车载式藻水分离及尾水处理装置及其工作方法与流程

本发明属于水处理技术领域，尤其涉及一种车载式藻水分离及尾水处理装置及其工作方法，适用于渠道、河流、内陆湖泊以及景观水体等水域。

背景技术：

随着社会工业化进程的加快，人类在生产以及日常生活中，向水体中排入大量含氮、磷的污染物，加速了湖泊、水库等缓流水体的富营养化进程，从而造成藻类滋生，引发“水华”现象频频暴发，严重破坏了水体的生态平衡，危害人类和其他生物的安全。藻类滋生一方面使水体透明度下降，使得阳光难以穿透水层，从而影响水中植物的光合作用，可能造成溶解氧的过饱和状态，对水生动物有害，造成鱼类大量死亡。另一方面，致使底层堆积的有机物质在厌氧条件分解产生的有害气体和一些浮游生物产生的生物毒素也会伤害鱼类；另外，藻类大量繁殖形成的次生物质导致水中产生臭味，增加水的腐蚀性，在夏季高水温情况下，容易导致管网产生“黄水”。

另外，对于采用渠道方式进行的重大调水工程，渠道边坡上除滋生藻类外，还会附着大量的泥污，形成藻泥混合物。渠道边坡处藻类的滋生和泥污沉积严重影响了水体质量，水体中的藻类不但能导致水体腥臭和发绿发黑，大多数湖泊和水塘的臭味由藻类死亡以及水体缺氧产生的硫化氢、硫、氨等物质引起，死亡的藻体沉积在边坡上严重影响了水体质量，更严重的是可以产生藻毒素等有害物质，对沿线水厂的处理工艺造成冲击，增加供水成本。因此清理边坡上的藻泥混合物，提高水体输送质量，减轻水厂处理难度，成为急需解决的技术问题，具有重要的生态和环境意义。

目前，国内外边坡藻泥清除技术中，为避免对水质产生二次污染问题，常采用物理清除方法，主要包括手工清理、机械摩擦式清理和水下空化射流清洗等方法。藻泥混合物被清除后，为避免对水体的二次污染，需对藻水混合物进行分离，并及时将分离的藻泥进行转运，另外，对分离的尾水进行净化处理，以满足水质达标排放标准。

目前，常用的藻水分离方法有气浮法和絮凝沉淀法等，这些方法均需在水体中加入化学絮凝剂，因此，对尾水存在二次污染问题，从而增加了尾水的处理难度和处理成本。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种在线实时进行藻水物理分离、对水体不会有二次污染的车载式藻水分离及尾水处理装置，该装置为基于可调频、调幅的液压振动技术开发高效的车载式藻水分离及尾水处理装置及其工作方法，可以实现藻水分离及边坡绿化喷洒灌溉等多种功能，整个藻水分离及尾水处理环保且作业效率高。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：车载式藻水分离及尾水处理装置，包括均设置在载重汽车的副车架上的吸污泵、液压振动筛、挤压式螺旋提升机、藻泥收集箱、尾水箱、离心式洒水泵和绿化洒水喷头；

吸污泵的进水口连接吸污管道，吸污泵的出水口通过排污管与液压振动筛的进水口连接；

液压振动筛分离出来的清水在中间底部与尾水箱的进水口连接，尾水箱的出水口通过洒水管与离心式洒水泵的进水口连接，离心式洒水泵的出水口连接有垂直设置的喷水管，绿化洒水喷头设置在喷水管的上端；

液压振动筛分离出来的清水在后侧底部连接有排水管，液压振动筛分离出来的藻泥在后侧底部设置有出藻口，出藻口与挤压式螺旋提升机的进料口连接，挤压式螺旋提升机的出料口与藻泥收集箱顶部的进料口连接。

液压振动筛包括支架、筛框、激振弹簧、筛网、筛盖和液压偏心振动装置，筛框的外侧部设置有四个呈矩形顶点布置的支座，支座位于支架上方，支座与支架之间均设置有一根所述的激振弹簧，筛网平铺在筛框内中部，筛盖通过手动卡扣件可拆卸连接在筛框顶部，液压振动筛的进水口设置在筛盖的前侧部，液压偏心振动装置设置有两个，两个液压偏心振动装置设置在筛框底部的左右两侧；筛框的底部中间位置设置有第一排水口，筛框的底部后侧设置有第二排水口，第一排水口呈上大下小的喇叭口形状，第一排水口覆盖筛网的大部分面积，第一排水口下端口与尾水箱的进水口连接，第二排水口的下端口与排水管的进水口连接。

离心式洒水泵动力输入端传动连接有齿轮马达，吸污泵的动力输入端传动连接有柱塞马达，螺旋提升机的动力输入端传动连接有提升马达，载重汽车的分动箱上pto动力口传动连接有液压系统，齿轮马达、柱塞马达、提升马达和液压偏心振动装置均与液压系统传动连接，液压偏心振动装置采用液压马达通过软轴带动偏心轮驱动筛框底部产生前后方向的振动。

筛网呈前高后低倾斜布置，筛网与水平面的夹角为3-8°。

车载式藻水分离及尾水处理装置的工作方法，包括以下步骤，

第一步，作业准备：根据藻泥混合物的藻类长度及含水量，调节液压偏心振动装置的液压马达的转速以及偏心轮的偏心距，从而调整对筛框的激振频率和振幅，以适应其工况质点，保证藻水能顺利分离；

第二步，载重汽车沿着渠道边坡两侧的路面行进，先启动液压偏心振动装置的液压马达，液压马达通过软轴带动偏心轮驱动筛框产生振动，再启动吸污泵和提升马达，吸污管道直接抽吸从渠道或河流边坡上清除掉的含水量较高的藻泥混合物，然后通过吸污泵出水口将含水量较高的藻泥混合物注入液压振动筛的进水口进行藻水分离，待液压振动筛的底部后侧的第二排水口连接的排水管有水流出后，启动齿轮马达，齿轮马达驱动离心式洒水泵，离心式洒水泵抽取尾水箱内的清水渠道对边坡绿化带进行喷洒灌溉；提升马达带动挤压式螺旋提升机，液压振动筛分离出的藻泥混合物通过出藻口进入挤压式螺旋提升机中，挤压式螺旋提升机具有压榨功能，能够对藻泥混合物进行二次脱水，脱出的水再回流到尾水箱内，将较干燥的藻泥混合物经挤压式螺旋提升机输送至藻泥收集箱中，以便于后续对藻泥的转场处理；

第三步，在作业过程中，载重汽车低速行走，实现藻泥清除、吸污泵吸污、藻水分离、边坡绿化喷洒、分离出的藻泥提升并收集一系列作业过程的连续运行；

第四步，卸料：藻泥收集箱装满藻泥后，利用载重汽车高速机械驱动，将载重汽车开到规定藻泥收集地点，将藻泥卸除，然后回到作业地点，重复第二步和第三步的循环作业过程。

采用上述技术方案，整体来讲：吸污泵用于将含水量较高的藻泥混合物从渠道或河流中抽到液压振动筛中，液压振动筛在液压动力驱动下，产生高频振动，经高目数筛网实现藻泥混合物和水的分离，藻泥混合物进入挤压式螺旋提升机中，经挤压式螺旋提升机压榨二次脱水后，将较干燥的藻泥混合物提升输送至藻泥收集箱中。分离后的尾水进入尾水箱，经离心式洒水泵加压，输送至绿化洒水喷头，从而实现对边坡绿化带进行喷洒灌溉功能。

本发明安装在载重汽车上，构成车载式藻水分离及尾水处理装置。通过载重汽车分动箱上pto动力口驱动液压系统，给本发明提供液压油源，驱动吸污泵、挤压式螺旋提升机、离心式洒水泵和液压振动筛等各工作装置。

吸污泵采用柱塞马达驱动，通过改变供给液压油流量，可以调整柱塞马达转速，从而调节吸污泵的抽水量。

液压振动筛在液压动力驱动下，两个液压偏心振动装置进行激振，使筛框产生高频振动，使藻泥在筛网上被抛起，同时向后作直线运动，含水量较高的藻泥混合物从液压振动筛进料口均匀地进入藻水分离装置，通过高精度滤网实现藻泥混合物和水的分离。通过改变供给液压油流量，可以调节激振频率；通过调整偏心轮的偏心距，可以改变振动幅值。可调频、调幅的液压振动筛对不同浓度及含量的藻泥混合物具有良好的工况适应性。另外，筛网呈前高后低倾斜布置，筛网与水平面的夹角为3-8°，这样的设置结构也更容易使藻泥在筛网上由前向后输送。

经液压振动筛分离的藻泥混合物进入挤压式螺旋提升机中，挤压式螺旋提升机具有压榨功能，实现对藻泥混合物进行二次脱水，后将较干燥的藻泥混合物经螺旋提升机构输送至藻泥收集箱中，以便于后续对藻泥的转场处理。

在液压振动筛筛框中间底部设置第一排水口，将经藻水分离后的大部分尾水注入尾水箱中，经离心式洒水泵加压，然后输送至绿化洒水喷头，从而实现对边坡绿化带进行喷洒灌溉功能。离心式洒水泵采用齿轮马达驱动，通过改变供给液压油流量，可以调整齿轮马达转速，从而调节喷洒灌溉距离及喷洒水量。

在液压振动筛的尾部设置第二排水口，当尾水箱注满时，剩余部分尾水通过第二排水口流回渠道或河流，液压振动筛中部和后部设置两个排水口的这种结构可以防止离心式洒水泵的吸空现象。

综上所述，本发明采用物理方法进行藻水分离及尾水处理，并基于可调频、调幅的液压驱动偏心振动装置的激振技术，使筛框产生高频振动，使藻泥在筛网上被抛起，同时向前作直线运动，通过高精度滤网实现藻泥混合物和水的分离。且可调频、调幅的液压振动筛对不同浓度及含量的藻泥混合物具有良好的工况适应性。分离后的尾水经离心式洒水泵加压，输送至绿化洒水喷头，从而实现对边坡绿化带进行喷洒灌溉功能。本发明涉及的藻水分离及尾水处理过程环保，符合生态藻水分离的要求，具有作业效率高、环保节能、安全可靠的优点，且避免了化学絮凝剂对水质的二次污染，对保证渠道水体质量和输水安全具有重大意义。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为图1当中液压振动筛的立体结构示意图；

图3为图1当中液压振动筛的侧部平面结构示意图。

具体实施方式

如图1-图3所示，本发明的车载式藻水分离及尾水处理装置，包括均设置在载重汽车的副车架1上的吸污泵2、液压振动筛3、挤压式螺旋提升机4、藻泥收集箱5、尾水箱6、离心式洒水泵7和绿化洒水喷头8；

吸污泵2的进水口连接吸污管道，吸污泵2的出水口通过排污管与液压振动筛3的进水口连接；

液压振动筛3分离出来的清水在中间底部与尾水箱6的进水口连接，尾水箱6的出水口通过洒水管23与离心式洒水泵7的进水口连接，离心式洒水泵7的出水口连接有垂直设置的喷水管9，绿化洒水喷头8设置在喷水管9的上端；

液压振动筛3分离出来的清水在后侧底部连接有排水管10，液压振动筛3分离出来的藻泥在后侧底部设置有出藻口11，出藻口11与挤压式螺旋提升机4的进料口连接，挤压式螺旋提升机4的出料口与藻泥收集箱5顶部的进料口连接。

液压振动筛3包括支架12、筛框13、激振弹簧14、筛网15、筛盖16和液压偏心振动装置17，筛框13的外侧部设置有四个呈矩形顶点布置的支座18，支座18位于支架12上方，支座18与支架12之间均设置有一根所述的激振弹簧14，筛网15平铺在筛框13内中部，筛盖16通过手动卡扣件19可拆卸连接在筛框13顶部，液压振动筛3的进水口设置在筛盖16的前侧部，液压偏心振动装置17设置有两个，两个液压偏心振动装置17设置在筛框13底部的左右两侧；筛框13的底部中间位置设置有第一排水口20，筛框13的底部后侧设置有第二排水口21，第一排水口20呈上大下小的喇叭口形状，第一排水口20覆盖筛网15的大部分面积，第一排水口20下端口与尾水箱6的进水口连接，第二排水口21的下端口与排水管10的进水口连接。

离心式洒水泵7动力输入端传动连接有齿轮马达22，吸污泵2的动力输入端传动连接有柱塞马达，螺旋提升机的动力输入端传动连接有提升马达，载重汽车的分动箱上pto动力口传动连接有液压系统，齿轮马达22、柱塞马达、提升马达和液压偏心振动装置17均与液压系统传动连接，液压偏心振动装置17采用液压马达通过软轴带动偏心轮驱动筛框13底部产生前后方向的振动。

筛网15呈前高后低倾斜布置，筛网15与水平面的夹角为3-8°。

车载式藻水分离及尾水处理装置的工作方法，包括以下步骤：

第一步，作业准备：根据藻泥混合物的藻类长度及含水量，调节液压偏心振动装置17的液压马达的转速以及偏心轮的偏心距，从而调整对筛框13的激振频率和振幅，以适应其工况质点，保证藻水能顺利分离；

第二步，载重汽车沿着渠道边坡两侧的路面行进，先启动液压偏心振动装置17的液压马达，液压马达通过软轴带动偏心轮驱动筛框13产生振动，再启动吸污泵2和提升马达，吸污管道直接抽吸从渠道或河流边坡上清除掉的含水量较高的藻泥混合物，然后通过吸污泵2出水口将含水量较高的藻泥混合物注入液压振动筛3的进水口进行藻水分离，待液压振动筛3的底部后侧的第二排水口21连接的排水管10有水流出后，启动齿轮马达22，齿轮马达22驱动离心式洒水泵7，离心式洒水泵7抽取尾水箱6内的清水渠道对边坡绿化带进行喷洒灌溉；提升马达带动挤压式螺旋提升机4，液压振动筛3分离出的藻泥混合物通过出藻口11进入挤压式螺旋提升机4中，挤压式螺旋提升机4具有压榨功能，能够对藻泥混合物进行二次脱水，脱出的水再回流到尾水箱6内，将较干燥的藻泥混合物经挤压式螺旋提升机4输送至藻泥收集箱5中，以便于后续对藻泥的转场处理；

第三步，在作业过程中，载重汽车低速行走，实现藻泥清除、吸污泵2吸污、藻水分离、边坡绿化喷洒、分离出的藻泥提升并收集一系列作业过程的连续运行；

第四步，卸料：藻泥收集箱5装满藻泥后，利用载重汽车高速机械驱动，将载重汽车开到规定藻泥收集地点，将藻泥卸除，然后回到作业地点，重复第二步和第三步的循环作业过程。

本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。