CN221117183U - 一种用于海水养殖废水净化及生物柴油转化的微藻处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于海水养殖废水净化及生物柴油转化的微藻处理装置，包括储水单元、微藻处理单元和微藻分离单元；储水单元包括储水箱，储水箱包括清理系统，清理系统包括位于储水箱底部的筛网和储水箱内部的清理组件，清理组件包括中心驱动轴体和刮板。微藻处理单元包括光生物反应器和曝气系统，光生物反应器中心具有日照灯，日照灯由透明光学亚克力管道包裹，透明光学亚克力管道内种植微藻，透明光学亚克力管道底部设置进水口与储水箱连接，顶端具有出水口；曝气系统由曝气泵通过曝气管送往曝气器为光生物反应器提供CO2。微藻分离单元包括磁化系统和分离系统。该装置解决光照利用不充分，微藻利用率低和微藻难分离的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及海水养殖废水处理技术领域，尤其是一种用于海水养殖废水净化及生物柴油转化的微藻处理装置。
背景技术
海水循环养殖水中的氮、磷含量超标且含有大量有机物，若不及时进行处理，不仅会威胁公众健康，还会破坏生态系统，对人类的正常生产生活造成严重的影响，不利于生态文明的可持续发展。发展清洁、可再生的新型能源已经成为了解决这一难题的重要途径。生物质能源作为一种清洁、可持续的能源方式，正逐渐成为全球能源发展的重要组成部分。在全球能源市场中，生物质能源的地位也日益凸显。
近年来，生物学方法已广泛应用于水体的脱氮除磷以及难降解污染物的去除。微藻是一种低等孢子植物，具有叶绿素和光合自养能力，而且不具备根茎叶分化结构，个体微小，但繁殖速度快、生存能力强，且易于培养。相较于传统的污水处理技术，微藻具备更加高效和低成本的特征，在污水处理方面有着广泛的应用前景。微藻不仅能够更加有效地净化海水中的营养物、有机污染物、重金属和病原体，而且还有良好的耐受性，可以处理各种不同类型的废水。此外，收获后的微藻还可以制备生物燃料和高附加值产品，如食品、保健品和化妆品等，其操作简便、无二次污染，是当前污水处理领域和清洁能源领域的一个重点研究方向。
目前利用微藻处理海水养殖废水的装置存在光照利用不充分，微藻利用率低和微藻难分离的问题，高效利用光照、提高微藻利用率、增强微藻分离效率是提高海水养殖废水净化效果和生物质柴油产量的关键。因此，有必要提出一种用于海水养殖废水净化及生物柴油转化的微藻处理装置来实现脱氮除磷、难降解污染物去除以及生物柴油转化的同步进行。
实用新型内容
针对背景技术中提到的问题，本实用新型的目的是提供一种用于海水养殖废水净化及生物柴油转化的微藻处理装置，以解决背景技术中提到的光照利用不充分和微藻利用率低的问题。
本实用新型采用以下技术方案实现上述目的：
一种用于海水养殖废水净化及生物柴油转化的微藻处理装置包括储水单元、微藻处理单元和微藻分离单元。
所述储水单元包括储水箱，所述储水箱内部具有储蓄空间，其顶端设置进水口，底部设置出水口，所述进水口连接进水管，所述出水口连接出水管。所述出水管连接泵。
所述微藻处理单元包括设置在储水箱下游的光生物反应器，所述光生物反应器内中心具有日照灯，所述日照灯由透明光学亚克力管道包裹，所述透明光学亚克力管道内种植微藻，所述透明光学亚克力管道底部设置进水口，顶端具有出水口。
所述微藻分离单元包括磁化系统和分离系统。
储水箱包括清理系统，所述清理系统包括位于储水箱底部的筛网和储水箱内部的清理组件，所述清理组件包括中心驱动轴体和刮板，所述储水箱底部的筛网筛孔尺寸为7～10mm。
所述的磁性材料储存于释放装置，所述的释放装置设有流量计和调节阀；所述磁性材料储存与释放装置的释放孔直径为3～7cm。
磁分离水箱底部安装刮板，所述刮板垂直于磁分离水箱并与驱动装置传动连接。
具体的，所述储水箱内部安装筛网，所述筛网的筛孔尺寸为7～10mm，可截留大颗粒杂质，避免大固体颗粒物质遮蔽光线降低光反应器效能。
具体的，所述储水箱内部安装清理组件，可清理储水箱内壁；所述清理组件由中心驱动轴体和刮板组成。
具体的，所述微藻处理单元还包括曝气系统，所述曝气系统由曝气器、曝气管和气泵组成。所述曝气器位于所述透明光学亚克力管道内部底端，所述气泵位于透明光学亚克力管道外部并由曝气管与曝气器连接。所述曝气系统所曝气体为CO2；补充二氧化碳可提高微藻的光合作用。
具体的，所述磁化系统包括磁分离水箱，所述磁分离水箱内部有搅拌装置，顶部设置磁性材料储存与释放装置。所述磁性材料可包覆微藻，使微藻带有磁性；所述磁性材料储存与释放装置的释放孔直径为3～7cm，释放孔孔径在3～7cm范围内更利于控制磁性材料投加流量，均匀投放磁性材料利于充分磁化微藻，减少磁化时间，降低磁化能耗，同时提高磁化效率。
具体的，所述磁分离水箱底部安装电磁铁和刮板，所述电磁铁可通过通电使磁分离水箱底部具有磁场，所述刮板垂直于磁分离水箱并与驱动装置传动连接。所述磁分离水箱底部靠近微藻出口一端低于另外一端，水箱底部平面与水平面呈2～5°夹角，便于微藻凭借自重实现自流，降低能耗，且小角度倾斜不会降低磁分离效率。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
该处理系统包括储水单元、微藻处理单元和微藻分离单元三个基本单元，海水养殖废水首先在储水单元内去除大颗粒杂质，避免在光生物反应器中遮蔽光线；去除杂质后的储水单元进入微藻处理单元，微藻处理单元中光生物反应器内种植的微藻吸收海水养殖废水中的氮、磷物质以及难降解有机污染物，通过生化反应将水中的污染物转化为自身的生物质并积累油脂，通过微藻分离单元收集微藻即可得到生物质柴油，同时降低出水的富营养化风险以及有机污染物危害风险。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。需要指出的是，以下附图仅是实施例之一，对于熟悉本领域技术的专业人士而言，仍然有可能基于这些附图获得其他附图并进行创新研发。
图1是本实用新型提出的用于海水养殖废水净化及生物柴油转化的微藻处理装置示意图。
其中：1-储水箱；2-中心驱动轴体；3-刮板；4-筛网；5-水泵；6-光学亚克力管道；7-光学亚克力管道内壁；8-光学亚克力管道外壁；9-日照灯；10-曝气泵；11-曝气管；12-曝气器；13-磁分离水箱；14-搅拌装置；15-磁性材料储存与释放装置；16-电磁铁；17-刮板；18-出水口；19-微藻出口
具体实施方式
结合本实用新型所附的图示，对实施例中的技术方案进行透彻而全面地描述。需要注意的是，此实施例只是本实用新型的一部分，而且其所附图示也只是本实用新型附加图示的一部分，而非全部。基于本实施例和所附图示，本领域技术人员可能在无创造性劳动下获得所有其他实施例，这些实施例均受到本实用新型的保护范围。
在本实用新型的描述中，指示方位或表明位置关系的词例如“顶”、“底”、“上”、“下”、“中心”、“中”、“内”、“外”等均为对附图的描述，而不是表示实际装置必须按所述方位安装，因此表示方位的词不限制本实用新型。
如图1所示，一种用于海水养殖废水净化及生物柴油转化的微藻处理装置包括储水单元、微藻处理单元和微藻分离单元；
储水单元包括储水箱1，位于储水箱1内部中心的驱动轴体2，与驱动轴体2连接的刮板3和安装在储水箱1底部的筛网4。储水箱1由水泥筑造，储水箱的顶部安装有带阀门的进水口，可注入海水养殖废水。当底部筛网4截留的颗粒杂质达到一定厚度后，由驱动轴体2带动刮板3对杂质进行清理，刮板3可上下移动以及绕中心轴体2转动，刮板3不仅可以清理筛板上的杂质，还可以对储水箱1的内壁进行清理，防止有藻类生长或杂质沉积。
微藻处理单元包括透明的光学亚克力管道6、日照灯9和曝气器12。光学亚克力管道包括光学亚克力管道内壁7和光学亚克力管道外壁8，微藻种植于内外壁之间的管道6中，水流从光学亚克力管道中流过。光学亚克力管道底部安装有曝气器12为微藻处理单元提供合理的曝气环境。曝气泵10将气体通过曝气管11通入曝气器12中，所通气体为CO2，CO2通过光合作用转化为微藻自身的生物质。微藻处理单元可设计多级，多级微藻处理单元串联连接，在最后一级微藻处理单元中N、P含量降低，有利于油脂累积。
微藻分离单元包括磁分离水箱13、搅拌装置14、磁性材料储存与释放装置15、电磁铁16、刮板17、出水口18和微藻出口19。磁分离水箱13安装有搅拌装置14，磁性材料储存与释放装置15安装于磁分离水箱13顶部，并设置有阀门和流量计，便于控制磁性材料的投加量。电磁铁16安装于磁分离水箱13底部，电磁铁16便于控制磁分离水箱13的磁场，当投加磁性材料后，利用搅拌装置14使微藻和磁性材料充分混合，打开电磁铁使磁分离水箱13底部具有强磁场，有利于微藻沉淀。处理后的海水养殖废水由出水口排出，沉淀下来的微藻凭借自重和刮板作用由微藻出口排出。
利用本实用新型申请实施例处理装置处理海水养殖废水时，海水养殖废水首先通过进水口进入储水箱1中，储水箱1内部有驱动装置2和刮板3，底部有筛网4，海水养殖废水经过筛网截留颗粒杂质，防止杂质在微藻处理单元影响微藻生长。经去除杂质的海水养殖废水由泵输送往微藻处理单元，微藻处理单元中的微藻可以通过生物化学作用将海水养殖废水中的N、P和难降解有机污染物转化为自身的物质。光学亚克力管道底部安装有曝气器12，可为微藻的生长提供光合作用所需的CO2。所选微藻可以在生长过程中积累油脂。当海水养殖废水经微藻处理单元处理之后和微藻一起排入微藻分离单元，通过顶部的磁性材料储存与释放装置15将磁性材料均匀投加到磁分离水箱13中，启动搅拌装置14充分搅拌，使磁性材料和微藻形成磁-藻复合物，赋予微藻磁性。随后开启电磁铁16，使磁分离单元底部具有强磁场，利用磁场使形成的磁-藻复合物沉淀在磁分离水箱13底部，充分沉淀之后，将不含微藻的净化水经出水口18排出，微藻凭借自重和刮板作用经微藻出口19排出。排出的微藻可经处理后获取生物质柴油。
最后应说明的是：上述实施例仅仅是详细的叙述了本实用新型所做的实例，并非对实施方式的限定，在此无法对所有的实施例进行穷举，因此，由此所引申的明显的变化或变动仍属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于海水养殖废水净化及生物柴油转化的微藻处理装置，其特征在于：包括储水单元、微藻处理单元和微藻分离单元；
所述储水单元包括储水箱，所述储水箱内部具有储蓄空间，其顶端设置进水口，底部设置出水口，所述进水口连接进水管，所述出水口连接出水管；所述出水管连接泵；
所述微藻处理单元包括设置在储水箱下游的光生物反应器，所述光生物反应器内中心具有日照灯，所述日照灯由透明光学亚克力管道包裹，所述透明光学亚克力管道内种植有微藻，所述透明光学亚克力管道底部设置进水口，顶端具有出水口；所述微藻分离单元包括磁化系统和分离系统。
2.根据权利要求1所述的用于海水养殖废水净化及生物柴油转化的微藻处理装置，其特征在于：储水箱包括清理系统，所述清理系统包括位于储水箱底部的筛网和储水箱内部的清理组件，所述清理组件包括中心驱动轴体和刮板，所述储水箱底部的筛网筛孔尺寸为7～10mm。
3.根据权利要求1所述的用于海水养殖废水净化及生物柴油转化的微藻处理装置，其特征在于：所述微藻处理单元还包括曝气系统，所述曝气系统由曝气器、曝气管和气泵组成。
4.根据权利要求3所述的用于海水养殖废水净化及生物柴油转化的微藻处理装置，其特征在于：所述的曝气器位于所述透明光学亚克力管道内部底端，所述气泵位于透明光学亚克力管道外部并由曝气管与曝气器连接：所述的曝气系统所曝气体为CO2。
5.根据权利要求1所述的用于海水养殖废水净化及生物柴油转化的微藻处理装置，其特征在于：所述磁化系统包括磁分离水箱，所述磁分离水箱内部有搅拌装置，顶部设置磁性材料储存与释放装置。
6.根据权利要求5所述的用于海水养殖废水净化及生物柴油转化的微藻处理装置，其特征在于：所述的磁性材料储存于释放装置，所述的释放装置设有流量计和调节阀；所述磁性材料储存与释放装置的释放孔直径为3～7cm。
7.根据权利要求5所述的用于海水养殖废水净化及生物柴油转化的微藻处理装置，其特征在于：所述的磁分离水箱中部有出水口，所述的磁分离水箱底部有微藻出口。
8.根据权利要求5所述的用于海水养殖废水净化及生物柴油转化的微藻处理装置，其特征在于：所述的磁性材料包覆微藻。
9.根据权利要求5所述的用于海水养殖废水净化及生物柴油转化的微藻处理装置，其特征在于：所述磁分离水箱底部安装电磁铁。
10.根据权利要求5所述的用于海水养殖废水净化及生物柴油转化的微藻处理装置，其特征在于：磁分离水箱底部安装刮板，所述刮板垂直于磁分离水箱并与驱动装置传动连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |