專利名稱：：一體化二級強化氣浮分離濃藻漿的技術及裝置的制作方法
技術領域：
：本發明涉及天然湖泊和城市景觀水體清除以藍藻為代表的污染藻類的方法和裝置，是一種清除富營養化水體中高濃度污染藻類的方法，特別是利用一體化二級強化氣浮方式，分離濃藻漿的技術，處置從富營養化水體中打撈出的濃藻漿(固形物含量在0.5-1.5%間)的方法和裝置，屬環保工程裝備領域。
背景技術：
：中國是一個多湖泊的國家，全國共有lKm2以上的湖泊2759個，總面積達91019Km2，占國土面積的0.95%，其中約三分之一為淡水湖泊，且絕大多數為淺水湖泊。雖然我國湖泊數量眾多，但卻是人均水資源匱乏，而且近二十年來隨著經濟的高速發展和不適當的湖泊開發，造成生態環境的污染，這些湖泊中多數已經富營養化或正在富營養化中；湖泊生態結構和功能退化或喪失，以藍藻為代表的有害藻類在天然水體中暴發日益嚴重，過量繁殖的浮游藻類嚴重惡化了7jC質，影響了水體的生態、漁業、景觀等功能，甚至劇辦到飲用水的安全。針對富營養化水體不斷爆發藍^K華的情況，各地主管部門和單位也積極行動，采取各種措施治理藍藻，其中最常見就是組織大范圍人工打撈，人們駕著各種打撈船，追隨著漂浮的藍藻，打撈起大量的藍藻漿集中堆放，但這種方法顯然只能解決一時問題，雖然撈起大量藍藻漿，但其中絕大部分是水分，天然水體中的浮游藻類并未明顯減少，同時集中堆放的藍藻漿不但占用大量土地，而且藍藻死亡腐敗后污染環境和地下水。此外，據研究打撈起的藍藻漿一般含固率為O.5—1.5%間，此時藍藻漿外觀是稠厚粘滑的液體，采用一般過濾或絮凝分離已很難處理，固液分離困難，處置效率低下。因此，研究和開發安全、高效、廉價的濃藻漿處置技術是水體富營養化治理和控制7jC華爆發急待解決的重大環境問^一。
發明內容本項發明的目的是通過一體化二級強化氣浮分離濃藻漿的技術，針對性地有效處置濃藻漿(濃藻漿指固形物含量在0.5-1.5%間，由各種船打撈起來的藍藻水華富集液)，使其固液分離，通過大量移出藍藻，從而轉移出水體中氮、磷等營養負荷，進而達到凈化水體目的的方法。本發明通過大量移出藍藻，從而轉移出水體中氮、磷等營養負荷，進而達到凈化水體目的。本發明需要解決的技術難題是提供一種能夠有效處置濃藻漿(濃藻漿指固形物含量在0.5-1.5%間，由各種船只打撈起來的藍藻水華富集液)，使其固液分離，通過大量移出藍藻，從而轉移出水體中氮、磷等營養負荷，進而達到凈化水體目的的方法。為實現上述目的，本發明一體化二級強化氣浮分離濃藻漿的技術與裝置提供以下技術方案其特征在于可以處置天然富營一體化二級強化氣浮分離濃藻漿的技術及裝置，其特征在于技術用二級式強化氣浮分離方式，一級強化氣浮分離是用高密度的微細氣泡與藻體等懸浮物直接粘附接觸，對濃藻，量添加絮凝藥劑，對富藻水則不添加絮凝劑，實現分離；之后進行二級強化氣浮分離，二級強化氣浮分離是用藥劑絮凝與氣浮相結合方式，進一步讓固液分離。所用設備用部分回流溶氣氣浮方式；其主要裝置由溶氣系統、兩級溶氣水釋放系統和兩級強化分離系統組成，兩級溶氣水釋放系統由一級和二級釋放系統(6)構成，兩級溶氣水釋放系統通過瞬間減壓方式，使高壓溶氣水中溶解的空氣以微細氣泡形式釋放出來。兩級強化分離系統由一、二級強化分離系統組成，一級強化分離系統由一級氣浮接觸池(5)、一級藻水分離池(7)、一級計量加藥泵(4)及刮渣機(8)組成，讓大量微細氣泡直接與水體中藻體顆粒充分粘附接觸，實現藻水分離；二級強化分離系統由反應池(9)、二級氣浮接觸池(11)、二級藻水分離池(12)、二級計量加藥泵(10)、除渣機(13)構成，在反應池(9)中適量添加絮凝劑，通過不斷攪拌及水體折返撞擊形成湍流，水體中的絮凝劑與藻類等懸浮物相互吸附粘合成體積較大的絮凝體，在二級氣浮接觸池(11)中，微細氣泡與水體中懸浮絮凝體相互吸附，絮凝體比重減小，迅速上浮與水體脫離，從而除去水體中的浮游藻類及各種雜質。溶氣系統由溶氣罐(16)、空壓機(17)、回流水泵(18)構成，加壓空氣和加壓回流水在溶氣罐內的高壓環境中形成高壓溶氣水。一體化二級強化氣浮分離工藝為濃藻漿(1)經進水泵(2)，被抽吸至管道混合器(3)中，與來自一級計量加藥器(4)的藥劑相混合后，順管道流入一級氣浮接觸池(5)，在一級氣浮接觸池(5)內濃藻漿中的懸浮物與溶氣水釋放器(6)釋放出的大量微細氣泡相互吸附接觸，比重減小，然后進入一級藻水分離池(7)，在此部分懸浮物上浮與水體分離，堆積在表層的藻體懸浮物由刮渣機(8)刮出；一級分離后的水體進入反應池(9)，在此與來自二級計量加藥泵(10)的藥劑經攪拌混合形成絮凝體后，進入二級氣浮接觸池(11)，在此溶氣7XP放器(6)釋放出的大量微細氣泡與絮凝體相互吸附粘合，絮凝體迅速上浮至二級強化分離池(12)表層，不斷堆積成浮渣，再由除渣機(13)刮出，處理后的清水(15)由二級強化分離池(12)下部的集水管(14)流出。所述藥劑為硫酸鋁、聚合鋁化合物、硫酸亞鐵、聚合鐵化合物及聚合鋁鐵化合物和高分子聚丙烯酰氨，絮凝劑添加量2-250ppm。溶氣系統工藝參數為溶氣罐過流密度為150米V小時米2，溶氣罐壓力為2.5-4.0公斤/厘米2，溶氣罐直徑1.2米，±真料層高度1.1米，溶氣罐高度4.20米，進氣量0.14-0.27米3/分，溶氣罐過水量125-347米3/小時。氣浮接觸池工藝參數為上升流速為10毫米/秒，出口斷面流速20毫米/秒，出口斷面7jC深0.4-0.7米，接觸池氣水接觸時間60-70秒。藻水分離池工藝參數為一級氣浮分離速度1.5毫米/秒，二級氣浮分離速度2.0毫米/秒，停留時間為12-20射中。溶氣釋放器工藝參數為一級釋放系統有3組釋放器，每組由12只釋放器組成，釋放器分三排交錯布置，行距0.3米，釋放器間距0.4米；二級釋放系統由l組共1'3只釋放器構成，釋放頭呈線性排列，間距0.4米；工作壓力為3.0公斤/厘米2，出流量5.18米3/小時。本發明養化水體中的高濃度藻類懸浮物，通過本工藝處理，可以處置含固率為0.5—1.5%的濃藻漿，實現固液分離；而且也可以用于含藻量樹氐的富藻水的處理，出水中的總氮、氨氮、BOD、COD、高錳酸鹽指數大幅降低，出7jC水質指標大幅提高。本發明是清除富營養化水體中高濃度污染藻類的方法，涉及天然湖泊和城市景觀水體清除以藍藻為代表的污染藻類的方法和裝置。本發明通過一體化二級強化氣浮分離濃藻漿的技術，將收集來的濃藻漿首先進入第一級強化氣浮池，在此藻體與高密度的微細氣泡相互接觸粘附，實現藻水分離，去除約50-80%的藻類；而后水體進入第二級強化氣浮池，通，量添加絮凝劑，再次經過氣浮工藝處理，去除水體中剩余的藻類等懸浮物；本發明能夠有效地去除水體中的高濃度藍藻，轉移出甚中的氮、磷等營養負荷，既凈化水體又防止藍藻再次爆發，為湖泊、水庫污染治理提供了一種有效的方法和裝置。它的優點在于a.通過不斷地大量清除水體中藻類及各種有ITO粒，轉移出其中的氮、磷等營養負荷，從而逐步減輕水體污染控制藍藻暴發；b.本方法可以處置天然富營養化水體中或人工打撈的高濃度藻漿，通過本工藝處理，可以處置含固率為O.5—1.5%的濃藻漿，實現固液分離；而以往的處理方法對稠厚粘滑的藻漿已很難處置，基本無法固液分離，極易造成二次污染。c.本方法是一種穩定的循環過流的工作模式，處理工序較短，不需要水體長時間、滯留，循環處理累積量大，所以處理效率高；圖1為本發明一體化二級強化氣浮分離濃藻漿的技術與裝置的工藝框圖。圖2為本發明的設備工藝流程示意圖。圖2中1—濃藻漿、2—進水泵、3—管道混合器、4一一級計量加藥器、5—一級氣浮接觸池、6—溶氣7，放器、7_—級藻水分離池、8—刮渣機、9_反應池、10—二級計量加藥泵、11—二級氣浮接觸池、12—二級強化分離池、13—除渣機、14—集水管、15—清水、16—溶氣罐、17—空壓機、18—回流水泵、19一回流水、20—出渣槽。具體實lfi^式在太湖北岸，依臨太湖水面，選擇岸邊陸地，建設處理規f莫為5000mVd—體化二級強化氣浮分離系統。從太湖各處人工打撈的濃藻漿，由大躉l^輸至岸邊再輸送至緩沖池中；緩沖池中的濃藻漿被進7jC泵輸送至管道混合器，同時將藥齊腿過一級計量加藥泵投加至管道混合器中與濃藻漿混合，然后混合水體沿管道流入一級氣浮接觸池，在此依靠空壓機、加壓水泵及高壓溶氣罐所形成的溶氣水通過釋放頭快速釋放，產生大量微細氣泡，藻體與高密度的微細氣泡相互接觸粘附，比重減小上浮，實現^/K分離，去除約50-80%的藻類；而后水體;SA反應池，與來自二級計量加藥泵的絮凝劑混合反應，通過不斷攪拌及水體折返撞擊形成湍流，水體中的絮凝劑與藻類等懸浮物相互吸附粘合成體積較大的絮凝體，在二級氣浮接觸池中，微細氣泡與水體中懸浮絮凝體相互吸附，絮凝體比重減小，fflil上浮與水體脫離，從而除去水體中的藻類及各種雜質；水中懸浮物全部浮于上面，與水分離，最后通過除渣機把浮渣刮去，并通過出渣槽排出；而處理過的清水經集水管輸出。可以處置天然富營養化水體中的高濃度藻類懸浮物，通過，可以處置含固率為0.5—1.5%的濃藻漿，實現固液分離；本發明而且也可以用于含藻量較低的富藻水的處理，出水中的總氮、氨氮、B0D、C0D、高錳酸鹽指數大幅降低，出水水質指標大幅提高。本發明可以處置天然富營養化水體中的高濃度藻類懸浮物，可以處置含固率為0.5—1.5%的濃藻漿，實現固液分離；本發明而且也可以用于含藻量較低的富藻水的處理，出水中的總氮、氨氮、B0D、C0D、高錳酸鹽指數大幅降低，出水水質指標大幅提高。一體化二級強化氣浮分離濃藻漿的技術的工作原理是強化氣浮分離技術的串Ki吏用，而強化氣浮分離技術是利用普通氣浮分離原理，對以下三個方面進行強化改進OM小氣泡直徑，氣泡直徑愈小，其分散度愈高，比表面積愈大，對于細小的懸浮顆粒的黏附能力和黏附量就愈大。經過大量的實驗證明，氣泡顆粒直徑在50Pm以下，最好在10~30lim之間的氣泡才能較好地黏附在藍藻上。②增加單位容積內的氣泡密度，它決定氣泡與懸浮顆粒碰撞的幾率。氣泡密度越大，與懸浮顆粒的碰撞幾率越大。③改善微細氣泡的均勻性，氣泡均勻性有兩方面的含義，一是指最大氣泡與最小氣泡的直徑差；二是指小直徑氣泡占氣泡總量的比例。大氣泡數量的增多會造成兩種不利的影響一是氣泡密度和表面積大幅度減少，氣泡與懸浮顆粒的黏附性能和黏附量相應降低；二是大氣泡上浮時會造成強烈的水力擾動，不僅加劇了氣泡之間的兼并，而且由此產生的慣性撞擊力會將己黏附在懸浮顆粒上的氣泡撞開，降低氣浮效率。通過強化氣浮分離技術快速釋放產生大量微細氣泡；微細氣泡粘附于經過水中懸浮物與藥劑反應形成的絮凝體上，絮凝體比重減小，迅速上浮至強化分離池表層，從而達到凈水的目的。所述的一體化二級強化氣浮分離濃藻漿的技術，采用部分回流溶氣氣浮方式，其主體設備由三部分組成，即溶氣系統、兩級溶氣水釋放系統和兩級強化分離系統組成。其特征在于1)空氣和水由各自的加壓泵加壓后，在溶氣罐中混合溶解，形成高壓溶氣水；溶氣罐中填充有可以提高空氣在水中溶解度的填料，其工藝參數為溶氣罐過流密度為150米3/小時米2，溶氣罐壓力為2.5-4.0公斤/厘米2，溶氣罐直徑1.2米，±真料層高度1.l米，溶氣罐高度4.20米，進氣量0.14-0.27米3/分溶氣罐進水量125-347米3/小時。2)設有兩級釋放系統，一級釋放系統有3組釋放器，每組由12只釋放器組成，釋放器分三排交錯布置，行距0.3米，釋放器間距0.4米；二級釋放系統由1組共13只釋放器構成，釋放頭呈線性排列，間距0.4米；工作壓力為3.0公斤/厘米2，出流量5.18米3/小時。3)為使微細氣泡與水中絮凝體充分混合、接觸與黏附，氣浮接觸池工藝參數為上升流速為10毫米/秒，出口斷面流速20毫米/秒，出口斷面水深0.4-0.7米，接觸池氣水接觸時間60-70秒。4)為使水中絮凝體與水體充分分離，藻水分離池工藝參數為一級氣浮分離速度1.5毫米/秒，二級氣浮分離速度2.0毫米/秒，停留時間為12-20分鐘。5)計量加藥器可以精確計量加入藥劑，根據處理水體懸浮物含量高低加藥量為2-250ppm。所述的一體化二級強化氣浮分離濃藻漿的工藝流程為濃藻漿(1)經進水泵(2)，被抽吸至管道混合器(3)中，與來自一級計量加藥器(4)的藥劑相混合后，順管道流入一級氣浮接觸池(5)，在一級氣浮接觸池(5)內濃藻漿中的懸浮物與溶氣水釋放器(6)釋放出的大量微細氣泡相互吸附接觸，比重減小，然后進入一級藻水分離池(7)，在此部分懸浮物上浮與水體分離，堆積在表層的藻體懸浮物由刮渣機(8)刮出；一級分離后的水體進入反應池(9)，在此與來自二級計量加藥泵(10)的藥劑經攪拌混合形成絮凝體后，進入二級氣浮接觸池(11)，在此溶氣7K釋放器(6)釋放出的大量微細氣泡與絮凝體相互吸附粘合，絮凝體迅速上浮至二級強化分離池(12)表層，不斷堆積成浮渣，再由除渣機(13)刮出，處理后的清水(15)由二級強化分離池(12)下部的集水管(14)流出。所述藥劑為硫酸鋁、聚合鋁化合物、硫酸亞鐵、聚合鐵化合物及聚合鋁鐵化合物和高分子聚丙烯酰氨，絮凝劑添加量2-250ppm。<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>權利要求1、一體化二級強化氣浮分離濃藻漿的技術及裝置，其特征在于技術用二級式強化氣浮分離方式，一級強化氣浮分離是用高密度的微細氣泡與藻體等懸浮物直接粘附接觸，對濃藻漿適量添加絮凝藥劑，對富藻水則不添加絮凝劑，實現分離；之后進行二級強化氣浮分離，二級強化氣浮分離是用藥劑絮凝與氣浮相結合方式，進一步讓固液分離。2、根據權利要求1所述的一體化二級強化氣浮分離濃藻漿技術及裝置，其特征在于所用設備用部分回流溶氣氣浮方式；其主要裝置由溶氣系統、兩級溶氣水釋放系統和兩級強化分離系統組成，兩級溶氣水釋放系統由一級和二級釋放系統(6)構成，兩級溶氣水釋放系統通過瞬間減壓方式，使高壓溶氣水中溶解的空氣以微細氣泡形式釋放出來。3、根據權利要求1和2所述的一體化二級強化氣浮分離濃藻漿的裝置，其特征在于兩級強化分離系統由一、二級強化分離系統組成，一級強化分離系統由一級氣浮接觸池(5)、一級藻水分離池(7)、一級計量加藥泵(4)及刮渣機(8)組成，讓大量微細氣泡直接與水體中藻體顆粒充分粘附接觸，實現藻水分離；二級強化分離系統由反應池(9)、二級氣浮接觸池(11)、二級藻水分離池(12)、二級計量加藥泵(10)、除渣機(13)構成，在反應池(9)中適量添加絮凝劑，通過不斷攪拌及水體折MS擊形成湍流，水體中的絮凝劑與藻類等懸浮物相互吸附粘合成體積較大的絮凝體，在二級氣浮接觸池(11)中，微細氣泡與水體中懸浮絮凝體相互吸附，絮凝體比重減小，迅速上浮與水體脫離，從而除去水體中的浮游藻類及各種雜質。4、根據權利要求1或2所述的一體化二級強化氣浮分離濃藻漿的裝置，其特征在于溶氣系統由溶氣罐(16)、空壓機(17)、回流水泵(18)構成，加壓空氣和加壓回流水在溶氣罐內的高壓環境中形成高壓溶氣水。5、根據權利要求l、2或3所述的一體化二級強化氣浮分離濃藻漿的技術與裝置，其特征在于一體化二級強化氣浮分離工藝為濃藻漿(1)經進水泵(2)，被抽吸至管道混合器(3)中，與來自一級計量加藥器(4)的藥劑相混合后，順管道流入一級氣浮接觸池(5)，在一級氣浮接觸池(5)內濃藻漿中的懸浮物與溶氣水釋放器(6)釋放出的大量微細氣泡相互吸附接觸，比重減小，然后進入一級藻水分離池(7)，在此部分懸浮物上浮與水體分離，堆積在表層的藻體懸浮物由刮渣機(8)刮出；一級分離后的水體進入反應池(9)，在此與來自二級計量加藥泵(10)的藥劑經攪拌混合形成絮凝體后，進入二級氣浮接觸池(11)，在此溶氣水釋放器(6)釋放出的大量微細氣泡與絮凝體相互吸附粘合，絮凝體迅速上浮至二級強化分離池(12)表層，不斷堆積成浮渣，再由除渣機(13)刮出，處理后的清水(15)由二級強化分離池(12)下部的集水管(14)流出。6、根據權利要求l、2或3所述的一體化二級強化氣浮分離濃藻漿的技術與裝置，其特征在于所述藥劑為硫酸鋁、聚合鋁化合物、硫酸亞鐵、聚合鐵化合物及聚合鋁鐵化合物和高分子聚丙烯酰氨，絮凝劑添加量2-250ppm。7、根據權利要求l、2或3所述的一體化二級強化氣浮分離濃藻漿的技術與裝置，其特征在于溶氣系統工藝參數為溶氣罐過流密度為150米3/小時*米2，溶氣罐壓力為2.5-4.0公斤/厘米2，溶氣罐直徑1.2米，±真料層高度1.1米，溶氣罐高度4.20米，進氣量0.14-0.27米V分，溶氣罐過水量125-347米7小時。8、根據權利要求l、2或3所述的一體化二級強化氣浮分離濃藻槳的技術與裝置，其特征在于氣浮接觸池工藝參數為上升流速為10毫米/秒，出口斷面流速20毫米/秒，出口斷面水深0.4-0.7米，接觸池氣水接觸時間60-70秒。9、根據權利要求l、2或3所述的一體化二級強化氣浮分離濃藻漿的技術與裝置，其特征在于藻7jC分離池工藝參數為一級氣浮分離速度1.5毫米/秒，二級氣浮分離速度2.0毫米/秒，停留時間為12-20分鐘。10、根據權利要求1、2或3所述的一體化二級強化氣浮分離濃藻漿的技術與裝置，其特征在于溶氣釋放器工藝參數為一級釋放系統有3組釋放器，每組由12只釋放器組成，釋放器分三排交錯布置，行距0.3米，釋放器間距0.4米；二級釋放系統由1組共13只釋放器構成，釋放頭呈線性排列，間距0.4米；工作壓力為3.0公斤/厘米2，出流量5.18米7小時。全文摘要本發明涉及通過一體化二級強化氣浮分離濃藻漿的技術，將收集來的濃藻漿首先進入第一級強化氣浮池，在此藻體與高密度的微細氣泡相互接觸粘附，實現藻水分離，去除約50-80％的藻類；而后水體進入第二級強化氣浮池，通過適量添加絮凝劑，再次經過氣浮工藝處理，去除水體中剩余的藻類等懸浮物；本發明不僅適用于濃藻漿的處置，而且也可以用于含藻量較低的富藻水的處理。本發明能夠有效地去除水體中的藍藻，轉移出其中的氮、磷等營養負荷，既凈化水體又防止藍藻爆發，為湖泊、水庫污染治理提供了一種有效的方法和裝置。文檔編號C02F1/24GK101602551SQ20091009431公開日2009年12月16日申請日期2009年4月8日優先權日2009年4月8日發明者卻自雄,陽孫,孫曉鵬,胡明明申請人:云南德林海生物科技有限公司