CN113480020A - 一种藻水分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种藻水分离装置，包括分离箱和位于分离箱上方的加压筒，所述分离箱内部设置水平设置隔板，所述隔板的上部为气浮腔，所述隔板的下部为分离腔，所述分离腔内部设置分离框，所述分离腔与气浮腔通过进液管连通，所述气浮腔和加压筒通过连通管连通，本发明中的藻水分离装置通过分离腔得到富藻水，然后对富藻水进行气浮处理，通过调节气泡在未浮出水面时承受的压强，在气泡在水体内部上升过程中保持目标体积，保持小气泡对比表面积和对水体中絮粒的粘附性，提升气浮净化处理效果，保证高质量的气浮净化处理效果，同时可提升气浮净化处理速度，且蓝藻絮粒可自动富集，收集方便。

Description

一种藻水分离装置

技术领域

本发明涉及藻类处理技术领域，尤其涉及一种藻水分离装置。

背景技术

湖泊因富营养化问题导致蓝藻频繁暴发,蓝藻腐败后导致湖水恶臭、有机物及藻毒素浓度急剧升高，水源地水质严重恶化,甚至致使湖区周边城市出现供水危机。藻类及时打捞与收集是迅速减少水体中藻浓度的常用手段，但打捞上来的藻类含水率很高,不利于后续处理和利用。气浮工艺用于处理富藻水已经被应用。气浮工艺是在待处理水中通人或产生大量高度分散的微细气泡，使其与杂质、絮粒相互粘附,形成比重小于水的浮渣,依靠浮力浮上水面,以完成固液分离的一种净水方法。

气泡作为气浮过程中去除藻类的载体,对气浮效果的影响是不言而喻的。一般来说，气泡半径越小,浮速也越小，对水体的扰动也较小；水中的气泡粉碎得越细,它们的比表面积就越大,具有的自由界面能也越多,越显出热力学的不稳定性，气浮工艺中微气泡大小应适当,过大或过小都会影响气浮效果，目前,可以通过投加表面活性剂以及选择合适的溶气释放系统等方法来获得较小的气泡。但是，气泡在水体内部上升过程中，由于水体压强变小，气泡的体积会变大，水体上部气泡对水体中絮粒的粘附性变小，当气泡到达水体上部时，由于气泡体积大，导致气泡携带的絮粒脱离气泡，仍然留在水中，水体净化效果不理想。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术气浮过程中，气泡在水体内部上升体积变大，气泡携带的絮粒能力下降，水体净化效果不理想，而提出的一种藻水分离装置，用于提升蓝藻水气浮净化处理效果。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种藻水分离装置，包括机架，所述机架上设置分离箱和加压筒，所述加压筒位于分离箱上方，所述加压筒与大气连通。

具体的，所述分离箱与机架固定连接，所述分离箱的上端设置圆筒状的固定连接部，所述加压筒包括位于上部的锥形腔和位于下部的滑动连接部，所述滑动连接部与固定连接部滑动密封连接，机架与加压筒之间设置用于在竖直方向调节加压筒位置的升降油缸。

进一步的，所述分离箱内部设置水平设置隔板，所述隔板的上部为气浮腔，所述隔板的下部为分离腔，所述分离腔与气浮腔通过进液管连通，所述进液管可将分离腔中分离得到的液体通过泵导入气浮腔中。

进一步的，所述分离腔内部设置分离框，分离框通过底部的旋转轴连接驱动电机，分离框的上端设置进料管，所述分离框的底部设置出料管，所述出料管与分离框的底部连通，所述出料管的上端设置与分离框旋转密封连接的环体，所述分离框底部开设与所述环体对应的环形槽，形成出料管与分离框的连通和滑动连接。蓝藻和水的混合通过进料管进入分离框，分离框上开设漏孔，驱动电机可带动旋转轴和分离框转动，对分离框中的物料进行离心分离，在分离腔底部得到分离后的液体，分离后的渣从出料管出去。

进一步的，所述固定连接部的下端固定设置开口向上喇叭状的隔离板，所述隔离板的凹陷中部设置连通气浮腔和加压筒的连通管。当加压筒相对分离箱滑动，加压筒内部的水位会发生改变，从而改变气浮腔内部的水压。

进一步的，所述隔离板的外援外部设置环状的旋转盖板，所述分离箱的外部设置分渣箱，所述分渣箱顶盖为隔离板的外缘部分和旋转盖板，所述分离箱于隔离板的下方设置连通气浮腔和分渣箱的环形出液口，由于隔离板中间低、边缘高，气浮腔内部的气泡在上升过程中会直接往隔离板的边缘富集，并沿着隔离板的边缘进入分渣箱中。

进一步的，所述旋转盖板的下表面设置若干凸出且环布于转盖板的驱流板，所述分渣箱的外部设置收集箱，所述收集箱与分渣箱通过驱流板之间的空间连通。所述旋转盖板的上部固定设置旋转环。

作为一种优选的旋转环驱动方式，所述旋转轴上套接主动轮，所述主动轮通过皮带连接被动轮，所述被动轮通过连接轴与驱动齿轮共轴设置，所述旋转盖板的上部固定设置旋转环，所述旋转环的外壁设置第一外齿圈，所述第一外齿圈和驱动齿轮啮合。当驱动电机带动主动轮旋转，主动轮通过皮带带动被动轮旋转，所述被动轮带动连接轴和驱动齿轮旋转，驱动齿轮可带动旋转环和旋转盖板旋转，旋转盖板底面的驱流板对分渣箱上表面的气泡和絮粒进行导流，使其快速进入收集箱。本处的旋转环和旋转盖板的旋转力来分离框旋转动能，实现能量的共用。

作为另一种优选的旋转环驱动方式，所述旋转环的外壁设置相互啮合外齿圈和被动轮，所述回流管上设置驱动盘，所述驱动盘内部设置与被动轮共轴设置的主动叶轮，所述回流管的进流管和出流管偏置于主动叶轮一侧，所述进流管和进流管的位置对应，回流管内部的液体从进流管进入驱动盘内部，然后从出流管出来，液体可推动主动叶轮旋转，主动叶轮带动被动轮旋转，被动轮带动旋转环和旋转盖板旋转，旋转盖板底面的驱流板对分渣箱上表面的气泡和絮粒进行导流，使其快速进入收集箱。本处的旋转环和旋转盖板的旋转力来自液体动能，实现能量的共用。

所述连通管的下端设置与连通管连通的米字型沉浸管盘，所述沉浸管盘位于气浮腔的中部，所述沉浸管盘的上表面设置多个出水孔，所述气浮腔的底部设置进液管的出口和圆盘状的鼓气盘，所述鼓气盘的进气端与气泡管连通，所述鼓气盘的出气端设置多个气泡口。气泡管连通鼓气盘和溶气释放系统，使得鼓气盘可在水底均匀释放小气泡，小气泡可与水中的絮粒粘附，带动絮粒上浮，在沉浸管盘下方，小气泡与水中的絮粒粘附结合，当小气泡上升至沉浸管盘的上方，连通管内部的水通过出水孔均匀缓慢向上地进入气浮腔，可加快下气泡上升的速度，提升气浮处理效率。

由于加压筒和气浮腔内部液体存在压强差，加压筒中水会通过连通管进入气浮腔，气浮腔内部的液体会通过环形出液口进入分渣箱，为了维持本装置的正常运行，所述分渣箱底部通过回流管与气浮腔的底部连通，所述连通管和回流管设置定流量阀，所述连通管的流量与回流管的流量相同，保持气浮腔从连通管的进液和从分渣箱中回流管的出液保持平衡。

为保持加压筒内部水量充足，所述加压筒的上部通过加水管连通水箱，水箱中储存大量干净的水，所述加水管上设置水泵，用于加压筒内部的加水。

本藻水分离装置用于藻水分离，具体包括以下过程：

步骤一：蓝藻和水的混合通过进料管进入分离腔中的分离框，分离框中的物料进行离心分离，在分离腔底部得到分离后的富藻水。

步骤二：富藻水通过进液管进入气浮腔，并在加压筒中加入适量的干净水；

步骤三：鼓气盘从气浮腔底部鼓出小气泡，小气泡可与水中的蓝藻絮粒粘附，带动蓝藻絮粒上浮，在沉浸管盘下方，小气泡与水中的絮粒粘附结合；

步骤四：当小气泡上升至沉浸管盘的上方，连通管内部的水通过出水孔均匀缓慢向上地进入气浮腔，可加快下气泡上升的速度，提升气浮处理效率；同时，在气泡上升过程中，对应调整升降油缸的位置，使加压筒往下移动，加压筒中的水进入锥形腔，水位升高，使气浮腔中气泡在上升过程中始终拥有足够压强；

步骤五：由于隔离板中间低、边缘高，气浮腔内部的气泡在上升过程中穿过环形出液口直接往隔离板的边缘富集，并沿着隔离板的边缘进入分渣箱中；

步骤六：气泡进入分渣箱后会破裂，旋转盖板底面的驱流板对分渣箱上表面的气泡和蓝藻絮粒进行导流，使蓝藻絮粒快速进入收集箱被收集，分渣箱底部的水经过回流管重新进入气浮腔进行净化。

本发明的有益效果是：本发明中的藻水分离装置通过分离腔得到富藻水，然后对富藻水进行气浮处理，调节气泡在未浮出水面时承受的压强，在气泡在水体内部上升过程中保持目标体积，保持小气泡对比表面积和对水体中絮粒的粘附性，提升气浮净化处理效果，保证高质量的气浮净化处理效果，同时可提升气浮净化处理速度，且蓝藻絮粒可自动富集，收集方便。

附图说明

图1为本藻水分离装置实施例1的结构示意图；

图2为本藻水分离装置加压筒处的结构示意图；

图3为本藻水分离装置隔离板底部的结构示意图；

图4为本藻水分离装置沉浸管盘处的结构示意图；

图5为本藻水分离装置实施例2的结构示意图；

图6为本藻水分离装置驱动盘处的结构示意图。

图中：1、机架；2、分离箱；3、加压筒；4、隔离板；5、连通管；6、旋转盖板；7、驱流板；8、收集箱；9、旋转环；10、驱动齿轮；11、驱动电机；12、升降油缸；13、回流管；14、沉浸管盘；15、加水管；16、水泵；17、出液口；18、分渣箱；19、固定连接部；20、进液管；21、气泡管；22、被动轮；23、驱动盘；24、主动叶轮；25、进流管；26、出流管；27、进料管；28、分离框；29、出料管；30、主动轮；31、被动轮；32、被动轮；33、连接轴；34、驱动齿轮；301、锥形腔；302、滑动连接部。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

参考图1和图2，一种藻水分离装置，包括机架1，所述机架1上设置分离箱2和加压筒3，所述加压筒3位于分离箱2上方，所述加压筒3与大气连通。

具体的，所述分离箱2与机架1固定连接，所述分离箱2的上端设置圆筒状的固定连接部19，所述加压筒3包括位于上部的锥形腔301和位于下部的滑动连接部320，所述滑动连接部302与固定连接部19滑动密封连接，机架1与加压筒3之间设置用于在竖直方向调节加压筒3位置的升降油缸12。

进一步的，所述分离箱2内部设置水平设置隔板10，所述隔板10的上部为气浮腔，所述隔板10的下部为分离腔，所述分离腔与气浮腔通过进液管20连通，所述进液管20可将分离腔中分离得到的液体通过泵导入气浮腔中。

进一步的，所述分离腔内部设置分离框28，分离框28通过底部的旋转轴连接驱动电机，分离框28的上端设置进料管27，所述分离框28的底部设置出料管29，所述出料管29与分离框28的底部连通，所述出料管29的上端设置与分离框28旋转密封连接的环体，所述分离框28底部开设与所述环体对应的环形槽，形成出料管29与分离框28的连通和滑动连接。蓝藻和水的混合通过进料管27进入分离框28，分离框28上开设漏孔，驱动电机可带动旋转轴和分离框28转动，对分离框28中的物料进行离心分离，在分离腔底部得到分离后的液体，分离后的渣从出料管29出去。

进一步的，所述固定连接部19的下端固定设置开口向上喇叭状的隔离板4，所述隔离板4的凹陷中部设置连通气浮腔和加压筒3的连通管5。当加压筒3相对分离箱2滑动，加压筒3内部的水位会发生改变，从而改变气浮腔内部的水压。

进一步的，所述隔离板4的外援外部设置环状的旋转盖板6，所述分离箱2的外部设置分渣箱18，所述分渣箱18顶盖为隔离板4的外缘部分和旋转盖板6，所述分离箱2于隔离板4的下方设置连通气浮腔和分渣箱18的环形出液口17，由于隔离板4中间低、边缘高，气浮腔内部的气泡在上升过程中会直接往隔离板4的边缘富集，并沿着隔离板4的边缘进入分渣箱18中。

进一步的，参考图3，所述旋转盖板6的下表面设置若干凸出且环布于转盖板6的驱流板7，所述分渣箱18的外部设置收集箱8，所述收集箱8与分渣箱18通过驱流板7之间的空间连通。所述旋转盖板6的上部固定设置旋转环9。

本实施例中，所述旋转轴上套接主动轮30，所述主动轮30通过皮带31连接被动轮32，所述被动轮32通过连接轴33与驱动齿轮34共轴设置，所述旋转盖板6的上部固定设置旋转环9，所述旋转环9的外壁设置第一外齿圈，所述第一外齿圈29和驱动齿轮34啮合。当驱动电机带动主动轮30旋转，主动轮30通过皮带31带动被动轮32旋转，所述被动轮32带动连接轴33和驱动齿轮34旋转，驱动齿轮34可带动旋转环9和旋转盖板6旋转，旋转盖板6底面的驱流板7对分渣箱18上表面的气泡和絮粒进行导流，使其快速进入收集箱8。本处的旋转环9和旋转盖板6的旋转力来分离框28旋转动能，实现能量的共用。

参考图4，所述连通管5的下端设置与连通管5连通的米字型沉浸管盘14，所述沉浸管盘14位于气浮腔的中部，所述沉浸管盘14的上表面设置多个出水孔，所述气浮腔的底部设置进液管20的出口和圆盘状的鼓气盘11，所述鼓气盘11的进气端与气泡管21连通，所述鼓气盘11的出气端设置多个气泡口。气泡管21连通鼓气盘11和溶气释放系统，使得鼓气盘11可在水底均匀释放小气泡，小气泡可与水中的絮粒粘附，带动絮粒上浮，在沉浸管盘14下方，小气泡与水中的絮粒粘附结合，当小气泡上升至沉浸管盘14的上方，连通管5内部的水通过出水孔均匀缓慢向上地进入气浮腔，可加快下气泡上升的速度，提升气浮处理效率。

由于加压筒3和气浮腔内部液体存在压强差，加压筒3中水会通过连通管5进入气浮腔，气浮腔内部的液体会通过环形出液口17进入分渣箱18，为了维持本装置的正常运行，所述分渣箱18底部通过回流管13与气浮腔的底部连通，所述连通管5和回流管13设置定流量阀，所述连通管5的流量与回流管13的流量相同，保持气浮腔从连通管5的进液和从分渣箱18中回流管的出液保持平衡。本实施例中，回流管13的流量可保持分渣箱18中的气泡和絮粒具有进入收集箱8的势能。

为保持加压筒3内部水量充足，所述加压筒3的上部通过加水管15连通水箱，水箱中储存大量干净的水，所述加水管15上设置水泵16，用于加压筒3内部的加水。

本实施例中的藻水分离装置用于藻水分离，具体包括以下过程：

步骤一：蓝藻和水的混合通过进料管27进入分离腔中的分离框28，分离框28中的物料进行离心分离，在分离腔底部得到分离后的富藻水。

步骤二：富藻水通过进液管20进入气浮腔，并在加压筒3中加入适量的干净水；

步骤三：鼓气盘11从气浮腔底部鼓出小气泡，小气泡可与水中的蓝藻絮粒粘附，带动蓝藻絮粒上浮，在沉浸管盘14下方，小气泡与水中的絮粒粘附结合；

步骤四：当小气泡上升至沉浸管盘14的上方，连通管5内部的水通过出水孔均匀缓慢向上地进入气浮腔，可加快下气泡上升的速度，提升气浮处理效率；同时，在气泡上升过程中，对应调整升降油缸12的位置，使加压筒3往下移动，加压筒3中的水进入锥形腔301，水位升高，使气浮腔中气泡在上升过程中始终拥有足够压强；

步骤五：由于隔离板4中间低、边缘高，气浮腔内部的气泡在上升过程中穿过环形出液口17直接往隔离板4的边缘富集，并沿着隔离板4的边缘进入分渣箱18中；

步骤六：气泡进入分渣箱18后会破裂，驱动齿轮34带动旋转环9和旋转盖板6旋转，使旋转盖板6底面的驱流板7对分渣箱18上表面的气泡和蓝藻絮粒进行导流，使蓝藻絮粒快速进入收集箱8被收集，分渣箱18底部的水经过回流管13重新进入气浮腔进行净化。

本实施例中的藻水分离装置通过分离腔得到富藻水，然后对富藻水进行气浮处理，通过调节气泡在未浮出水面时承受的压强，在气泡在水体内部上升过程中保持目标体积，保持小气泡对比表面积和对水体中絮粒的粘附性，提升气浮净化处理效果，保证高质量的气浮净化处理效果，同时可提升气浮净化处理速度，且蓝藻絮粒可自动富集，收集方便。

实施例3

本实施例中，参考图5和图6，与实施例1不同的是，所述旋转环9的外壁设置相互啮合外齿圈和被动轮22，所述回流管13上设置驱动盘23，所述驱动盘23内部设置与被动轮22共轴设置的主动叶轮24，所述回流管13的进流管25和出流管26偏置于主动叶轮24一侧，所述进流管25和进流管26的位置对应，回流管13内部的液体从进流管25进入驱动盘23内部，然后从出流管26出来，液体可推动主动叶轮24旋转，主动叶轮24带动被动轮22旋转，被动轮22带动旋转环9和旋转盖板6旋转，旋转盖板6底面的驱流板7对分渣箱18上表面的气泡和絮粒进行导流，使其快速进入收集箱8。

本实施例中的藻水分离装置中的旋转环9和旋转盖板6的旋转力来自液体动能，实现能量的共用。

本实施例中的藻水分离装置用于藻水分离，具体包括以下过程：

步骤一：蓝藻和水的混合通过进料管27进入分离腔中的分离框28，分离框28中的物料进行离心分离，在分离腔底部得到分离后的富藻水。

步骤二：富藻水通过进液管20进入气浮腔，并在加压筒3中加入适量的干净水；

步骤三：鼓气盘11从气浮腔底部鼓出小气泡，小气泡可与水中的蓝藻絮粒粘附，带动蓝藻絮粒上浮，在沉浸管盘14下方，小气泡与水中的絮粒粘附结合；

步骤四：当小气泡上升至沉浸管盘14的上方，连通管5内部的水通过出水孔均匀缓慢向上地进入气浮腔，可加快下气泡上升的速度，提升气浮处理效率；同时，在气泡上升过程中，对应调整升降油缸12的位置，使加压筒3往下移动，加压筒3中的水进入锥形腔301，水位升高，使气浮腔中气泡在上升过程中始终拥有足够压强；

步骤五：由于隔离板4中间低、边缘高，气浮腔内部的气泡在上升过程中穿过环形出液口17直接往隔离板4的边缘富集，并沿着隔离板4的边缘进入分渣箱18中；

步骤六：气泡进入分渣箱18后会破裂，被动轮22带动旋转环9和旋转盖板6旋转，使旋转盖板6底面的驱流板7对分渣箱18上表面的气泡和蓝藻絮粒进行导流，使蓝藻絮粒快速进入收集箱8被收集，分渣箱18底部的水经过回流管13重新进入气浮腔进行净化。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种藻水分离装置，其特征在于，包括分离箱(2)和位于分离箱(2)上方的加压筒(3)，所述分离箱(2)内部设置水平设置隔板(10)，所述隔板(10)的上部为气浮腔，所述隔板(10)的下部为分离腔，所述分离腔内部设置分离框(28)，分离框(28)通过底部的旋转轴连接驱动电机，所述分离腔与气浮腔通过进液管(20)连通；

所述分离箱(2)的上端设置圆筒状的固定连接部(19)，所述固定连接部(19)的下端固定设置开口向上喇叭状的隔离板(4)，所述隔离板(4)的凹陷中部设置连通气浮腔和加压筒(3)的连通管(5)，所述隔离板(4)的外援外部设置环状的旋转盖板(6)，所述分离箱(2)的外部设置分渣箱(18)，所述分渣箱(181)顶盖为隔离板(4)的外缘部分和旋转盖板(6)，所述分离箱(2)于隔离板(4)的下方设置连通气浮腔和分渣箱(18)的环形出液口(17)，所述旋转盖板(6)的下表面设置若干凸出且环布于转盖板(6)的驱流板(7)，所述分渣箱(18)底部通过回流管(13)与气浮腔的底部连通，所述分渣箱(18)的外部设置收集箱(8)，所述收集箱(8)与分渣箱(18)通过驱流板(7)之间的空间连通；

所述加压筒(3)包括位于上部的锥形腔(301)和位于下部的滑动连接部(302)，所述滑动连接部(302)与固定连接部(19)滑动密封连接。

2.根据权利要求1所述的一种藻水分离装置，其特征在于，所述分离框(28)的底部设置出料管(29)，所述出料管(29)与分离框(28)的底部连通并滑动连接。

3.根据权利要求1所述的一种藻水分离装置，其特征在于，所述连通管(5)的下端设置与连通管(5)连通的米字型沉浸管盘(14)，所述沉浸管盘(14)位于气浮腔的中部，所述沉浸管盘(14)的上表面设置多个出水孔，所述气浮腔的底部设置进液管(20)的出口和圆盘状的鼓气盘(11)，所述鼓气盘(11)的进气端与气泡管(21)连通，所述鼓气盘(11)的出气端设置多个气泡口。

4.根据权利要求3所述的一种藻水分离装置，其特征在于，所述旋转轴上套接主动轮(30)，所述主动轮(30)通过皮带(31)连接被动轮(32)，所述被动轮(32)通过连接轴(33)与驱动齿轮(34)共轴设置，所述旋转盖板(6)的上部固定设置旋转环(9)，所述旋转环(9)的外壁设置第一外齿圈，所述第一外齿圈(29)和驱动齿轮(34)啮合。

5.根据权利要求3所述的一种藻水分离装置，其特征在于，所述旋转盖板(6)的上部固定设置旋转环(9)，所述旋转环(9)的外壁设置相互啮合外齿圈和被动轮(22)，所述回流管(13)上设置驱动盘(23)，所述驱动盘(23)内部设置与被动轮(22)共轴设置的主动叶轮(24)，所述回流管(13)的进流管(25)和进流管(26)偏置于主动叶轮(24)一侧，所述进流管(25)和进流管(26)的位置对应。

6.根据权利要求4或者5所述的一种藻水分离装置，其特征在于，所述连通管(5)和回流管(13)设置定流量阀，所述连通管(5)的流量与回流管(13)的流量相同。

7.根据权利要求1所述的一种藻水分离装置，其特征在于，所述加压筒(3)与大气连通，所述加压筒(3)的上部通过加水管(15)连通水箱，所述加水管(15)上设置水泵(16)。

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