专利名称：：一种规模化、工程化处理高浓度藻浆的藻水分离工艺的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种规模化、工程化处理高浓度藻浆的藻水分离工艺。
背景技术：
：研究表明，水体富营养化是湖泊、水库污染的重要表征，而蓝藻"水华"(waterblooms)的产生则是湖泊、水库富营养化的重要表征。在我国，湖泊、水库的富营养化程度日益严重，"水华"频繁出现，面积逐年扩散，持续时间逐年延长，严重制约着水域周边的社会和经济可持续发展。通过多年的蓝藻治理经验并结合理论研究分析，已公认机械打捞是现阶段治理蓝藻措施中唯一不对湖泊生态产生较大影响且行之有效的方法。近年来政府对蓝藻的治理投入大量的人力、物力，据统计仅无锡市2009年就从太湖中打捞出43万吨蓝藻。机械打捞的蓝藻浆，一般含固率为0.5-1.5%间，外观呈稠厚粘滑的液体，采用一般过滤或絮凝分离很难实现固液分离和脱水减容，处置效率低下。目前机械打捞蓝藻的处置，大部分采用近岸堆放方式，不仅占用大量土地，而且蓝藻死亡腐败后污染堆放点周围环境和地下水。现有治理蓝藻的装置及技术，比如气浮蓝藻处理船技术，能进行低浓度蓝藻处理，仅适用于蓝藻水华富集程度不高的局部水域，不能形成规模化、工程化、处理打捞蓝藻，满足不了处理大量机械化打捞蓝藻的需求。作为湖泊富营养化综合治理的重要措施，迫切需要解决大量机械打捞蓝藻的后续处理技术和手段。
发明内容本发明的目的是提供一种规模化、工程化处理高浓度藻浆的藻水分离工艺，以形成规模化、工程化处置打捞蓝藻，防治水体富营养化，有利于生态恢复。本发明所述的一种规模化、工程化处理高浓度藻浆的藻水分离工艺，其包括以下步骤(1)将需要处理的含固率为0.5%1.5%(重量)的藻浆泵入藻浆池后，再通过进水泵进入管道混凝器，与来自一级计量加药器的2-250ppm的混凝剂相混合后进行混凝反应后，输入二级气浮分离池进行藻水分离；其中二级气浮分离池的气浮工艺包括以下步骤经过管道混凝器处理后的藻浆通过管道流入一级气浮接触池，在一级气浮接触池内浓藻浆中的悬浮物与溶气水释放器释放出的大量微细气泡相互吸附接触，比重减小，然后进入一级藻水分离池，在此部分悬浮物上浮与水体分离，堆积在表层的藻体浮渣由刮渣机刮出；—级分离后的水体进入反应池，在此与来自二级计量加药器的2-250ppm的絮凝剂经搅拌混合形成絮凝体后，进入二级气浮接触池，同时溶气水释放器释放出的大量微细气泡与絮凝体相互吸附粘合，絮凝体迅速上浮至二级强化分离池表层，不断堆积成浮渣，再由除渣机刮入刮渣槽，二级强化分离池处理后的清水由二级强化分离池下部的集水管流出，部分经管道泵入压力溶气罐内，用作回流水。(2)步骤(1)中产生的蓝藻浮渣由刮渣机刮到渣槽再流入藻渣池，其中脱水工艺包括以下步骤藻渣经管道泵送进入高速剪切装置，高速剪切装置在其转子高速旋转所产生的高切线速度和高频机械效应带来的强劲动能下，使悬浮液在定、转子狭窄的间隙中受到强烈的机械及液力剪切、离心挤压、液层摩擦、撞击撕裂和湍流等综合作用，再经过高频的循环往复，藻体囊团不断被破碎分散，藻体细胞游离，藻体细胞间的水分释出，处理后的藻渣添加絮凝剂通过藻渣泵、加药泵输入藻渣管道中；经过高速剪切装置处理后的藻渣进入卧式螺旋沉降离心装置中，脱水后的含固率为18%22%(重量)的藻泥经排渣口卸出后通过藻泥螺旋输送机装入藻泥储泥斗，外运进行沼气发电、有机肥生产等综合利用，脱水过程产生的尾水回收到藻浆池再循环。在上述的分离工艺中，所述的管道混凝器通过增加藻浆输送管道的管径及管长，降低藻浆在管道内的流速，延长了在管道内的反应时间，使藻浆和混凝剂能充分混合，达到更好的分离效果，一级气浮池不设反应区。在上述的分离工艺中，所述的二级气浮分离池采用二级气浮分离系统，气固比0.0020.02，二级气浮分离池由一级气浮池与二级气浮池串联而成。一级气浮池的尺寸为宽2.8m6m，长7m19m，高2.53.lm，采用顺向刮渣；二级气浮池的尺寸为宽2.8m6m，长3.5m12m，高2.22.8m，采用逆向刮渣，两级分离池形成连续分离的过程。在上述的分离工艺中，所述的高速剪切装置主要部件由内层高速旋转的转子和外层静止的定子构成，转子和定子间的缝隙组成间隙腔室，每个转子和定子的顶部都由若干齿状凸起组成，呈环状排列，转子旋转速度在100010000rpm。本发明的有益效果为采用本发明可建立藻水分离站，去除高浓度藻浆中95%以上的藻类，并带出水中的氮、磷达到净化水体目的，解决了打捞蓝藻捞起后，无法处置的尴尬处境，形成规模化、工程化处置打捞蓝藻，出水清澈透明，可有效的防治水体富营养化，极有利于生态恢复。针对蓝藻水华爆发的抑制效果明显，如形成藻水分离站建设的规模化，将可以达到对水体蓝藻治理局部与整体的结合，提升生态环境的恢复速度，水体环境质量将得到明显改善。图1是本发明实施例所述的一种规模化、工程化处理高浓度藻浆的藻水分离工艺流程图；图2是实现本发明实施例所述的一种规模化、工程化处理高浓度藻浆的藻水分离工艺的藻水分离站的示意图。具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。如图1-2所示，所述的一种规模化、工程化处理高浓度藻浆的藻水分离工艺包括以下步骤(1)将需要处理的含固率为0.5%1.5%的藻浆泵入藻浆池1后，再通过进水泵10进入管道混凝器2，与来自一级计量加药器11的2-250卯m的混凝剂相混合后进行混凝反应后，输入二级气浮分离池3进行藻水分离；其中二级气浮分离池3的气浮工艺包括以下步骤经过管道混凝器2处理后的藻浆通过管道流入一级气浮接触池12，在一级气浮接触池12内浓藻桨中的悬浮物与溶气水释放器13释放出的大量微细气泡相互吸附接触，比重减小，然后进入一级藻水分离池14，在此部分悬浮物上浮与水体分离，堆积在表层的藻体浮渣由刮渣机15刮出；—级分离后的水体进入反应池16，在此与来自二级计量加药器17的2-250卯m的絮凝剂经搅拌混合形成絮凝体后，进入二级气浮接触池18，同时溶气水释放器13释放出的大量微细气泡与絮凝体相互吸附粘合，絮凝体迅速上浮至二级强化分离池19表层，不断堆积成浮渣，再由除渣机20刮入刮渣槽23，二级强化分离池19处理后的清水由二级强化分离池19下部的集水管21流出，部分经管道22泵入压力溶气罐4内，用作回流水。(2)步骤(1)中产生的蓝藻浮渣由刮渣机15、20刮到刮渣槽23再流入藻渣池5，其中脱水工艺包括以下步骤藻渣经管道泵送进入高速剪切装置6，高速剪切装置6在其转子高速旋转所产生的高切线速度和高频机械效应带来的强劲动能下，使悬浮液在定、转子狭窄的间隙中受到强烈的机械及液力剪切、离心挤压、液层摩擦、撞击撕裂和湍流等综合作用，再经过高频的循环往复，藻体囊团不断被破碎分散，藻体细胞游离，藻体细胞间的水分释出，处理后的藻渣添加絮凝剂通过藻渣泵、加药泵输入藻渣管道中；经过高速剪切装置6处理后的藻渣进入卧式螺旋沉降离心装置7中，脱水后的含固率为18%22%的藻泥经排渣口卸出后通过藻泥螺旋输送机8装入藻泥储泥斗9，外运进行沼气发电、有机肥生产等综合利用，脱水过程产生的尾水回收到藻浆池1再循环。在上述的分离工艺中，所述的管道混凝器2通过增加藻浆输送管道的管径及管长，降低藻浆在管道内的流速，延长了在管道内的反应时间，使藻浆和混凝剂能充分混合，达到更好的分离效果，一级气浮池不设反应区。在上述的分离工艺中，所述的二级气浮分离池3采用二级气浮分离系统，气固比0.0020.02，二级气浮分离池3由一级气浮池与二级气浮池串联而成。一级气浮池的尺寸为宽2.8m6m，长7m19m，高2.53.lm，采用顺向刮渣；二级气浮池的尺寸为宽2.8m6m，长3.5m12m，高2.22.8m，采用逆向刮渣，两级分离池形成连续分离的过程。在上述的分离工艺中，所述的高速剪切装置6主要部件由内层高速旋转的转子和外层静止的定子构成，转子和定子间的缝隙组成间隙腔室，每个转子和定子的顶部都由若干齿状凸起组成，呈环状排列，转子旋转速度在100010000rpm。实例1，无锡杨湾藻水分离站2009年5月于江苏省无锡市十八湾蓝藻聚集水域近岸的杨湾建设藻水分离站。藻水分离站设计处理蓝藻能力l万吨/天，(藻浆含固率0.51.5%)，去藻率95%以上；藻桨池7mX8mX3.5m(有效容积150m3);气浮池4.8mX24.8mX2.8m，2套；管道混合器DN125X1200mm，2套；压力溶气罐工作压力2.8kgf/cm2;气固比0.02，藻渣池4mX6mX3.5m(有效容积60m3);卧式螺旋沉降离心机，设计流量15m3/h，2套；处理效果如下5表1:污染物去除效果表<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>根据以上进出水水质检测结果分析，对含固率2.1%的打捞蓝藻藻浆的实际蓝藻去除效果达97%以上，并对湖泊富营养化主要指标总氮、总磷，也有95%以上去除效果。实例2，无锡闾江口藻水分离站2009年5月于江苏省无锡市闾江口蓝藻聚集水域近岸的闾江口建设藻水分离站。藻水分离站设计处理蓝藻能力1万吨/天，(藻浆含固率0.51.5%)，去藻率95%以上；藻浆池7mX8mX3.5m(有效容积150m3);气浮池4.8mX24.8mX2.8m;管道混合器DN125X1200mm;压力溶气罐工作压力2.8kgf/cm2;气固比O.015，藻渣池4mX6mX3.5m(有效容积60m3);卧式螺旋沉降离心机，设计流量15mVh;处理效果如下表2:污染物去除效果表<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>实例3，无锡新安藻水分离站2009年5月于江苏省无锡市锡东水厂蓝藻聚集水域近岸的新安建设藻水分离站。藻水分离站设计处理蓝藻能力5000吨/天，(藻浆含固率0.51.5%)，去藻率95%以上；藻浆池7mX8mX3.5m(有效容积150m3);气浮池4.8mX24.8mX2.8m;管道混合器DN125X1200mm;压力溶气罐工作压力2.8kgf/cm2;气固比O.012，藻渣池4mX6mX3.5m(有效容积60m3);卧式螺旋沉降离心机，设计流量15mVh;处理效果如下表3:污染物去除效果表<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>实例4，无锡锦园藻水分离站2008年4月于江苏省无锡市锦园蓝藻聚集水域近岸的锦园建设藻水分离站。藻水分离站设计处理蓝藻能力5000吨/天，(藻浆含固率0.51.5%)，去藻率95%以上；藻浆池7mX8mX3.5m(有效容积150m3);气浮池4.8mX24.8mX2.8m;管道混合器DN125X1200mm;压力溶气罐工作压力2.8kgf/cm2;气固比O.009，藻渣池4mX6mX3.5m(有效容积60m3);卧式螺旋沉降离心机，设计流量15mVh;处理效果如下表4:污染物去除效果表样<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>实例5，江苏宜兴藻水分离站2009年5月于江苏省无锡市宜兴蓝藻聚集水域近岸的八房港建设藻水分离站。藻水分离站设计处理蓝藻能力5000吨/天，(藻浆含固率0.51.5%)，去藻率95%以上；藻桨池7mX8mX3.5m(有效容积150m3);气浮池4.8mX24.8mX2.8m，2套；管道混合器DN125X1200mm，2套；压力溶气罐工作压力2.8kgf/cm2;气固比0.018，藻渣池4mX6mX3.5m(有效容积60m3);卧式螺旋沉降离心机，设计流量15m3/h;处理效果如下表5:污染物去除效果表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>实例7，常州雅浦港藻水分离站2009年5月于江苏省常州市蓝藻聚集水域近岸的雅浦港建设藻水分离站。藻水分离站设计处理蓝藻能力5000吨/天，(藻浆含固率0.51.5%)，去藻率95%以上；藻浆池7mX8mX3.5m(有效容积150m3);气浮池4.8mX24.8mX2.8m;管道混合器DN125X1200mm;压力溶气罐工作压力2.8kgf/cm2;气固比O.017，藻渣池4mX6mX3.5m(有效容积60m3);卧式螺旋沉降离心机，设计流量15mVh;处理效果如下表7:污染物去除效果表样品名称透明度化学需氧量氨氮总氮总磷蓝藻密度含固率mmg/L万个/升%进水.1312349.1927131159641.7出水>39.81.341.590.02764-藻泥__—---80.2去除率％—99.997.299.899.999.6实例8，湖北恩施藻水分离站2009年5月于湖北省恩施市蓝藻聚集水域近岸建设藻水分离站。藻水分离站设计处理蓝藻能力1000吨/天，(藻浆含固率0.51.5%)，去藻率95%以上；藻浆池7mX5mX3.5m(有效容积100m3);气浮池4.8mX10.5mX2.8m;管道混合器DN125X1200mm，2套；压力溶气罐工作压力2.8kgf/cm2;气固比0.002，藻渣池4mX4mX3.5m(有效容积40m3);卧式螺旋沉降离心机，设计流量15m3/h;处理效果如下表8:污染物去除效果表样品名称透明度化学需氧量氨氮总氣总踏蓝藻密度含固率mmg/L万个/升%进水_1226861.41132162184232.3出水>313.51.942.310.03728-藻泥_-——--78.4去除率％—99,896.899.899.999.8实例9，昆明滇池藻水分离站2007年5月于云南省昆明市蓝藻聚集水域近岸的海埂建设藻水分离站。藻水分离站设计处理蓝藻能力5000吨/天，(藻桨含固率0.52%)，去藻率95%以上；藻桨池7mX8mX3.5m(有效容积150m3);气浮池4.8mX24.8mX2.8m;管道混合器DN125X1200mm;压力溶气罐工作压力2.8kgf/cm2;气固比O.015，藻渣池4mX6mX3.5m(有效容积60m3);卧式螺旋沉降离心机，设计流量15mVh;处理效果如下表9:污染物去除效果表样品名称透明度化学需氧量氨氮总氮总磷蓝藻密度含固率mg/L万个/升%进水—1647763.71387m214562.7出水>315.62.162.71o扁171-藻泥--一_-81.6去除率％-99.996.699.899.999,权利要求一种规模化、工程化处理高浓度藻浆的藻水分离工艺，其特征在于，包括以下步骤(1)将需要处理的含固率为0.5％～1.5％的藻浆泵入藻浆池后，再通过进水泵进入管道混凝器，与来自一级计量加药器的2-250ppm的混凝剂相混合后进行混凝反应后，输入二级气浮分离池进行藻水分离；(2)步骤(1)中产生的蓝藻浮渣由刮渣机刮到渣槽再流入藻渣池，其中脱水工艺包括以下步骤藻渣经管道泵送进入高速剪切装置，高速剪切装置在其转子高速旋转所产生的高切线速度和高频机械效应带来的强劲动能下，使悬浮液在定、转子狭窄的间隙中受到强烈的机械及液力剪切、离心挤压、液层摩擦、撞击撕裂和湍流等综合作用，再经过高频的循环往复，藻体囊团不断被破碎分散，藻体细胞游离，藻体细胞间的水分释出，处理后的藻渣添加絮凝剂通过藻渣泵、加药泵输入藻渣管道中；经过高速剪切装置处理后的藻渣进入卧式螺旋沉降离心装置中，脱水后的含固率为18％～22％(重量)的藻泥经排渣口卸出后通过藻泥螺旋输送机装入藻泥储泥斗，脱水过程产生的尾水回收到藻浆池再循环。2.根据权利要求1所述的规模化、工程化处理高浓度藻浆的藻水分离工艺，其特征在于所述二级气浮分离池进行藻水分离包括以下步骤经过管道混凝器处理后的藻桨通过管道流入一级气浮接触池，在一级气浮接触池内浓藻浆中的悬浮物与溶气水释放器释放出的大量微细气泡相互吸附接触，比重减小，然后进入一级藻水分离池，在此部分悬浮物上浮与水体分离，堆积在表层的藻体浮渣由刮渣机刮出；一级分离后的水体进入反应池，在此与来自二级计量加药器的2-250ppm的絮凝剂经搅拌混合形成絮凝体后，进入二级气浮接触池，同时溶气水释放器释放出的大量微细气泡与絮凝体相互吸附粘合，絮凝体迅速上浮至二级强化分离池表层，不断堆积成浮渣，再由除渣机刮入刮渣槽，二级强化分离池处理后的清水由二级强化分离池下部的集水管流出，部分经管道泵入压力溶气罐内，用作回流水。3.根据权利要求1或2所述的规模化、工程化处理高浓度藻浆的藻水分离工艺，其特征在于所述二级气浮分离池采用二级气浮分离系统，气固比0.0020.02，二级气浮分离池由一级气浮分离池与二级气浮分离池串联而成，其中一级气浮池的尺寸为宽2.8m6m，长7m19m，高2.53.lm，采用顺向刮渣；二级气浮池的尺寸为宽2.8m6m，长3.5m12m，高2.22.8m，采用逆向刮渣，两级分离池形成连续分离的过程。4.根据权利要求1或2所述的规模化、工程化处理高浓度藻浆的藻水分离工艺，其特征在于所述的高速剪切装置主要部件由内层高速旋转的转子和外层静止的定子构成，转子和定子间的缝隙组成间隙腔室，每个转子和定子的顶部都由若干齿状凸起组成，呈环状排列，转子旋转速度在100010000rpm。全文摘要本发明涉及一种规模化、工程化处理高浓度藻浆的藻水分离工艺，其包括以下步骤藻水分离工艺，将需要处理的藻浆泵入藻浆池后，再经泵吸进入管道混凝器对藻浆、混凝剂进行混凝反应后，输入二级气浮分离池进行藻水分离；脱水工艺，步骤(1)中产生的藻体浮渣由刮渣机刮到渣槽再流入藻渣池，藻渣经管道泵送进入高速剪切装置，再进入卧式螺旋沉降离心装置脱水。本发明的有益效果为采用本发明可建立藻水分离站，去除高浓度藻浆中95％以上的藻类，并带出水中的氮、磷达到净化水体目的，解决了打捞蓝藻捞起后，无法处置的尴尬处境，形成规模化、工程化处置打捞蓝藻，出水清澈透明，可有效的防治水体富营养化，极有利于生态恢复。文档编号C02F1/52GK101774667SQ201010000189公开日2010年7月14日申请日期2010年1月8日优先权日2010年1月8日发明者孙小鹏,孙阳,石军,胡明明申请人:无锡德林海藻水分离技术发展有限公司