集成式蓝藻藻水分离单元及相应的新型鳃式过滤器的制作方法

1.本发明涉及蓝藻处理的环保技术领域，具体为集成式蓝藻藻水分离单元及相应的新型鳃式过滤器。


背景技术：

2.湖泊江河悬浮物是当今社会较为重要的问题之一，诸如蓝藻、海藻、水草等会对人们所依赖的水资源造成污染，为应对该问题，必须及时对湖泊悬浮物进行打捞去除，现多采用蓝藻收集船来收集悬浮蓝藻，收集后的含藻量较多的表层水经过过滤器将水与藻类分离开来，一般采用斜面过滤板或者振动斜筛过滤进行藻水的分离，其中专利号为cn200910031268.0公开的鳃式过滤器提出了高度密集化的鳃式过滤技术，可以在有限地空间上节约10倍的过滤面积，形成较大过滤流量，适合于低浓度悬浮液的大流量初级分离，但是该鳃式过滤器在实际使用时还存在以下问题：
3.1、喷淋管需要安装在支撑架上，支撑架上同时也要安装筛面，所以往往筛面都是固定在支撑架后面的，但是由于筛面的后面还有一个导流板，在过滤的过程中，由于藻水的重力影响，导致导流板和筛面很容易贴合起来，影响藻水过滤效果。
4.2、鳃式过滤器通过在过滤器顶部设置喷淋管，经进液主管和进液支管将蓝藻水输送至各喷淋管，那么就需要在安装过程中布设若干根传输管道才能完成对藻水的传输，导致在操作过程中布设管道费时费力、管道过多占用空间等问题。
5.3、蓝藻水在管道输送过程中，由于水流的影响，存在输水管道前端和输水管道后端输水量不一致的问题，导致每个喷淋管喷淋出的藻水量不一样，致使筛面上的蓝藻过度堆积导致过滤效率降低；
6.4、完成过滤的水大部分从筛面后方流走，但是也会有少部分水沿着筛面背部顺流而下，流至筛面最底部并反渗至筛面的正面，从而导致筛面最底部的蓝藻水分依旧很高，降低了藻水的过滤效率。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供集成式蓝藻藻水分离单元及相应的新型鳃式过滤器，以解决上述背景技术中提出的问题。
8.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：集成式蓝藻藻水分离单元及相应的新型鳃式过滤器，鳃式过滤器包括输水框架、喷淋组件和筛网，所述喷淋组件设置在输水框架顶部，所述筛网固定在输水框架上；所述输水框架为中空管道，且下端设有第一进水口。
9.作为优选方案：所述喷淋组件包括若干个喷淋口和导流板，所述喷淋口设置在输水框架的顶部且开口向上，所述喷淋口上设有导流板，所述导流板一端固定在输水框架上，另一端折弯后将喷淋口喷出的水导流至筛网上。
10.作为优选方案：所述导流板前端为半圆弧状，将喷淋口喷出的藻水导流到筛网上，
导流板后端与输水框架表面贴合固定。
11.作为优先方案：所述导流板后端与输水框架之间还固定有整流板和筛网，所述喷淋口是输水框架、筛网和整流板三层贯通形成的孔道。
12.作为优选方案：所述输水框架底部设置有集藻组件。
13.作为优选方案：所述集藻组件包括第一收集槽和第一藻泥排放口；所述第一收集槽固定在输水框架底部，所述第一藻泥排放口设置在第一收集槽底部。
14.作为优选方案：所述鳃式过滤器有若干组，若干组鳃式过滤器之间的第一进水口通过输水管道连通和运送藻水。
15.作为优选方案：所述鳃式过滤器有两组，两组鳃式过滤器呈v字型摆放，且对称设置在集藻组件上。
16.作为优选方案：所述集藻组件包括第二收集槽、第二藻泥排放口和底座架，所述第二收集槽上插接着鳃式过滤器，第二收集槽一端设有第二藻泥排放口，第二收集槽下方设有底座架，所述底座架用于支撑第二收集槽。
17.作为优选方案：所述底座架有两个，分别设置在第二收集槽的两端底部，所述底座架插接在对应的底座中。
18.作为优选方案：所述筛网背面设有支撑组件，所述支撑组件包括若干个横杆、若干个纵杆和撑杆，所述横杆和纵杆均固定在输水框架上，所述撑杆固定在横杆上，撑杆用于输水框架的支撑。
19.作为优选方案：所述输水框架还包括第一出水口、第二进水口和第二出水口，所述第一进水口和第一出水口分别设置在输水框架底部横管的两侧，所述第二进水口和第二出水口分别设置在输水框架顶部横管的两侧。
20.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
21.1、本发明完全依托于藻水的重力、倾斜过滤器的结构，设计了无动力驱动的过滤器，解决了藻水过滤的问题，大大节省了能源成本。
22.2、输水框架为中空的管道，藻水先流经输水框架的底部，再从底部向上蔓延，最后向输水框架的顶部汇聚，然后通过顶部的喷淋口，喷洒至筛网上。本发明这种结构的设置避免了设置若干进水管道，有利于节省管道布设所占用的空间，同时降低了管道布设的难度。
23.3、本发明的输水框架是中空的管道，藻水被输送至输水框架的第一进水口，然后藻水先流经输水框架的底部横管，再从底部横管两侧的竖管向上蔓延，再向输水框架的顶部横管两端汇聚，所以顶部横管的藻水流是从横管两端向中间汇集的，因为顶部横管的两端流速基本一致，从而保证了藻水在传输至喷淋口的时候，能够均匀喷淋至筛网上，避免了现有技术喷淋不均匀而导致藻水局部堆积在筛网上的现象，本发明提高了过滤的效率，降低了过滤后藻水的含水浓度。
24.4、本发明将喷淋口设置在输水框架顶部并且开口向上，然后再通过导流板将藻水引流到筛网上。如果在输水框架上直接开向下的喷淋口，那筛网就需要固定在输水框架的后面，从而导致筛网因为藻水重力的影响，固定的不牢靠影响过滤效果，同时藻水顺流而下之后到达过滤器底部，藻泥会堆积在底部的输水框架上，不容易滑到藻泥收集槽。
附图说明
25.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：
26.图1为本发明的整体结构示意图；
27.图2为本发明图1中a处放大图，即喷淋组件的侧面剖视图；
28.图3为本发明实施例一的单片鳃式过滤器结构示意图；
29.图4为本发明实施例一的多个单片鳃式过滤器摆放一起的结构示意图；
30.图5为本发明实施例一的多个单片鳃式过滤器摆放一起，同时所有第一进水口用输水管道连通的结构示意图；
31.图6为本发明实施例二的结构爆炸图；
32.图7为本发明实施例二的集藻组件拆解图；
33.图8为本发明背面结构示意图；
34.图9为本发明样品试验现场图；
35.图中：1、输水框架；2、喷淋组件；3、筛网；4、集藻组件；5、输水管道；
36.11、第一进水口；12、第二进水口；13、第一出水口；14、第二出水口；
37.21、喷淋口；22、导流板；23、整流板；
38.411、第一收集槽；412、第一藻泥排放口；
39.421、第二收集槽；422、第二藻泥排放口、423、底座架；424、底座；
40.61、横杆；62、纵杆；63、撑杆。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.实施例：请参阅图1
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9，本发明提供技术方案：
43.集成式蓝藻藻水分离单元及相应的新型鳃式过滤器包括输水框架1、喷淋组件2和筛网3，喷淋组件2设置在输水框架1顶部，筛网3固定在输水框架1上；输水框架1为中空管道，且下端设有第一进水口11。
44.如图1所示，输水框架1为中空的管道，藻水被输送至输水框架1的第一进水口11，然后藻水先流经输水框架1的底部横管，再从底部横管两侧的竖管向上蔓延，再向输水框架1的顶部横管两端汇聚，所以顶部横管的藻水流是从横管两端向中间汇集的，所以顶部横管的两端流速基本一致，从而保证了藻水在传输至喷淋口21的时候，能够均匀喷淋至筛网3上，避免了现有技术喷淋不均匀而导致藻水局部堆积在筛网3上的现象；同时也解决了喷淋管道布设所占用的空间。
45.如图2所示，喷淋组件2包括若干个喷淋口21和导流板22，喷淋口21设置在输水框架1的顶部且开口向上，喷淋口21上设有导流板22，导流板22前端为半圆弧状，导流板22将喷淋口21喷出的藻水导流到筛网3上，导流板22后端设置了一个延长部位，该延长部位与输水框架1表面贴合固定。将喷淋口21设置在输水框架1顶部并且开口向上，是因为如果在输
水框架1上开向下的喷淋口21，那筛网3就需要固定在输水框架1的后面，从而导致筛网3因为藻水重力的影响，固定的不牢靠影响过滤效果。
46.同时，本发明设计的结构是将筛网3固定在输水管道1的正面，即筛网3的上部压紧在导流板22和输水框架1贴合部位之间，通过将导流板22后端延伸代替现有技术的压条，来实现筛网3的上部固定；然后筛网3的其他三个面是通过压条固定在输水框架1两侧竖管和底部横杆上的，所以整个筛网3是蒙在输水框架1的表面的，这样的设计即保证了筛网3在藻水重力作用下的稳定性，又能实现过滤器底部藻泥容易滑到藻泥收集槽，藻泥没有输水框架1底部横杆的遮挡。
47.导流板22后端与输水框架1之间还固定有整流板23，喷淋口21是输水框架1、筛网3和整流板23三层贯通形成的孔道。整流板23有一定的厚度，例如5mm，这样的设计是为了将喷淋口21设计成有一定深度的孔道，这样才能使得喷淋口21喷出的藻水是一个水柱，如图9所示，水柱喷到导流板22上，然后顺着导流板22导流到筛网3上。如果喷淋口21只是在输水框架1顶部开孔，因为输水框架1的壁很薄，那喷淋口21出来的水会因为薄壁流的问题，不能形成水柱，而是乱射的水流，不利于藻水流到筛网3上。
48.同时，因为整流板23的设计，使得喷淋口21喷出的是水柱且有流速，所以水柱通过导流板22的阻力作用，能够分散并均匀的导流在筛网3上，如图9所示。
49.实施例一：
50.如图3、4、5所示：输水框架1底部设置有集藻组件4，集藻组件4包括第一收集槽411和第一藻泥排放口412；第一收集槽411固定在输水框架1底部，第一藻泥排放口412设置在第一收集槽411底部。当筛网3上的藻浆过滤后，滑到底部第一收集槽411中，然后再通过第一藻泥排放口412排出回收。
51.实施例一的鳃式过滤器可以根据实际需要，设计为若干个单片鳃式过滤器并排，然后将并排的单片鳃式过滤器的第一进水口11用输水管道5连通，通过一个输水管道5一起给各个单片鳃式过滤器运送藻水，解决了多管道送藻水的问题。同时也可以根据场地和过滤强度的要求，根据实际情况选取不同数量的单片鳃式过滤器。
52.实施例二：
53.如图6、7、8所示：单片的鳃式过滤器有两组，两组鳃式过滤器呈v字型摆放，且对称设置在集藻组件4上。集藻组件4包括第二收集槽421、第二藻泥排放口422和底座架423，第二收集槽421上插接着鳃式过滤器，第二收集槽421一端设有第二藻泥排放口422，第二收集槽421下方设有底座架423，底座架423用于支撑第二收集槽421。底座架423有两个，分别设置在第二收集槽421的两端底部，底座架423插接在对应的底座424中。
54.v字型的过滤器设计，主要是为了便携和拆装，鳃式过滤器通过插销固定在第二收集槽421上的，同时底座架423插接在对应的底座424中，所以在收纳过滤器的时候，直接将鳃式过滤器、第二收集槽421、底座424拆开打包就可以，方便搬运和携带。
55.如图8所示：筛网3背面设有支撑组件，支撑组件包括若干个横杆61、若干个纵杆62和撑杆63，横杆61和纵杆62均固定在输水框架1上，撑杆63固定在横杆61上，撑杆63用于输水框架1的支撑。
56.撑杆63对鳃式过滤器的起整个支撑作用，横杆61和纵杆62用于支撑筛网3，使得筛网3不凹陷。同时纵杆62与输水框架1底部之间形成三角形，使得支撑稳定性更好。
57.横杆61用于支撑筛网3的同时，因为横杆61设置在筛网3的背面并与筛网3背面贴合，所以横杆61起到刮水的作用。因为在筛网3的背面，大部分水竖直滴落，但是还是会有一部分水附着在筛网3背部的毛细层表面，并沿着筛网3背面顺流滑落至筛网3的底部，所以在筛网3的底部会出现筛网3背部的水反渗回筛网3正面的问题。通过若干个横杆61的设计，可以将筛网3背面的水每间隔一段距离就阻挡刮除，从而解决了筛网3底部水反渗的问题。
58.输水框架1还包括第一出水口13、第二进水口12和第二出水口14，第一进水口11和第一出水口13分别设置在输水框架1底部横管的两侧，第二进水口12和第二出水口14分别设置在输水框架1顶部横管的两侧。正常使用的时候，只有第一进水口11与藻水吸头连接，然后给输水框架1输送藻水，而第一出水口13、第二进水口12和第二出水口14是关闭状态。因为本发明过滤器过的是藻水，所以在藻水运输过程中，避免不了的在输水框架1的横管中出现杂物，导致横管输水效率变低。所以本发明在输水框架1在底部横管的两侧设置第一进水口11和第一出水口13，在输水框架1顶部横管的两侧设置第二进水口12和第二出水口14，当横管中存在杂物，就通过进水口灌入清水清洗，然后杂物从出水口流出。
59.本发明的工作原理：本发明在使用的时候，藻水通过吸头被输送至输水框架1的第一进水口11，然后藻水先流经输水框架1的底部横管，再从底部横管两侧的竖管向上蔓延，再向输水框架1的顶部横管两端汇聚，最后通过喷淋口21喷出，喷出的藻水通过导流板22的作用，顺着导流板22导流到筛网3上。因为鳃式过滤器是倾斜的，鳃式过滤器与水平面之间存在一个锐角，例如50
°
、60
°
、70
°
、80
°
等等，所以导致筛网3上的藻水因为重力的影响，使得水与藻进行分离，而过滤后的藻泥因为重力作用，顺着筛网3表面滑入集藻组件4，然后通过藻泥排放口排出回收，从而完成藻与水的分离。
60.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
61.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。