水面式藻华处理装置及其处理工艺的制作方法

本发明涉及水体富营养化处理领域，特别是涉及一种可在水面移动治理江河湖泊等富营养化水体藻华的处理装置及其处理工艺。

背景技术：

近年来，在经济持续快速增长的背景下，生态环境问题也发生了深刻变化。湖泊富营养化日益突出，水华暴发，鱼虾基本绝迹，水体的颜色、气味均有不同程度的恶化，部分湖泊甚至成为纳污水体。

大面积的水华爆发，严重破坏了水生生态系统的平衡与稳定，不仅影响了水体景观，影响了水产养殖业的发展，而且藻毒性已构成对人类生存环境的威胁。仅赤潮给沿海造成的经济损失每年达数十亿元之多，因此藻类的暴发已经成为一种灾害。引起藻华暴发的主要营养元素是水体中的氮、磷，特别是磷起到关键性的作用。目前较流行的清除藻类水华方法大致可归结为物理法、化学法以及生物法，但均停留在实验阶段，未实现大规模推广应用。

然而，藻细胞空间尺度只有微米量级，水体中打捞效率非常低；同时，在藻密度低于3.5×10⁶个每升时，也难以进行预防性打捞；而针对湖泊和水库等水体进行除藻，由于除藻设备只能在岸边处理，处理范围有限而无法全范围覆盖。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种水面式藻华处理装置及其处理工艺，用于解决现有技术中藻华处理装置无法在水面上移动作业的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种水面式藻华处理装置，包括：

浮于水面的移动平台；

所述移动平台上设有藻水分离浓缩单元、药剂配送单元和藻泥浓缩脱水单元；

所述药剂配送单元，适于为所述分离浓缩单元配送絮凝剂以及为所述藻泥浓缩脱水单元配送脱水剂；

所述分离浓缩单元，适于将待处理藻水与絮凝剂混合反应产生藻泥矾花以分离所述藻水成清水和预浓缩的藻泥；

所述藻泥浓缩脱水单元，适于将所述脱水剂添加到所述预浓缩的藻泥内进行浓缩与脱水以产生泥饼和滤液，并将所述滤液输送至所述分离浓缩单元继续分离浓缩。

本发明的另一目的在于提供一种水面式藻华处理工艺，采用上述水面式藻华处理装置进行藻华处理，包括：

利用药剂配送单元为分离浓缩单元配送絮凝剂以及为藻泥浓缩脱水单元配送脱水剂；

抽取待处理藻水到所述分离浓缩单元，将待处理藻水与絮凝剂混合反应产生藻泥矾花以分离所述藻水成清水和预浓缩的藻泥；

利用所述藻泥浓缩脱水单元将所述脱水剂添加到所述预浓缩的藻泥内进行浓缩与脱水以产生泥饼和滤液，并将所述滤液输送至所述分离浓缩单元继续分离浓缩。

如上所述，本发明的水面式藻华处理装置及其处理工艺，具有以下有益效果：

本发明通过配药加药、藻水分离浓缩和藻泥浓缩脱水单元的有机组合，将藻水处理装置集成布置于在水面平台上，实现藻水处理在水面上的移动作业，使得作业范围不受限制；同时，藻泥的浓缩脱水减少了后续藻泥处理量，节约了除藻成本，并有利于后续的资源化利用，有效解决了藻华爆发时的处理难题，并可用于日常的藻华预防和控制。

附图说明

图1显示为本发明提供的一种水面式藻华处理装置的结构框图；

图2显示为本发明提供的一种水面式藻华处理装置的完整流程图；

图3显示为本发明提供的一种分离浓缩罐的结构示意图；

图4显示为本发明提供的一种水面式藻华处理工艺流程图。

元件标号说明：

a、移动平台，b、藻水分离浓缩单元，c、藻泥浓缩脱水单元，d、藻泥浓缩脱水单元，1、藻水，2、提升泵，3、第一管道混合器，4、分离浓缩罐，5、中间水箱，6、清水泵，7、自动配药装置，8、加药泵组，9、进料螺杆泵，10、第二管道混合器，11、藻泥脱水机，12、滤液，13、回流泵，14、清水回湖，15、泥饼接收装载，16、进水区，17、分离浓缩区，18、清水区。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

在以下描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本申请的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。

虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件，但是这些元件不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件与另一个元件进行区分。例如，第一转向摆动可以被称作第二转向摆动，并且类似地，第二转向摆动可以被称作第一转向摆动，而不脱离各种所描述的实施例的范围。

请参阅图1，为本发明提供的一种水面式藻华处理装置的结构框图，包括：

浮于水面的移动平台a；

所述移动平台a上设有药剂配送单元b、藻水分离浓缩单元c、和藻泥浓缩脱水单元d；

所述药剂配送单元b，适于为所述分离浓缩单元配送絮凝剂以及为所述藻泥浓缩脱水单元配送脱水剂；

所述分离浓缩单元c，适于将待处理藻水与絮凝剂混合反应产生藻泥矾花以分离所述藻水成清水和预浓缩的藻泥；

所述藻泥浓缩脱水单元d，适于将所述脱水剂添加到所述预浓缩的藻泥内进行浓缩与脱水以产生泥饼和滤液，并将所述滤液输送至所述分离浓缩单元继续分离浓缩。

在本实施例中，所述移动平台可为水上运载工具，例如，船舶、漂浮的其他载体，只要能够设置藻水分离浓缩单元、药剂配送单元和藻泥浓缩脱水单元即可，确保了藻华处理装置可在水面上自由作业；同时，设置的藻泥浓缩脱水单元将大部分藻泥转化为泥饼，减少了后续藻泥处理量，节约了除藻成本，并有利于后续的资源化利用；还有将分离的滤液回流至分离浓缩单元对其进行回流净化处理，确保排水水质达标排放。

请参阅图2，为本发明提供的一种水面式藻华处理装置的完整流程图；请参阅图3，为本发明提供的一种分离浓缩罐的结构示意图，详述如下：

所述分离浓缩单元为分离浓缩罐，所述分离浓缩罐包括进水区16、分离浓缩区17和清水区18，所述进水区16的进口连通藻水、滤液和药剂配送单元(图1中藻水1通过提升泵2进入、滤液输入至药剂配送单元内的第一管道混合器3)，其出口连通分离浓缩区的入口；所述分离浓缩区的一出口利用进料螺杆泵9连接所述藻泥浓缩脱水单元(进料螺杆泵9通过第二管道混合器10连接至藻泥脱水机11)；所述分离浓缩区18的另一出口利用中间水箱5连接清水区18。所述中间水箱5的一部分清水利用清水泵6输送至药剂配送单元(自动配药装置7)和藻泥浓缩脱水单元(藻泥脱水机11)，另一部分清水直接排放(清水回湖14)。

具体地，所述分离浓缩罐的形状可为方形，也可为其它形状，当分离浓缩罐的形状为方形时，其长度在4～10m，宽度在2.5～3m，高度在2.5～3m，选择上述尺寸和结构的分离浓缩罐，其对应的移动平台对应的需要容纳安装分离浓缩罐。

在某一实施例中，所述连接输入待处理藻水的提升泵，所述提升泵的入口设有滤网，因此，可将滤网设于进水(待处理藻水1)的提升泵2，该滤网孔径为2～5mm，用于拦截水体中的杂物，防止其进入藻华处理装置损坏机器。

在某一实施例中，所述药剂配送单元包括自动配药装置7、加药泵组8与两个管道混合器，所述自动配药装置7的出口连接加药泵组8的入口，两个所述加药泵组的出口对应连接两个管道混合器的入口，两个管道混合器(第一管道混合器3与第二管道混合器10)的出口分别对应连接所述分离浓缩单元(分离浓缩罐4)和藻泥浓缩脱水单元(藻泥脱水机11)。

具体地，所述絮凝剂包括聚合氯化铝、聚合氯化铁、聚合硫酸铁和高分子絮凝剂中的一种或几种；所述脱水剂包括阳离子、阴离子、非离子型聚丙烯酰胺或无机脱水剂中的一种或几种。

在本实施例中，由于自动配药装置将絮凝剂与脱水剂分别添加到不同的加药泵组，两个加药泵组分别对应到第一管道混合器3与第二管道混合器10；其中，絮凝剂与藻水混合反应产生藻泥矾花，可直接将藻水分离成清水和预浓缩的藻泥；藻泥浓缩脱水单元将预浓缩的藻泥中残余的藻水与脱水剂反应，将其能够深度脱水成泥饼和滤液。

具体地，所述絮凝剂的投加量为10～100mg/l；所述脱水剂的投加量为20～100mg/l，在本实施例中，上述试剂的添加根据待处理藻水的藻华密度有关，酌情增加。

所述藻泥浓缩脱水单元为带式浓缩脱水一体机，其滤带带宽为1.5m，藻泥处理能力为1～2m³(泥饼)每小时；其中，所述带式浓缩脱水一体机的滤液出口利用回流泵连通到所述分离浓缩单元，所述泥饼出口连接泥饼接收装置。

在本实施例中，采用带式浓缩脱水一体机可连续运行，自动化程度高，减少了人工操作的工作量，更易实现自动化控制；同时，针对带式浓缩脱水一体机排出的滤液采用回流泵使其回流到分离浓缩罐内，可保证排出的清水净化质量更好。

另外，本实施例中的提升泵、清水泵、回流泵都具有增压输出的作用，使得其更好进入下一处理流程，在此不一一赘述。

请参阅图4，为本发明提供的一种水面式藻华处理工艺流程图，包括：

步骤s1，利用药剂配送单元为分离浓缩单元配送絮凝剂以及为藻泥浓缩脱水单元配送脱水剂；

步骤s2，抽取待处理藻水到所述分离浓缩单元，将待处理藻水与絮凝剂混合反应产生藻泥矾花以分离所述藻水成清水和预浓缩的藻泥；

步骤s3，利用所述藻泥浓缩脱水单元将所述脱水剂添加到所述预浓缩的藻泥内进行浓缩与脱水以产生泥饼和滤液，并将所述滤液输送至所述分离浓缩单元继续分离浓缩。

在本实施例中，将待处理藻水1经滤网去除3～5mm以上的杂物，并通过提升泵2的提升，与藻泥浓缩脱水单元产生的回流滤液12混合后，一起加压送入藻水分离浓缩单元；

混合液与配药加药单元(包括自动配药装置7、加药泵组8和管道混合器3)的絮凝剂混合反应后形成藻泥矾花，进入分离浓缩罐4，实现藻水的分离及藻泥的预浓缩，其中，上清液进入中间水箱5，大部分达标排放，另一部分则通过清水泵6加压后回用于配药和脱水机11的清洗，预浓缩的藻泥进入后续的藻泥浓缩脱水单元；

预浓缩的藻泥通过进料螺杆泵9加压后送至管道混合器10，与配药加药单元的脱水剂混合反应，完成藻泥的调理改性，改善藻泥的脱水性能，调理后的藻泥进入带式浓缩脱水一体机11，依次完成浓缩和脱水过程，使得脱水后的泥饼含水率低于80％，可外运资源化利用，同时，输出的滤液12回流继续处理直到达标才进行排放。

综上所述，本发明通过配药加药、藻水分离浓缩和藻泥浓缩脱水单元的有机组合，将藻水处理装置集成布置于在水面平台上，实现藻水处理在水面上的移动作业，使得作业范围不受限制；同时，藻泥的浓缩脱水减少了后续藻泥处理量，节约了除藻成本，并有利于后续的资源化利用，有效解决了藻华爆发时的处理难题，并可用于日常的藻华预防和控制。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。