專利名稱：船用藍(lán)藻處理系統(tǒng)及其處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于藍(lán)藻治理領(lǐng)域，特別涉及50000m2/d船用藍(lán)藻處理系統(tǒng)及其處理方法，主 要用于江、河、湖、海爆發(fā)的大面積藍(lán)藻治理。
背景技術(shù)：
對(duì)于藍(lán)藻爆發(fā)的治理，有人工打撈法、黏土絮凝法、生物綜合治理法、化學(xué)除藻法等。 傳統(tǒng)的人工打撈法簡(jiǎn)單，但效率不高，是利用船行駛進(jìn)行簡(jiǎn)單的打撈，不能對(duì)付藍(lán)藻的大 規(guī)模爆發(fā)。針對(duì)大江大湖的藍(lán)藻污染，國外國內(nèi)都還是采用生物、化學(xué)、物理吸附等方法 來處理，這些方法中，化學(xué)方法本身就帶有污染源，生物方法對(duì)付大規(guī)模的藍(lán)藻爆發(fā)，處 理速度和達(dá)到的效果不明顯，物理吸附成本很高，處理效果和速度也不是很理想。申請(qǐng)?zhí)?為200520114686.3，名稱為"藍(lán)藻處理裝置"公開的專利是釆用機(jī)動(dòng)船、升降機(jī)構(gòu)和電解 裝置，利用電解法使藍(lán)藻失活死亡，缺點(diǎn)是處理藍(lán)藻的面積較小，速度慢，耗電快，處理 的藍(lán)藻餅變成廢物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為克服上述技術(shù)的不足，提供了一種機(jī)械方法處理藍(lán)藻系統(tǒng)，系統(tǒng)運(yùn)行可靠、 處理量大、效率高。本發(fā)明還提供了一種操作簡(jiǎn)單方便，運(yùn)行成本較低，對(duì)環(huán)境無污染的 船用藍(lán)藻處理方法。
船用藍(lán)藻處理系統(tǒng)采用的技術(shù)方案是包括藍(lán)藻收集器，在藍(lán)藻收集器的出口端通過
管路和閥門依次串連一級(jí)攪拌釜、重力分離機(jī)、二級(jí)攪拌釜、壓榨過濾機(jī)和濾餅池。
船用藍(lán)藻處理方法采用的技術(shù)方案是采用初步濃縮、二次濃縮和壓榨三級(jí)處理方法。
具體包括如下步驟
1、 初步濃縮步驟包括將進(jìn)入藍(lán)藻收集器的水藻經(jīng)一級(jí)稀藻液進(jìn)料泵和二級(jí)剪切勻漿 泵后輸入一級(jí)攪拌釜；在攪拌器攪拌的同時(shí)，絮凝劑貯液罐里的絮凝劑通過絮凝劑加藥計(jì) 量泵和二級(jí)剪切勻漿泵后加入到一級(jí)攪拌釜；
2、 二次濃縮步驟包括將一級(jí)攪拌釜中經(jīng)初步濃縮的藍(lán)藻懸浮液流入重力分離機(jī)后輸 入到二級(jí)攪拌釜，在攪拌器攪拌的同時(shí)，螺旋輸送機(jī)將助濾劑添加到二級(jí)攪拌釜攪拌；將 濃縮的藍(lán)藻經(jīng)三級(jí)濃藻液進(jìn)料泵輸出；
3、 壓搾步驟包括經(jīng)三級(jí)濃藻液進(jìn)料泵輸出的濃縮藍(lán)藻進(jìn)入壓榨過濾機(jī)壓榨；
4、 經(jīng)壓搾后的濃藻形成藻餅進(jìn)入濾餅池后由船艙抽水泵輸出。
本發(fā)明置于行駛的機(jī)動(dòng)船上，可根據(jù)船的空間進(jìn)行平面布置或空間布置，利用船的行駛速度收集藍(lán)藻，進(jìn)而進(jìn)行初步處理、絮凝攪拌濃縮、二次濃縮和壓搾處理；有效取液寬 度lm，日處理藍(lán)藻水面面積50000m2，壓榨后藍(lán)藻餅重量10-30t。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是-
1、 可迅速提高處理藍(lán)藻的作業(yè)效率，處理的水無任何污染；使用適量的絮凝劑和助濾 劑，使藍(lán)藻充分凝聚和壓榨，剝離容易、反洗再生效果好，形成無公害的、再利用的藻餅， 藻餅含水率70-80%,游離水含量約10%，可將半濕藻餅制沼氣、堆積有機(jī)肥，使藍(lán)藻變廢 為寶。
2、 本系統(tǒng)所釆用的設(shè)備均為成熟設(shè)備，操作簡(jiǎn)單方便，適合大規(guī)模作業(yè)，是一種高效、 連續(xù)的工藝流程系統(tǒng)。
3、 打破了傳統(tǒng)泵結(jié)構(gòu)模式，使用固液氣混輸泵，能實(shí)現(xiàn)藍(lán)藻的固、液、氣三相混輸。
4、 采用適當(dāng)壓力、高強(qiáng)度在線剪切勻漿泵、攪拌釜，能使附著在藍(lán)藻上的氣泡脫離藻 體，而使處理階段中排入水中含有一定量的藍(lán)藻沉入水底
5、 運(yùn)行平穩(wěn)性、簡(jiǎn)單操作性、無污染、易維護(hù)。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。 圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)連接圖中C101.藍(lán)藻收集器，C102.絮凝劑貯液罐，C103.—級(jí)攪拌釜，C104.—級(jí)攪拌釜， C105.餅池，M101 M102.攪拌器，P101.—級(jí)稀藻液進(jìn)料泵，P102.絮凝劑加藥計(jì)量泵，P103. 二級(jí)切勻槳泵，P104.三級(jí)級(jí)濃藻液進(jìn)料泵，P105.反沖洗水供給泵，P106.船艙抽水泵，T101. 螺旋輸送機(jī)，S101.重力分離機(jī)，S102.壓榨過濾機(jī)，薩~ V107.閥門。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本系統(tǒng)由初步濃縮部分、二次濃縮部分和壓榨部分通過各管道和閥門 V101 V107串連而成。其中初步濃縮部分主要包括將藍(lán)藻收集器CIOI的出口端通過管 路和閥門串連一級(jí)攪拌釜C103;在藍(lán)藻收集器C101和一級(jí)攪拌釜C103之間串接一級(jí)稀 藻液進(jìn)料泵PIOI和在線二級(jí)剪切勻漿泵P103，其中一級(jí)稀藻液進(jìn)料泵P101采用軸流葉輪、 螺旋蝸殼配對(duì)，是一種氣液固混輸泵。二級(jí)剪切勻漿泵P103采用高效多級(jí)分散結(jié)構(gòu)，能對(duì) 含固量高、粘度大的料槳進(jìn)行在線連續(xù)剪切混合攪拌，該泵鋒利的剪切刃口能將藻體組織 破壞，打破藍(lán)藻和附著氣體的平衡，有助于將絮凝劑和藍(lán)藻漿料充分混合，有利于后續(xù)的 壓搾工藝脫去藻體內(nèi)含水。絮凝劑貯液罐C102通過絮凝劑加藥計(jì)量泵P102并接在剪切勻 漿泵P103的進(jìn)口端。在一級(jí)稀藻液進(jìn)料泵P101和絮凝劑加藥計(jì)量泵P102的出口處分別安裝閥門V101、 V102。攪拌器M101安裝在一級(jí)攪拌釜C103里面。
二次濃縮部分主要包括在一級(jí)攪拌釜C103的出口端通過管路串連重力分離機(jī)SIOI 和二級(jí)攪拌釜C104。螺旋輸送機(jī)T101安裝在二級(jí)攪拌釜C104的上方且連通二級(jí)攪拌釜 C104,將助濾劑添加到二級(jí)攪拌釜C104。攪拌器M102安裝在二級(jí)攪拌釜C104里面。重 力分離機(jī)SIOI的另一進(jìn)口安裝閥門V103。
壓搾部分主要包括二級(jí)攪拌釜C104的出口通過串接三級(jí)濃藻液進(jìn)料泵P104后再連 接到壓榨過濾機(jī)S102，其中三級(jí)濃藻液進(jìn)料泵P104采用水力模型結(jié)構(gòu)，能輸送含固量高 達(dá)50%的濃漿體而實(shí)現(xiàn)無堵塞，并且不破壞助濾劑狀態(tài)。閥門V104安裝在三級(jí)濃藻液進(jìn)料 泵P104和壓榨過濾機(jī)S102之間。反沖洗水供給泵P105通過閥門V105后連接到壓榨過濾 機(jī)S102的另一進(jìn)口，用于壓榨過濾機(jī)S102的沖洗。壓搾過濾機(jī)S102的第三個(gè)進(jìn)口連接閥 門V106。
將壓榨過濾機(jī)S102的出口連接和濾餅池C105，濾餅池C105的出口連接船艙抽水泵 P106和閥門V107。濾餅池C105是船艙的濾餅收集器。
本系統(tǒng)采用機(jī)械方法對(duì)藍(lán)藻進(jìn)行初步濃縮、濃縮、壓榨的三級(jí)處理，系統(tǒng)包括5臺(tái)收 集器、2臺(tái)攪拌釜、6臺(tái)特殊泵、1臺(tái)螺旋輸送機(jī)、1臺(tái)重力分離機(jī)、1臺(tái)壓搾過濾機(jī)以及 若干閥門、管路等。主要對(duì)藍(lán)藻收集器、汽液固混輸泵、高粘度高濃度無堵塞泵、高剪切 勻漿泵、攪拌釜、絮凝工藝、帶式壓搾過濾機(jī)等設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，系統(tǒng)的處理量、可靠性的 運(yùn)轉(zhuǎn)。
下面說明本系統(tǒng)中5個(gè)主要設(shè)備的選用-
1、 一級(jí)稀藻液進(jìn)料泵PlOl。其技術(shù)指標(biāo):流量60-8(k3/h ，揚(yáng)程 ，功率18. 5kW，
固量可達(dá)到20%，含氣量20%。釆用軸流式葉輪、螺旋渦殼的新型結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)上能滿足高 揚(yáng)程、汽蝕、三相(水、氣、固)混輸?shù)仁褂脳l件。由于汽、液、固比重相差較大，轉(zhuǎn)子 產(chǎn)生較大脈動(dòng)的軸向力，軸向力平衡是泵安全、平穩(wěn)、可靠運(yùn)行的保證，以適用于不同規(guī) 模藍(lán)藻處理量的要求。
2、 三級(jí)濃藻液進(jìn)料泵P104。是一種高粘度高濃度無堵塞泵，要求動(dòng)力密封能力和軸 向力平衡；以適用于不同規(guī)模藍(lán)藻處理量的要求。
3、 剪切勻漿泵P103。在滿足工藝使用要求的前提下，提高設(shè)備整體運(yùn)行的可靠性； 針對(duì)高粘度介質(zhì)工況，采用新型高粘度專用機(jī)械密封；并在水力和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上改善機(jī)械密 封運(yùn)轉(zhuǎn)條件，采用不同的工作轉(zhuǎn)速及剪切分散模型，獲得最佳的剪切混合效果。其技術(shù)指 標(biāo)是流量60-80 m3/h ，轉(zhuǎn)速1450r/min，粘度20000-50000cp，均勻度90%。4、 攪拌釜C103、 C104。其技術(shù)參數(shù)如下相態(tài)固液兩相，操作壓力0. 1_ 0. 2MPa , 溫度65-80°C，固體尺寸0.5-2mm，固體重量百分率20-25%,混合處理量1500m3/h ， 功率132kW，旋轉(zhuǎn)直徑2083讓，轉(zhuǎn)速100-130 r/min。
5、 壓搾過濾機(jī)S102。是一種帶式壓搾過濾機(jī)，其關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)及運(yùn)行參數(shù)將決定脫 水能否順利進(jìn)行，壓搾過濾機(jī)主要技術(shù)參數(shù)濾帶有效寬度1000 mm，濾帶行走速度0.5-4 m/s,壓榨壓強(qiáng)0.1-0.4 MPa;進(jìn)料含固率1.0-3.0%。
本系統(tǒng)處理藍(lán)藻的方法是采用初步濃縮、二次濃縮和壓搾的三級(jí)處理方法，具體包括 如下步驟1、初步濃縮步驟包括含藍(lán)藻湖水通過進(jìn)入藍(lán)藻收集器C101的進(jìn)口進(jìn)入，藍(lán) 藻收集器CIOI由上游和下游兩部分容器組成一體，在兩容器之間有溢流擋板，上游容器下 部有回流孔與湖水相通。利用船的行走速度，容器內(nèi)液面由上游到下游逐漸升高，下游容 器將收集懸浮藍(lán)藻。將下游容器的稀藍(lán)藻液通過一級(jí)稀藻液進(jìn)料泵P101和中間的在線高剪 切二級(jí)剪切勻漿泵P103后輸入一級(jí)攪拌釜C103;在攪拌器M101攪拌的同時(shí)，絮凝劑貯液 罐C102里的絮凝劑通過絮凝劑加藥計(jì)量泵P102和二級(jí)剪切勻漿泵P103后加入到一級(jí)攪 拌釜C103。攪拌后，將長纖維藍(lán)藻變成漿液，并和絮凝劑混合均勻，通過攪拌器M101進(jìn) 一步攪拌和停留，形成絮凝狀的藍(lán)藻，實(shí)現(xiàn)藍(lán)藻和水初步分離。
目前常用絮凝劑有無機(jī)混凝劑(有鋁鹽、鐵鹽、硅酸鹽一黏土)；有機(jī)合成高分子聚 合電解質(zhì)PMA (有陰離子、陽離子、非離子)；無機(jī)高分子絮凝劑PAC (主要有聚氯化鋁、
聚合鐵)。
對(duì)藍(lán)藻處理而言，需要根據(jù)其電性、ra值、污泥含量、比重、粘度等選擇無毒性絮凝
劑，并對(duì)其處理效果進(jìn)行大量的試驗(yàn)對(duì)比，在滿足處理要求的情況下，盡可能選擇低價(jià)格、
無殘留或少殘留污染的品種；并盡可能減少絮凝劑添加量，降低絮凝攪拌強(qiáng)度。
2、 二次濃縮步驟包括將一級(jí)攪拌釜C103中經(jīng)初步濃縮的藍(lán)藻懸浮液流入重力分離 機(jī)S101進(jìn)行初步脫水，形成濃度大于50% (v/v)的濃藻液，再將濃藻液輸入到二級(jí)攪拌 釜C104，在攪拌器M102攪拌的同時(shí)，螺旋輸送機(jī)T101將助濾劑添加到二級(jí)攪拌釜C104 攪拌；實(shí)現(xiàn)濃藻液的兩次壓縮，將壓縮的藍(lán)藻經(jīng)三級(jí)濃藻液進(jìn)料泵P104輸出。
目前常被用作助濾劑的材料有很多，擬從以下幾種材料中進(jìn)行優(yōu)選并進(jìn)行試驗(yàn)即電 廠煙道灰、稻殼粉、硅藻土等。
3、 壓榨步驟包括經(jīng)三級(jí)濃藻液進(jìn)料泵P104輸出的濃縮藍(lán)藻進(jìn)入壓榨過濾機(jī)S102壓 搾；形成濾餅，濾餅含水率在70-80% (v/v)。
4、 經(jīng)壓榨后的濃藻形成藻餅進(jìn)入濾餅池C105后由船艙抽水泵P106輸出。
權(quán)利要求
1、一種船用藍(lán)藻處理系統(tǒng)，包括藍(lán)藻收集器(C101)，其特征是在藍(lán)藻收集器(C101)的出口端通過管路和閥門依次串連一級(jí)攪拌釜(C103)、重力分離機(jī)(S101)、二級(jí)攪拌釜(C104)、壓榨過濾機(jī)(S102)和濾餅池(C105)。
2. 根據(jù)權(quán)利書要求1所述的船用藍(lán)藻處理系統(tǒng)，其特征是在藍(lán)藻收集器(C101)和一級(jí) 攪拌釜(C103)之間串接一級(jí)稀藻液進(jìn)料泵(P101)和二級(jí)剪切勻漿泵(P103)，絮凝劑 貯液罐(C102)通過絮凝劑加藥計(jì)量泵(P102)并接在剪切勻漿泵(P103)的進(jìn)口端；螺 旋輸送機(jī)(T101)安裝在二級(jí)攪拌釜(C104)的上方且連通二級(jí)攪拌釜(C104)。
3. 根據(jù)權(quán)利書要求1所述的船用藍(lán)藻處理系統(tǒng)，其特征是在二級(jí)攪拌釜(C104)和壓榨 過濾機(jī)(S102)之間串接三級(jí)濃藻液進(jìn)料泵(P104),壓榨過濾機(jī)(S102)的另一進(jìn)口連接 反沖洗水供給泵(P105);在濾餅池(C105)的出口連接船艙抽水泵(P106)。
4、 一種船用藍(lán)藻處理方法，其特征是采用初步濃縮、二次濃縮和壓榨三級(jí)處理方法，具 體包括如下步驟(1 )初步濃縮步驟包括將進(jìn)入藍(lán)藻收集器(CIOI )的水藻經(jīng)一級(jí)稀藻液進(jìn)料泵(PIOI )和二級(jí)剪切勻漿泵(P103)后輸入一級(jí)攪拌釜(C103);在攪拌器(M101)攪拌的同時(shí)， 絮凝劑貯液罐(C102)里的絮凝劑通過絮凝劑加藥計(jì)量泵(P102)和二級(jí)剪切勻漿泵(P103) 后加入到一級(jí)攪拌釜(C103);(2) 二次濃縮步驟包括將一級(jí)攪拌釜(C103)中經(jīng)初步濃縮的藍(lán)藻懸浮液流入重力 分離機(jī)(S101)后輸入到二級(jí)攪拌釜(C104)，在攪拌器(M102)攪拌的同時(shí)，螺旋輸送機(jī)(T101)將助濾劑添加到二級(jí)攪拌釜(C104)攪拌；將濃縮的藍(lán)藻經(jīng)三級(jí)濃藻液進(jìn)料泵(P104)輸出；(3) 壓榨步驟包括經(jīng)三級(jí)濃藻液進(jìn)料泵(P104)輸出的濃縮藍(lán)藻進(jìn)入壓榨過濾機(jī) (S102)壓榨；(4) 經(jīng)壓榨后的濃藻形成藻餅進(jìn)入濾餅池(C105)后由船艙抽水泵(P106)輸出。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種船用藍(lán)藻處理系統(tǒng)及其處理方法，包括藍(lán)藻收集器，在藍(lán)藻收集器的出口端通過管路和閥門依次串連一級(jí)攪拌釜、重力分離機(jī)、二級(jí)攪拌釜、壓榨過濾機(jī)和濾餅池；采用初步濃縮、二次濃縮和壓榨三級(jí)處理方法；本系統(tǒng)置于行駛的機(jī)動(dòng)船上，可根據(jù)船的空間進(jìn)行平面布置或空間布置，利用船的行駛速度收集藍(lán)藻，可迅速提高處理藍(lán)藻的作業(yè)效率，形成無公害的、再利用的藻餅，操作簡(jiǎn)單方便，適合大規(guī)模作業(yè)，是一種高效、連續(xù)的工藝流程系統(tǒng)。
文檔編號(hào)C02F1/52GK101314485SQ20081012395
公開日2008年12月3日 申請(qǐng)日期2008年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月30日
發(fā)明者何玉杰, 宮恩祥, 強(qiáng) 李, 柴立平, 石海峽, 胡敬寧 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)