直接在水体中滤除蓝藻的浮动过滤系统的制造方法与工艺

本发明涉及一种浮动过滤系统，尤其是一种用于打捞广阔水域中藻类的切向流过滤系统。

背景技术：
：藻类在形成和维持现有的大气组成方面是至关重要的。它在提供生物食物方面也是至关重要的。然而，当其爆发时也是有害的，并且会毒害水体。藻类爆发的根本原因是水体中营养物质的过剩。活的藻类其实是水体中营养物质的清洁工。但是当其死亡并分解时，它又将营养物质返回到水体中。在大多数情形下，蓝藻爆发一旦开始，就会持续到气温降到足够低。直接将蓝藻从水体中打捞走可能是解决有害的蓝藻爆发问题最直接、最迅速的手段。目前在中国太湖和滇池正在使用的蓝藻打捞技术是将水体表层约50毫米的含藻水体吸走，然后通过絮凝-沉降-过滤再处理所吸走的含藻水。这样的打捞活动现实上只能在已经形成高密度水华的下风、港湾或水面较为平静的沿岸才能进行。其它的蓝藻分离技术还有直接过滤，如美国专利号USPNo.4255261，Dodd等1981，USPNo.8496120，Willuweit等2013中所描述的。上述技术使用的前提是所有的待处理含藻污水必须全部泵入处理设备或设施。蓝藻是非常细小的蓝藻菌，即使大爆发时其在水体中的重量浓度都是很低的。所以即使只抽取水体表面50毫米的水量也是很难负担得起的。

技术实现要素：
：本发明的目的是提供一种能够但不局限于在巨大水体中直接浓缩蓝藻的过滤系统，而不是将藻水抽出水体后再进行浓缩。本发明的另一个目的是提供一种能够但不局限于收集和移除水体中蓝藻的装置。本发明的另一个目的是提供一种切向流（crossflow）过滤器的应用方法，用于克服像蓝藻这样的有机质在滤膜表面粘堵的难题。本发明的另一个目的是提供一种装置以及方法以移除大型水体中大量的低浓度的蓝藻。本发明的另一个目的是提供一种装置以及方法，通过在水体中同时将较粗的污染物与蓝藻分离而收获高纯度的新鲜蓝藻。本发明的另一个目的是提供一种装置以及方法，在移除水体中大量蓝藻的过程中，最大限度地减少对水体中其它生物及其生活环境的干扰。本发明的另一个目的是提供一种高效低能耗的装置以及方法以移除大型水体中低浓度的蓝藻。本发明的另一个目的是提供一种纯粹的物理装置以及方法，在不添加任何化学试剂的条件下浓缩并移除水体中大量的蓝藻。本发明的另一个目的是提供一种装置以及方法能够在阻止蓝藻进入受保护水体的同时移除大量的蓝藻。本发明的技术方案：按照本发明提供的技术方案，直接在水体中滤除蓝藻的浮动过滤系统；由两条浮子链，一条配重棒链，一长条过滤网，一个收集槽，一个水下方挂有绳圈的浮筒组成；所述过滤网背面沿上下两边缝制或固定有两条网布，在网布的上沿和下沿形成软的管道，分别可以穿入浮子链和配重棒链；其中在各条浮子链和配重棒链的连接处和端头的正面都装有绳圈；还包括设置于各浮子链连接处和配重棒链连接处的绳圈，以及连接绳圈和浮筒下方绳圈的拖绳，使得当所述浮筒向前拖动时，所述过滤网向上向心倾斜，过滤系统在平面上形成以收集槽为底的漏斗。作为本发明的进一步改进，其中过滤介质是表面平滑的薄层滤网，透水但能保留阻挡大部分的蓝藻菌簇和更粗的物质。作为本发明的进一步改进，其中较粗的死端过滤系统是完全能够通过水和蓝藻菌簇，只是保留较粗的杂质，而所述配重棒链由配重绳索取代。作为本发明的进一步改进，当其在水中或在水中被拖动时，通过上沿浮子链的浮力和下沿配重棒链的重力作用的合力作用，整条过滤网始终保持在均匀的张力之下。作为本发明的进一步改进，其中的收集槽的底部下方前后分别固定有两个气袋。作为本发明的进一步改进，其中的收集槽底的上方安装有刮板装置。作为本发明的进一步改进，其中的滤网在两边浮子链的中间位置上部开有一个缺口；其缺口与所述的收集槽前沿相封装。作为本发明的进一步改进，其应用的是切向流过滤系统，当系统在水体中向前移动时滤网保留物形成向着收集槽流动的浓浆流。作为本发明的进一步改进，过滤系统在水体中拖行，而不是通过泵抽入水或滤液以形成滤网两边的压强差。作为本发明的进一步改进，所述过滤系统的前方为所述死端过滤系统以平行绳索通过绳圈与后方切向流过滤系统相连，使得这样的组合系统在向前拖动时，所述过滤网向上向心倾斜，后方的过滤系统平面上形成以收集槽为底的漏斗状。作为本发明的进一步改进，当该组合系统在水体中拖动前行时，应用的其中较粗的死端过滤系统和切向流过滤系统的组合作用，由此大部分较粗的漂浮杂质被与蓝藻浆分离。作为本发明的进一步改进，所述浮筒固定于欲保护水体之上游或上风，或者在非航行水体中，直接将所述的绳圈通过绳索系于岸上，由此蓝藻不仅被阻隔于受保护水体之外，而且被收集并过后移除掉。作为本发明的进一步改进，围绕着一个水域，在取水口固定一系列的浮筒和浮动过滤系统，因此蓝藻不仅被阻挡住，而且可以通过收集槽进行收集。附图说明：图1是浮动过滤系统概念性平面示意图。图2是浮动过滤系统集合平面示意图。图3是收集槽的侧向截面示意图。图4是本发明第一种基本组合方式的侧向截面示意图。图5是本发明第二种集合组合方式的侧向截面示意图。图6是本发明第三种组合方式的平面示意图。具体实施方式：如图１所示：本发明的基本实施方案中，浮动过滤系统包括两条浮子链１，一长条上沿封接并垂于所述浮子链下方的过滤网２，一个位于两条浮子链和滤网中间并在其前端与它们密封连接的收集槽或收集装置３，一连串垂挂于过滤网２下沿的配重棒链４，设置于各浮子链１连接处和配重棒链４连接处的绳圈５，一个水下方挂着系绳圈的拖行浮筒７，以及连接前述绳圈５和浮筒７下方系绳圈的拖绳６，在平面上形成一个漏斗。有益的选择是所述浮子链１由高分子材料制成长筒状气袋，打气后能够伸展成长筒并挺直。有益的选择是所述滤网２具有光滑的表面，高强度非弹性或低弹性，不会被生物降解，透水但能够保留大部分蓝藻簇团。有益的选择是在滤网的上下沿的背面用耐候网状材料缝成软管状，以便插入长筒气袋和配重棒链４。所述收集槽可选择用玻璃钢制作，装配有电动刮板器。所述拖绳６的比重等于或接近于１。在图２所示的由第一个技术方案衍生出来的第二个技术方案中，在前述基本方案的前方增加一个较粗的浮动过滤系统。其中的滤网8较粗，能够允许水和蓝藻自由通过，但能滤走大部分较粗的漂浮物。前后两个浮动过滤系统由拖绳6系于绳圈5连接形成图2所示平面展布。在图6所示的由第一个方案衍生出来的第三个技术方案中，收集装置两边的浮子数量和滤网的长度不等。在所有的技术方案中，浮子链1的直径和配重棒链4的重量都应该恰当选定，以使在水体中过滤网2和滤网8上下始终承受足够的张力而基本保持平直。较为理想的情形是用气袋9和气袋10两个分别固定在收集槽的入口和尾部的底部，使用者可以通过打气或放气来自由调节收集槽入口和尾部的吃水深度和角度。收集槽上可装备刮板机11便于将入口处浓缩的蓝藻泥刮至收集槽的尾部。在图１和图４所示：本发明的第一种实施方式中，当浮动过滤系统被拖动，拖绳６紧张时，过滤网２向前上方倾斜（法线指向前上方），在平面上收集槽两边滤网向着中心相向倾斜。当过滤系统向前移动时，大部分的水会通过过滤网，而大部分的蓝藻簇团将被保留并在滤网的前沿形成蓝藻浓浆。由于滤网朝向与前进方向为锐角，被保留的蓝藻浓浆将沿着滤网表面形成向着位于漏斗底部收集槽３的切向流。有利的做法是使滤网面同前进方向夹角小于平面上两边过滤网与前进方向的夹角，这样有助于防止或减少蓝藻浓浆从滤网的下沿逃逸。当水体条件允许时，滤网长度可以长达百米，而垂向高度可能在一米或不到一米。一般情况下，浮动过滤系统前进速度缓慢，使得滤网两面的压差很小，以使蓝藻等在滤网表面的粘堵作用最小化。在图２和图５所示：本发明的第二种实施方式中，当组合浮动过滤系统在广阔水域被向前拖动时，漂浮着的较粗的杂物将被前方的滤网８拦获，而水和蓝藻将轻松地通过而达到后边的过滤网２。大部分蓝藻将被后边的过滤网２拦获并形成高浓度藻浆切向流向收集槽３。如此收集的蓝藻较纯，对后续有益利用更具价值。在图６所示的本发明的第三种实施方式中，浮动过滤系统的两端固定在两岸（允许的话）或所述浮筒７上，与风向或水流方向形成夹角。滤网面（法线）应该向上斜向面对蓝藻移动的方向。收集槽或者说漏斗底无论是否在中心，都应该位于蓝藻移动方向的下游。与普通油栅栏相比，浮动过滤系统不仅阻止或减少了蓝藻进入下游或下风水体，也能够更容易地通过在收集槽收集浓缩的蓝藻浆而移除这些聚集的蓝藻。在所有上述的实施方式中，所得藻浆的浓度是滤网与水流的夹角，拖动速度，风向和风速，收集槽的吃水深度等因素的综合效应。强力推荐迎风拖动浮动过滤系统。