；

图3为本发明中吸藻滚筒吸附藻装置的结构示意图；

图4为本发明中杀灭藻装置的结构示意图；

图5为本发明中浓缩藻装置的结构示意图。

图中：1—滚筒，2—海绵，3—集藻盒，4—滚轴，5—滚筒支架，6—吸藻管，7—变频电机，8—减速机，9—支架，10—传动带，11—升降装置，12—第一水泵，13—储藻罐，14—蓄电池，15导线，16—阳极，17—阴极，18—滤网，19—排水口，20—水面移动平台，21—第二水泵，22—压榨辊，23—带式压滤机进料口，24—上滤带，25—下滤带，26—带式压滤机出料口，27—带式压滤机机架，28—主动轮，29—从动轮，30—轴承。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明水华蓝藻吸附杀灭浓缩一体化装置其中一个实施例的结构如图1所示，主要包括水面移动平台20及设于水面移动平台20的吸附藻装置、杀灭藻装置、浓缩藻装置三部分，吸附藻装置处理得到的藻水经过水泵和吸藻管输入杀灭藻装置，经过杀灭藻装置处理得到的藻浆经过水泵和吸藻管输入浓缩藻装置。

请结合参考图2及图3，所述吸附藻装置包括滚筒1、设于滚筒1表面的海绵2、驱动滚筒1转动的驱动机构、设于滚筒1附近且可挤压海绵2的滚轴4、设于滚轴4下方的集藻盒3。其中所述驱动机构包括变频电机7、减速机8、主动轮28、从动轮29、传动带10，变频电机7通过减速机8与主动轮28连接。滚筒1设于滚筒支架5上，滚轴4固定于滚筒支架5，且与滚筒1相切，滚轴4的数量可根据实际需要设置。

滚筒1通过轴承30与从动轮29连接，轴承30与滚筒1的转轴连接，主动轮28与从动轮29通过传动带10连接。工作时，通过变频电机7-减速机8-主动轮28-从动轮29-轴承30带动滚筒1转动。在滚轴4下方固定集藻盒3，所述集藻盒3与滚筒1靠近的侧壁形状与滚筒1的曲面相对应，集藻盒3底面为凹形。

所述吸附藻装置可通过支架9固定于水面移动平台20，支架9上设有升降装置11，可通过升降装置11调节吸附藻装置的升降，进而调整滚筒1的淹没水深。所述吸附藻装置用于将滚筒1伸入待处理水域吸附表层藻水，通过滚轴4挤压将吸附藻水收集于集藻盒3。

请结合参考图4，所述杀灭藻装置包括储藻罐13及设于储藻罐13的微电流电解装置，所述微电流电解装置包括蓄电池14、导线15、阳极16、阴极17，蓄电池14通过导线15与阳极16、阴极17连接，储藻罐13底部设有滤网18、排水口19。吸藻管6的一端伸到集藻盒3的内底面处(如图1所示)，另一端伸出经第一水泵12后进入储藻罐13。所述杀灭藻装置用于将集藻盒3收集的藻水进行微电流电解，杀灭藻种，经过滤网18初级浓缩后得到藻浆。

请结合参考图5，所述浓缩藻装置包括带式压滤机机架27及设于带式压滤机机架27的带式压滤机，带式压滤机机架27固定于水面移动平台20。所述带式压滤机包括带式压滤机进料口23、带式压滤机出料口26、压榨辊22、卷绕设于压榨辊22的上滤带24、下滤带25。吸藻管6的一端伸到储藻罐13的上层(如图1所示)，另一端伸出与第二水泵21的入口连通，第二水泵21与带式压滤机的带式压滤机进料口23连通。

初级浓缩和电解杀灭后的藻浆从带式压滤机进料口23进入带式压滤机，被输送到上滤带24，在重力作用下自由水被分离，形成不流动状态的藻浆，然后藻浆被夹持在上滤带24和下滤带25之间，经挤压力、剪切力作用，逐步挤压成藻饼，藻饼从带式压滤机出料口26排出。

本发明的实施方式如下：

将水面移动平台20驶入除藻水域，固定好机架9，安装好吸附藻装置、杀灭藻装置和浓缩藻装置。通过机架9上的升降装置11调节好滚筒1淹没水深后，启动变频电机7。通过变频电机7-减速机8-主动轮28-从动轮29-轴承30带动滚筒1转动，吸附水体表层藻水。通过变频电机7调节滚筒1的转速，使滚筒1的线速度大于等于船速。通过滚筒1与滚轴4的物理挤压使得海绵2上吸附的藻水挤出，被挤出的藻水流入集藻盒3中。随着滚筒1的继续转动，滚筒1上挤过藻水的地方又会转到水面上继续吸藻，吸过藻后再被挤出流到集藻盒3中，集藻盒3中的藻水经第一水泵12吸到储藻罐13中，储藻罐13中安装的微电流电解装置杀灭藻种，储藻罐13的底部设置滤网18和排水口19，进行藻水的初级浓缩。经储藻罐13初级浓缩和微电流电解后的藻浆经第二水泵21进入带式压滤机，经带式压滤机进料口23被输送到重力脱水作用的上滤带24上，在重力作用下自由水被分离，形成不流动状态的藻浆。然后在压榨辊22的带动下，藻浆随上滤带24进入压榨脱水区，藻浆被夹持在上滤带24和下滤带25之间，在挤压力、剪切力作用下，逐步挤压成藻饼，以达到最大程度的藻、水分离，藻饼从带式压滤机出料口26排出。以此循环，最后将水面的藻完全清除。

本发明还提供一种水华蓝藻吸附、杀灭、浓缩一体化的方法，其采用上述装置进行，所述方法包括如下步骤：

A、吸附藻：滚筒上1覆盖海绵，通过驱动机构带动滚筒1转动，吸附水体表层藻水，通过滚轴4挤压海绵2将海绵2吸附的藻水排出至在滚轴4下方的集藻盒3，以收集吸附的藻水；

B、杀灭藻：集藻盒3收集的藻水送入储藻罐13，通过储藻罐13中设置的微电流电解装置进行微电流电解杀灭藻种，后经过储藻罐13底部的滤网18初级浓缩后得到藻浆；

C、浓缩藻：集藻盒3里的藻浆送入带式压滤机，经重力脱水和压榨脱水作用，得到藻饼。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水华蓝藻吸附杀灭浓缩一体化装置，其特征在于：包括水面移动平台(20)及设于水面移动平台(20)的吸附藻装置、杀灭藻装置、浓缩藻装置，所述吸附藻装置包括滚筒(1)、设于滚筒(1)表面的海绵(2)、驱动滚筒(1)转动的驱动机构、设于滚筒(1)附近且可挤压海绵(2)的滚轴(4)、设于滚轴(4)下方的集藻盒(3)，所述杀灭藻装置包括储藻罐(13)、设于储藻罐(13)的微电流电解装置、设于储藻罐(13)底部的滤网(18)、排水口(19)，集藻盒(3)与储藻罐(13)之间通过水泵和吸藻管连通，储藻罐(13)与浓缩藻装置通过水泵和吸藻管连通，所述吸附藻装置用于将滚筒(1)伸入待处理水域吸附表层藻水，通过滚轴(4)挤压将吸附藻水收集于集藻盒(3)，所述杀灭藻装置用于将集藻盒(3)收集的藻水进行微电流电解，杀灭藻种，经过滤网(18)初级浓缩后得到藻浆，所述浓缩藻装置用于将藻浆挤压成藻饼后排出。

2.如权利要求1所述的水华蓝藻吸附杀灭浓缩一体化装置，其特征在于：所述浓缩藻装置包括带式压滤机，所述带式压滤机包括带式压滤机进料口(23)、带式压滤机出料口(26)、压榨辊(22)、卷绕设于压榨辊(22)的上滤带(24)、下滤带(25)，初级浓缩和电解杀灭后的藻浆从带式压滤机进料口(23)进入带式压滤机，被输送到上滤带(24)，在重力作用下自由水被分离，形成不流动状态的藻浆，然后藻浆被夹持在上滤带(24)和下滤带(25)之间，经挤压力、剪切力作用，逐步挤压成藻饼，藻饼从带式压滤机出料口(26)排出。

3.如权利要求2所述的水华蓝藻吸附杀灭浓缩一体化装置，其特征在于：所述带式压滤机通过带式压滤机机架(27)固定于水面移动平台(20)。

4.如权利要求1所述的水华蓝藻吸附杀灭浓缩一体化装置，其特征在于：所述驱动机构包括变频电机(7)、减速机(8)、主动轮(28)、从动轮(29)、传动带(10)，变频电机(7)通过减速机(8)与主动轮(28)连接，滚筒(1)通过轴承(30)与从动轮(29)连接，轴承(30)与滚筒(1)的转轴连接，主动轮(28)与从动轮(29)通过传动带(10)连接。

5.如权利要求4所述的水华蓝藻吸附杀灭浓缩一体化装置，其特征在于：滚筒(1)设于滚筒支架(5)上，滚轴(4)固定于滚筒支架(5)。

6.如权利要求1所述的水华蓝藻吸附杀灭浓缩一体化装置，其特征在于：所述吸附藻装置通过支架(9)固定于水面移动平台(20)，支架(8)上设有升降装置(11)，通过升降装置(11)可调节吸附藻装置的升降，进而调整滚筒(1)的淹没水深。

7.如权利要求1所述的水华蓝藻吸附杀灭浓缩一体化装置，其特征在于：所述微电流电解装置包括蓄电池(14)、导线(15)、阳极(16)、阴极(17)，蓄电池(14)通过导线(15)与阳极(16)、阴极(17)连接。

8.如权利要求1所述的水华蓝藻吸附杀灭浓缩一体化装置，其特征在于：所述水面移动平台(20)为船。

9.一种水华蓝藻吸附、杀灭、浓缩一体化的方法，其特征在于使用权利要求1-8中任一项所述装置进行，所述方法包括如下步骤：

A、吸附藻：滚筒上(1)覆盖海绵，通过驱动机构带动滚筒(1)转动，吸附水体表层藻水，通过滚轴(4)挤压海绵(2)将海绵(2)吸附的藻水排出至在滚轴(4)下方的集藻盒(3)，以收集吸附的藻水；

B、杀灭藻：集藻盒(3)收集的藻水送入储藻罐(13)，通过储藻罐(13)中设置的微电流电解装置进行微电流电解杀灭藻种，后经过储藻罐(13)底部的滤网(18)初级浓缩后得到藻浆；

C、浓缩藻：集藻盒(3)里的藻浆送入浓缩藻装置，经重力脱水和压榨脱水作用，得到藻饼。

10.如权利要求9所述的水华蓝藻吸附、杀灭、浓缩一体化的方法，其特征在于：所述浓缩藻装置包括带式压滤机，所述带式压滤机包括带式压滤机进料口(23)、带式压滤机出料口(26)、压榨辊(22)、卷绕设于压榨辊(22)的上滤带(24)、下滤带(25)，初级浓缩和电解杀灭后的藻浆从带式压滤机进料口(23)进入带式压滤机，被输送到上滤带(24)，在重力作用下自由水被分离，形成不流动状态的藻浆，然后藻浆被夹持在上滤带(24)和下滤带(25)之间，经挤压力、剪切力作用，逐步挤压成藻饼，藻饼从带式压滤机出料口(26)排出。