专利名称：湖泊水华蓝藻收获的制备方法
技术领域：
本发明涉及湖泊蓝藻水华收获，更具体涉及一种湖泊水华蓝藻收获的制备方法。
背景技术：
近几年来，由于工业迅速发展，人口剧增，城市化加重，环境严重污染，我国许多水体的富营养化程度加剧，引起藻类、特别是蓝藻的大量繁殖，某些水体甚至发生严重的蓝藻水华，直接影响了水体的质量和可利用度，并危害着牲畜和人类的健康。在长江中下游地区湖泊蓝藻水华的大量发生在4-10月，尤其在7-9月的高温季节蓝藻水华的产生量最大。湖泊大量发生的水华蓝藻一方面严重污染环境、危害饮水水源，另一方面给旅游业带来了极大的影响。为减轻湖泊的污染，消除蓝藻异味，有必要对大量堆积的蓝藻水华进行有效地清除。清除蓝藻有化学、生物学和物理学等方法，采样化学方法在湖泊投放化学药品或试剂，必然对水质带来不同程度的危害；生物学方法清除蓝藻水华不存在化学污染问题，但在湖泊大量投放滤食性鱼类及食藻动物及微生物等，虽然能去除大量蓝藻水华，但是在蓝藻大量暴发的高峰季节，这些方法难以对大量堆积的蓝藻水华进行有效吞食。物理学方法有机械清除、生物爆气等多种方法，采样机械方法清除蓝藻水华，既没有化学和生物学方法那样的影响，且能直接大量清除湖面蓝藻水华。因此，在蓝藻水华大量发生季节，采用机械的方法对大量堆积的蓝藻水华进行有效地清除并加以利用，以防止恶化增殖和二次污染，并由此降低水体营养水平，从而可达到改善环境之目的是十分必要的。国内有江苏在太湖、安徽在巢湖、昆明在滇池都试图将水华蓝藻进行收获，他们投入了很大的资金和人力进行收获，效果不是十分理想。国外关于收获湖泊藻类的文献报导的也不多，只有日本在一个学术讨论会上发表了一篇关于蓝藻水华收获的论文，其主要工艺路线是利用船将藻类用水泵抽到船上的离心机中离心，然后在用燃料将藻类燃烧处理。这种方法操作复杂，成本高，消耗能源相当大，燃烧的烟雾对大气又造成了污染，因而也并不十分理想。
发明内容
本发明的目的是提供一种湖泊水华蓝藻(微藻)收获的制备方法，方法易行，操作简便，节省能源，成本低，解决了湖泊大量堆积的蓝藻水华收获、脱水、干燥的问题。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术措施1收获1.1收获平台设置根据蓝藻水华堆(富)集情况或湖泊地理情况收获平台可设置固定和移动1.1.1固定平台采集由于受风力的影响，藻类水华主要集中在湖泊的某一沿岸。固定采收平台的地点设置在这一带。在地面建造一固定平台，面积20m2，可放置2套过滤斜筛。平台靠近湖泊边，台面略高于湖面，在平台的过滤液出水口做一水槽，便于过滤液流入湖内。
1.1.2移动平台(收集船)采集由于一些湖泊沿岸一带距离较长，靠固定平台采收是不够的；有时由于风向原因，湖面蓝藻水华会随风漂到固定收集点以外，这时必须采用移动平台(船)进行收获。将收藻平台(船)开到藻类水华最多的地方进行收获。在平台前端设置一个喇叭口式围栏，喇叭口底部放置一个吸藻槽，利用吸藻槽中的无堵塞泵将蓝藻水华吸入到船上的过滤装置中进行过滤。
1.2围栏围栏组成与制作围栏泡沫塑料和防水、防晒布组成。其制作方法是将泡沫塑料加工成圆筒形(直径20-25cm)，利用防水、防晒布包在外面，且下端留40-50cm的布作为垂帘。围栏设在湖面靠近岸边的下风口，布局为喇叭口形；其主要作用是借助自然风力使湖面蓝藻水华吹到喇叭口围栏底部，使水华集中堆积在喇叭口底部。
围栏的大小依据下列因素确定1.泵集能力；2.湖表藻层厚度(通常以5-10cm计)；3.风力风向；4.支撑固定位置；5.上述因素决定的采收面积。
1.3吸藻槽吸藻槽设置在喇叭口围栏底部，槽内放置一个无堵塞泵(功率2.2KW；流量10-15m3；扬程10-15m)，集藻槽半沉半浮于水面(主部件浮于水面5-8cm)，便于将表层蓝藻水华通过泵抽入到过滤装置中。
集藻槽有两种形状a.圆盘形直径1140mm，高640mm；设置3个圆形浮筒使整个吸藻槽浮于水面。圆盘中间放置吸藻的无堵塞泵筒，内放无堵塞泵，启动水泵时周围的蓝藻水华会自动流入筒中，随泵吸入到过滤装置中。
b.梯形前端1200mm，后端600mm，高200mm；后端设置一个高400mm的无堵塞泵筒，内放无堵塞泵，启动水泵时前端的蓝藻水华会自动流入筒中，随泵吸入到过滤装置中。
2藻水分离工艺藻水分离分筛滤和离心两个步工艺进行2.1筛滤(振动重力斜筛过滤)2.1.1振动重力斜筛过滤在固定或活动采收平台上安装振动重力斜筛，斜筛长2.5-5.0m，宽0.8-1.0m斜筛安装角度为15度左右为宜。筛底铺垫滤布，滤布采用尼龙纱网。规格可根据采收季节，水华发生的量，采用不同规格的筛网，一般在孔径0.125-0.035mm之间。由吸藻槽中的无堵塞泵将吸藻槽外围的富藻水吸到振动重力斜筛上进行振动过滤。
2.1.2清洗清洗的目的有二，一是清除杂质，提高收获干燥的效率；二是提高物料的纯度，使脱水后的中间产物乃至干燥后的收获物的品质得以提高。清洗的方式依据水华的性质分别采用湖水或自来水淋洗。得到的藻浆放置在藻浆储存池中，共离心脱水和沉降脱水使用。
2.2离心脱水采样无堵塞泵将藻浆储存池中的藻浆泵到配套的离心机中进行离心脱水。离心机如果每小时处理量为10m3，那么水泵应配套为10m3/h。离心机转速控制在3200-3400r/h。通过离心机脱水得到的藻泥含水量大约为90-92％。
2.3沉降脱水由于离心机购置价格高，如果经济紧缺的情况下，可采样沉降脱水。经重力斜筛收获得到的藻浆，置于垫有滤布的藻筐内进行沉降脱水。集藻筐大小为400×300×250mm为宜，滤布的孔径为0.071-0.154mm，一般沉降2h左右，即可得到含水量约91-93％左右的藻泥。
3干燥与制粉3.1烘干通过离心脱水或沉降脱水所得到的藻泥可利用烘干房进行烘干。在国内选择SRC-1单层带式穿流干燥机。主要特点是网带透气性好，热空气易于物料接触。停留时间可任意调节。工作原理物料(藻泥)均匀地铺在网带上，网带在传动装置作用下，均匀地在干燥机内移动。气流经加热器加热后，进风温度控制在70-75℃，由循环风机进热风分配器，成喷射吹向网带上的物料时与物料接触传质，大部分气体循环，一部分温度低的含湿量较大的气体作为废气由排湿风机排出。物料水分含量为90-92％的条件下，产量可达到10-15kg/h，干燥，产品含水量7-8％。
3.2晒或风干采用塑料编织布或尼龙布做成长1m，宽2m木框，将收获的蓝藻藻泥平铺在上面，厚度1-2cm为宜，直接在太阳光下自然晒干或风干。
3.3塑料大棚晾晒利用塑料大棚，在大棚内用铁丝拉线，间距50-100cm，将藻泥均匀的涂在编织布或尼龙布上，厚度以1-2cm为宜，然后挂在铁丝晾晒。必要时，可在大棚内设置一个抽风机，便于更快干燥。目前国内干燥藻类(主要是指螺旋藻的干燥)多数是利用喷雾干燥，少数采用晒干。利用塑料大棚挂晒藻类在国内还没有人用过，此法可解决夏季长期雨天或阵雨天气条件下给平铺在太阳下晾晒的困难，同时减少了占地面积，而且干燥的藻粉质量比在地上平铺晒干的好，比烘干的干藻成本低。
4制粉将干燥好的藻片(块、粒)用粉碎机粉碎成粉末，粒度60-80目，然后用套有聚丙烯塑料薄膜内衬的编织袋包装。在干燥、阴凉、通风的地方蔽光保存。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果适用性强，操作简便，节省能源，处理效果好。经藻水分离后所得到的藻泥含水量可达到90-92％，这样便于干燥。制备的蓝藻干粉可以作为饲料和肥料，也可作为提取精细化产品的原料。
图1为一种湖泊水华蓝藻收获的制备方法流程示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步说明描述，其步骤是首先是将湖面水华蓝藻1围栏2，在湖面靠近岸边的下风口处设置一喇叭口形围栏2，其主要作用是借助自然风力使湖面蓝藻水华吹在喇叭口底部堆积。围栏长度可在500m，分两条，每条250m，面积约3000m2，摆放呈喇叭口式。在围栏2底端放置一个集藻槽3，集藻槽3内放置一个15m3/h无堵塞泵，将集藻槽3周围的富藻水泵到藻水分离装置用振动重力斜筛4上进行过滤脱水，清洗5蓝藻，振动重力斜筛4将清水排入湖中6；其次是藻水分离藻水分离用振动重力斜筛4脱水，每个重力斜筛长2m，宽0.9m；两个一组，上下排列成梯形，角度12度，15m3/h无堵塞泵可配置3组斜筛，由集藻槽3中的无堵塞泵将富藻水吸入振动重力斜筛4上用卧螺离心机7藻水分离。振动重力斜筛4上铺过滤布，滤布孔径一般在0.154mm。富藻水通过振动重力斜筛4过滤后的清水由管道排放到湖内，得到含水量为98％左右的藻浆20m3/h，藻浆进一步采用离心、旋振、沉降等方法进行二次藻水分离；第三是二次藻水分离将振动重力斜筛4脱水得到的藻浆泵入卧螺离心机7中，离心机转速为3200-3500r/mim，得到含水量约为90-92％藻泥800-1200kg/h。如果要利用藻类提取有效成分开发利用，可直接用此藻泥作为原料；如不利用可进行下一步干燥10工序；第四是用旋振筛8脱水将振动重力斜筛4脱水得到的藻浆转入旋振筛8内进行脱水，得到的藻泥含水量约为90-92％，旋振筛8处理量为200kg/h/台藻泥。如果要利用藻类提取有效成分开发利用，可直接用此藻泥作为原料；如不利用可进行下一步干燥10工序；第五是沉降脱水，用藻筐9沉降脱水将振动重力斜筛4脱水得到的藻浆放入垫有筛绢的塑料筐(450×300×250)中进行自然脱水，滤布孔内径为0.071-0.154mm，2-3h后脱水成藻泥(此时含水量为90-92％)，一般处理量为30kg/筐。如果要利用藻类提取有效成分开发利用，可直接用此藻泥作为原料；如不利用可进行下一步干燥10工序；第六是干燥一是用干燥机干燥10藻泥如果暂不利用，可采用SRC-1单层带式穿流干燥机干燥10，该设备主要特点是网带透气性好，热空气易于物料接触。停留时间可任意调节。工作原理物料(藻泥)均匀地铺在网带上，藻泥铺放厚度1cm，网带在传动装置作用下，均匀地在干燥机内移动。气流经加热器加热后，进风温度控制在70-75℃，由循环风机进热风分配器，成喷射吹向网带上的物料时与物料接触传质，大部分气体循环，一部分温度低的含湿量较大的气体作为废气由排湿风机排出。一台SRC-1单层带式穿流干燥机可干燥藻块20kg/h；二是用塑料大棚干燥藻泥如果暂不利用，可将藻泥涂在晾晒布上，厚度1-1.5cm为宜，在塑料大棚内晾挂晒干成藻块，一架300m2的塑料大棚，挂晒，面积为可达到540m2，可挂晒鲜藻2000kg，晴天一天可干燥，可收获干藻100kg；一般2天可晾晒干，按3天一个循环，平均每天可挂晒鲜藻700kg，收获干藻35kg；三是晒干或风干藻泥如果暂不利用，可将藻泥涂在平铺的晾晒布上，厚度一般为1-1.5cm为宜，将其放置在太阳下或荫凉通风处晒干或风干；第七是粉碎用粉碎机11粉碎，藻泥干燥呈藻片或藻块后，采用粉碎机11将其粉碎成藻粉。产品过筛60-80目，用含聚丙烯内衬的编织袋包装成品12。藻粉可以作为饲料和肥料，也可作为提取精细化学(工)产品的原料使用。
权利要求
1.一种湖泊水华蓝藻收获的制备方法，其步骤是A、将湖面蓝藻水华(1)围栏，在湖面的下风口处设置一喇叭口形围栏(2)，在围栏(2)底端放置一个集藻槽(3)，集藻槽(3)内放置一个无堵塞泵，将集藻槽(3)的富藻水泵到藻水分离装置用振动重力斜筛(4)上进行过滤脱水，清洗(5)蓝藻，振动重力斜筛(4)将清水排入湖中(6)；B、藻水分离藻水分离用振动重力斜筛(4)脱水，振动重力斜筛(4)上下排列成梯形，由集藻槽(3)中的无堵塞泵将富藻水吸入振动重力斜筛(4)上用卧螺离心机(7)藻水分离，振动重力斜筛(4)上铺过滤布，富藻水通过振动重力斜筛(4)过滤后的清水由管道排放到湖内，藻浆进一步采用离心、旋振、沉降进行藻水分离；C、二次藻水分离将振动重力斜筛(4)脱水得到的藻浆泵入卧螺离心机(7)中，离心，干燥；D、用旋振筛(8)脱水将振动重力斜筛(4)脱水得到的藻浆转入旋振筛(8)内进行脱水，干燥；E、沉降脱水，用藻筐(9)沉降脱水，将振动重力斜筛(4)脱水得到的藻浆放入垫有筛绢的塑料筐中进行脱水，干燥；F、干燥一是用干燥机干燥(10)，藻泥铺在网带上，藻泥铺放厚度1cm，网带在传动装置作用下，在干燥机内移动，气流经加热器加热后，进风温度控制在70-75℃，由循环风机进热风分配器，成喷射吹向网带上的物料时与物料接触传质，气体循环，废气由排湿风机排出；二是用塑料大棚干燥将藻泥涂在晾晒布上，厚度1-1.5cm，在塑料大棚内晾挂晒干成藻块；三是晒干或风干将藻泥涂在平铺的晾晒布上，厚度为1-1.5cm，放置在太阳下或荫凉通风处晒干或风干；G、粉碎藻泥干燥呈藻片或藻块后，采用粉碎机(11)将其粉碎成藻粉，产品过筛60-80目，用含聚丙烯内衬的编织袋包装成品(12)。
全文摘要
本发明公开了一种湖泊水华蓝藻收获的制备方法，其步骤是A.围栏；B.过滤，用无阻塞泵将围栏在集藻槽中的藻类水华吸入重力斜筛上进行收获；C.脱水，过滤收获的藻浆，进行离心、旋振或沉降脱水为藻泥；D.干燥，采样干燥机、塑料大棚挂晒、晒干或风干为藻片或藻块藻；E.用粉碎机将收获的藻片或藻块粉碎成藻粉。本发明方法易行，操作简便，节省能源，藻粉可作为饲料和肥料，也可作为提取精细化工产品的原料。
文档编号C02F1/00GK1492037SQ0312536
公开日2004年4月28日 申请日期2003年9月2日 优先权日2003年9月2日
发明者沈银武, 刘永定, 吴国樵, 丘昌强, 敖鸿毅, 谢作明 申请人:中国科学院水生生物研究所