一种轻质化有机质介导的新型蓝藻打捞脱水工艺的制作方法

本发明属于环境治理水生态修复与资源化利用技术领域，具体涉及园林绿废和农业废弃物资源化利用生产的轻质化有机介质和蓝藻打捞脱水工艺设备和技术方案。

背景技术：

随着城市化和工业化的发展，城市湖泊富营养化水平越来越严重，富营养化导致的水体藻华爆发风险高，滇池、巢湖、太湖等大型富营养化湖泊大面积爆发蓝藻水华现象时有发生，目前蓝藻水华治理从生物、化学、物理各种工艺方法均有研究报道，针对太湖、滇池、巢湖等重度爆发区域的藻类治理，最有效、切实可行的控制手段是通过风场作用，利用软围隔将藻华导流至湾区形成较厚的蓝藻堆积区，采用漂浮式水泵将上层藻液抽到罐车或通过管道输送到藻水分离站进行初步处置。

蓝藻细胞内含水95％以上，抽吸的藻液含水量更高，需要进一步进行藻水分离；传统方法是将水华蓝藻通过筛滤，去除大颗粒杂质后，在滤液中添加絮凝剂及其助剂(通常采用的絮凝剂为pac、pam、硫酸亚铁等)，搅拌均匀，将需要脱水处理的藻浆通管道泵送至离心设备中，加絮凝剂调节后离心脱水，获得含水量为85％-90％的藻泥，藻泥经卸料口排出，用于发酵产生沼气或直接运输至焚烧厂做焚烧处理。

由于新修订固废法的实施，对垃圾分类要求更加严格，伴随城市精细管理的推进，城市园林绿化修剪移植等过程产生的绿废处理已成为急需解决的问题。传统的农业废弃物可利用农村广阔的土地进行堆肥发酵生产有机肥，通过有机肥还田实现资源化利用，城市绿废因土地占用、城市管理、运输成本等限制性因素多，很难实现资源化利用，传统的处理方法为填埋或焚烧处理。

如何将园林绿废处理与滨湖型城市蓝藻打捞有效结合，实现高效环保的资源化利用，已成为滨湖型城市精细化管理面临的急需解决的问题。

技术实现要素：

为了使得滨湖型城市园林绿废及农业废弃物与蓝藻打捞的有效结合，实现园林绿废、农业废弃物更加生态环保低碳的资源化利用，发明了轻质化有机质介导的新型蓝藻打捞脱水工艺技术方法。

了轻质化有机质介导的新型蓝藻打捞脱水设备包括以下六个核心部分：

(1)轻质化有机介质的一体化生产系统、(2)介质原位抛洒水动力耦合吸附技术、(3)藻介絮凝物收集系统、(4)藻水与介质机械混匀系统、(5)藻介混合物深度脱水成型系统和(6)一体化快速移动作业平台。

轻质化有机介质的一体化生产系统：分别采用绿化养护修剪的树枝、树干、树叶、草坪修剪草渣、玉米芯、稻壳、稻草、玉米秸秆、竹子为原料，加工成一定粒径5-50mm的细粉料作为捕藻介质，各介质可单独使用，也可任意比例混合使用。根据不同的材质特性，树干、树枝比重较大细粉有机质材料需要选用特定的em、酵素菌复合菌种和尿素2-6千克/立方，设定发酵为有氧发酵10-30天不等，腐熟后获得轻质化有机介质。轻质化有机介质的一体化生产系统主要核心组成包括传送带、粉碎设备和有机介质打包设备；通过传送带将需要粉碎的材料送入粉碎设备中，粉碎后通过有机介质打包设备打包。

介质原位抛洒水动力耦合吸附技术：以加工好的粒径5-50mm有机介质为天然捕藻絮凝材料，采用研发的抛洒设备，在蓝藻水华爆发严重的水面，进行均匀抛洒，利用风浪的水动力学耦合作用，实现介质对藻颗粒的充分粘附捕集，根据藻类生物量，以不同有机质的捕藻能力为基准，调节有机介质的用量，每克干基有机质捕藻参数为10⁶个藻细胞。将打包好的有机介质通过传送带输送至抛洒设备，传送带和抛洒设备均置于船体上。

藻介絮凝物收集系统：原位抛洒的有机介质在风浪作用下与蓝藻充分接触，粘附蓄积蓝藻，采用藻介絮凝物收集系统抽吸藻介絮凝物，输送到藻介混合物深度脱水成型系统进行深度压缩脱水。展臂式藻介絮凝物收集系统主要包括吸藻泵、入水孔、收集臂。吸藻泵与若干个收集臂连接，收集臂上设置有若干个入水孔。

藻水与介质机械混匀系统：根据藻类生物量，以不同有机质的捕藻能力参数为基础，调节藻液流量及有机质材料的进料速度，利用研发的搅拌设备，将藻液和有机介质充分混匀传输到脱水成型系统进行藻介混合物的压滤脱水与干化。混匀系统主要包括有机介质进料入口、螺杆上料机、搅拌设备、藻介混合物出料口、上料电机、搅拌电机。上料电机带动螺杆上料机将介质输送入搅拌设备内，螺杆上料机上设置有有机介质进料入口；吸藻泵将藻液吸入搅拌设备内，搅拌设备上设置有搅拌电机和藻介混合物出料口；

藻介混合物深度脱水成型系统：藻介混合物采用特制设备进行压滤脱水，压缩形成干化的藻渣或藻饼并快速包装形成便于搬运操作的特定规格的藻饼或藻块。藻介混合物深度脱水成型系统主要包括藻介混合物储藏罐、螺杆上料机、可动压杆、压榨盘、可移动过滤罩、滤水孔、可旋转托盘和转轴。

藻介混合物储藏罐内的混合物通过螺杆上料机输送至特制脱水成型系统进行压滤脱水，脱水成型系统包括可移动过滤罩，可动压杆和压榨盘，在可移动过滤罩，可移动过滤罩上设置有滤水孔，脱水后的藻饼放置在可旋转托盘上，通过转轴设置有若干个可旋转托盘。

本发明的一体化快速移动作业平台：采用漂浮平台，移动围隔集藻，根据打捞、混匀、脱水设备组合安装要求，特制可移动一体化移动作业平台，在湖泊大量爆发蓝藻水华的时候，可快速移动作业,单船作业能力达10000m²/h，较传统打捞方法，降低打捞成30％。解决常规打捞和应急环境管理，实现快速化、精准化、移动化作业模式，湖上移动作业可节约土地资源占用，移动化移动平台包括藻介絮凝收集系统、藻水与介质机械混匀系统、藻介混合物深度脱水系统、打包好的有机介质、一体化快速移动作业平台、螺杆上料机。

本发明的重要意义在于采用纯天然轻质化有机质为介导材料，利用介质表面的吸附性捕获藻团，压缩过程中利用纤维刺突破坏伪空胞和蓝藻细胞壁，实现蓝藻原位捕集、脱水与成型一体化，有效降低了藻浆罐车运输成本、藻泥脱水尾水絮凝剂二次污染风险。轻质有机介质介导蓝藻打捞脱水工艺技术，具有快速移动作业的便捷性，经压缩脱水形成的固态化的藻介混合物在包装运输方面显得更加便捷，藻介固态化团块由于有机介质的混合，增加了两倍的燃烧值，提高了燃烧效率，降低了能耗，且通过燃烧处理能彻底去除藻毒素，实现无害化处理。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为轻质化有机介质的一体化生产系统的结构示意图；

图2为抛洒系统的结构示意图；

图3为藻介絮凝物收集系统；

图4为藻水与介质机械混匀系统的结构示意图；

图5为藻介混合物深度脱水成型系统的结构示意图；

图6为旋转托盘俯视图；

图7为一体化快速移动作业平台的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

一种轻质化有机质介导的新型蓝藻打捞脱水工艺，包括以下步骤：

s1、将绿化养护修剪的树枝、玉米秸秆和树叶按照1:1:1混合粉碎成1-50mm的细粉料，em、酵素菌复合菌种和尿素2-6千克/立方，有氧发酵15天，腐熟后获得轻质化有机介质，作为捕藻介质；

s2、将捕藻介质抛洒进蓝藻水华水面，捕藻介质在风浪作用下与蓝藻充分接触，粘附蓄积蓝藻；

s3、抽吸藻介絮凝物，再次与有机介质粉体充分混匀后输送到脱水成型系统进行深度压缩脱水。

抽吸藻介絮凝物时采用展臂式藻介絮凝物收集系统进行抽取，所述展臂式藻介絮凝物收集系统主要包括收集臂，吸藻泵与若干个收集臂连接，收集臂上设置有若干个入水孔。

图1为轻质化有机介质的一体化生产系统的结构示意图；轻质化有机介质的一体化生产系统主要核心组成包括传送带1、粉碎设备2和有机介质打包设备3；通过传送带1将需要粉碎的材料送入粉碎设备2中，粉碎后通过有机介质打包设备3打包。

图2为抛洒系统的结构示意图；抛洒系统包括抛洒传送带4、打包好的有机介质5、抛洒设备6和船体7；将打包好的有机介质5通过抛洒传送带4输送至抛洒设备6；抛洒传送带5和抛洒设备6均置于船体7上。

图3为展臂式藻介絮凝物收集系统；展臂式藻介絮凝物收集系统主要包括吸藻泵8、入水孔9、收集臂10。吸藻泵8与若两个收集臂10连接，收集臂10上设置有若干个入水孔9。

图4为藻水与介质机械混匀系统的结构示意图；所述藻水与介质机械混匀系统主要包括吸藻泵11、有机介质进料入口12、螺杆上料机13、搅拌设备14、藻介混合物出料口15、上料电机16、搅拌电机17；上料电机16带动螺杆上料机12将有机介质输送入搅拌设备14内，螺杆上料机13上设置有有机介质进料入口12；吸藻泵11将藻液吸入搅拌设备14内，搅拌设备14上设置有搅拌电机16和藻介混合物出料口15。

图5为藻介混合物深度脱水成型系统的结构示意图；藻介混合物出料口15通过螺杆上料机与藻介混合物储藏罐18连接；混合物储藏罐18内的藻介混合物通过脱水螺杆上料机19进入可移动过滤罩23内，螺杆上料机上设置有脱水上料电机20；可移动过滤罩23内设置有压榨盘22，压榨盘22上设置有可动压杆21，可移动过滤罩23上设置有滤水孔24，脱水后的藻饼27放置在可旋转托盘25上。

图6为旋转托盘俯视图；通过转轴28设置有3个可旋转托盘25。

图7为一体化快速移动作业平台的结构示意图；在可移动一体化移动作业平台33外设置移动围隔集藻，在平台33上设置展臂式藻介絮凝物收集系统29、藻水与介质机械混匀系统30和脱水成型系统31。展臂式藻介絮凝物收集系统29的收集臂10伸入待处理的水域中，吸附性捕获藻团。

一体化快速移动作业平台，采用漂浮平台，根据打捞、混匀、脱水设备组合安装要求，在湖泊大量爆发蓝藻水华的时候，可快速移动作业,单船作业能力达10000m2/h，较传统打捞方法，降低打捞成30％。解决常规打捞和应急环境管理，实现快速化、精准化、移动化作业模式。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。