专利名称：富营养化湖泊快速净化法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种富营养化湖泊的快速净化方法及装置，尤其对于半封闭浅水湖泊更实用。具体说是一种用筛滤的方法除去富营养化湖水中的藻类和大颗粒物质的，以达到除N P及重金属净化湖泊的目的。
背景技术：
现在随着经济的发展，由于人们不注意环境保护造成很多湖泊富营养化。给在湖边生活的人们和湖中的生物带来了巨大的危害，由此也出现了很多的治理方法。其中也有除去湖中藻类的方法，以此作为生态恢复的前提，其中有微生物除藻；鱼类除藻；药剂除藻；避光除藻；引清水稀释；筛滤除藻。以上方法均有应用且都有一定的效果；但也存在很多缺陷；比如微生物除藻，鱼类除藻都是一种很生态的方法，但是生物要有适应期后才会有效，特别是在富营养化的湖泊中能见度低，氧气含量极低的条件下很难发挥作用；还可能在将来出现外来物种入侵的危害。药剂除藻虽效果快；但药剂的潜在危害严重，且使藻类死亡后下沉到湖低，打捞低泥成本太高，不易除掉；药剂失效后可能会反复。引清水稀释虽有很好的效果；但对一个缺水的地方是非常不经济和科学的方法，且对于一个大的多年污染的湖泊来说只是一暂时的。而现有的筛滤除藻法是基于藻类及悬浮物有一定的粒径而应用的；但无论是震动筛，水力筛，转盘式筛网，微滤机都存在着过滤前用泵提升水才能进行筛滤，这样容易破坏藻类的结构就使筛滤的效果还不太理想投资也大。上述所有的方法都存在大规模化后就不经济合算的缺点。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述方法的缺点，以达到快速净化湖泊。特别是本发明也是一种筛滤法，是对现有筛滤法做出重大的改进克服了现有筛滤法的缺点。运用了师夷长技以治夷的思想和物尽其用的思想；以藻治藻，以藻治湖，以湖治湖，以藻除N P。利用富营养化湖泊中藻类生长迅速的生理特点，把湖泊做为藻类生长的场所使藻类生长固定N P及重金属。再用适合的速度除掉藻类，同时也把N P和重金属也除掉。
本发明所述的富营养化湖泊快速净装置。包括把湖泊在离湖岸200-300米(如果会影响旅游可以在几千米至十几千米处隔湖)的湖中把湖分隔形成一条大水道，且使一头连到岸上封闭。并在封闭的一头建过滤装置。使湖水通过筛滤设施提供能量后在湖内循环。还要在筛滤装置的旁边建成用于后续处理的装置。所述过滤装置要建在藻类集中的地方，由于会有风浪的影响还要在处理装置前建防风浪影响的构件。由于开始时藻类因为营养多长的快且形成的菌落大用大孔径的滤布。随着水质的好转藻类长的会减慢且形成的菌落也在减小，适时的换用合适的小孔径的滤布；刚开始用小孔径的滤布容易阻塞，达不到处理的效果。
通过这样的处理。让湖水从隔好的湖的一边进入筛滤装置把藻类及大颗粒物质挡住，得到的清水在回到湖的另一边；就形成了湖内的水循环。通过这样让湖水不断的通过筛滤装置，不断除掉藻类和颗粒物，同时带走N P和重金属，不断得到清水；使湖水快速净化。快速变清为后来的处理开个好的头；比如种植沉水植物及鱼类的生长。处理过的水由于藻类的减少，氧气含量会明显的增加；这样可以促进低泥中好氧微生物的生长和消化低泥；流速的加快可以把低泥也带到过滤装置中除掉。得到的藻类和颗粒物由于绝大部分是有机物可做燃料；燃烧发电，回收金属及N P肥料。
其主要的装置是一个筛滤池。此筛滤池的底部比所在湖的水面低2-4米；为了降低能耗进水和出水口完全与湖水相通，用筛滤机械放在滤池中把滤池分为前池和后池；前池直接与湖水相通，后池装滤过的清水，用泵把后池的水送回到湖中；为了减小能量消耗要建很大的回流通道。筛滤机械借用了传送带的工作原理；只是为了能有效的除藻其运行速度是50-500米之间，并且在两侧及底部增加了防漏的构件，以防湖水不经滤布就回到湖中。过滤装置主要由过滤前池，过滤后池，泵房，回湖通道按顺序组合。由于过滤前没有用泵提升水，没有破坏藻类的菌落和会被破坏的颗粒物，使得筛滤介质孔径求不大；就可以有很大透过率，并且回流的通道很大；所以不要很高的扬程，在0.15-0.5米之间。这样就可有巨大的处理量和好的过滤效果。
本发明的主要优点有(1)由于不要大的扬程；所以有巨大的处理量，日处理量在100-1000万吨。(2)有好的处理效果；经实验证明，对藻类和颗粒物的拦截率可达95％以上，藻类可达99％以上。(3)可回收湖中的有机物，金属和N P。(4)不要大的扬程；能耗少，对于巨大的处理量基建费用不高。(5)特别适用于半封闭的湖泊。(6)由于没有破坏藻类菌落和颗粒物，对过滤设备的要求不高。(7)就现有技术是完全能实施的。
附图1是简要流程及方法的简图。
附图2，附图3，附图4，附图5，附图6是主要装置；滤池，滤机的简明直观图。
附图7是雾化吸收塔的简图。
下面结合图1具体说明方法。
在图中1是湖；2是隔湖构件；3是滤池的前池；4是滤机；5是横向传送带，其下是过滤后池；6是泵房；7是回流通道；8是压滤机；9是藻类烘干机；10是雾化吸收塔；11时排空烟囱；12是沉淀池；13是燃烧炉；14是石灰石吸收塔；15是发电机和吸收了N P的石灰石干燥机；16是湖泊进水河道；17是出湖河道；18是防风浪设施。
在所述方法中，隔湖要在离湖岸200-300(如果会影响旅游可以在几千米至十几千米)处，以减小施工难度；可以用废弃的电杆为支柱，用厚的薄膜做隔水材料；要求一头敞开一头封闭，并使封闭一头在藻类集中的地方，在此建滤池以更好的除藻。滤池的底部低于湖面2-4米，泵房在整个滤池与回流通道之间，进水口与湖相通使直接进入滤池池前。
主要步骤是当泵房6中的泵运行后过滤后池的水位下降，过滤前池的水在重力的作用下穿过滤布进入过滤后池，湖1中的水由于前池的水位的下降也向滤池流进；泵把水提升到回流通道7中由于水位比湖中的高在重力的作用下回到湖中，如此周而复使的使水中的藻类不断除去也不断的除去N P及重金属。而得到的藻类经压滤机8压滤脱掉部分水后进入烘干机9烘干，进入燃烧炉13经充分燃烧后热量发电和烘干吸收了N P的石灰石；烟气的余热用做烘干机9的热源烘干获得的藻类；经过烘干机9的烟气再进入雾化吸收塔10吸收其中的N P及重金属后烟气由排空烟囱11排空；在雾化吸收塔10中用水吸收，吸收N P氧化物及重金属氧化物的水在沉淀池12中沉淀重金属氧化物后将上清液泵到石灰石吸收室固定N P的氧化物制得N P的复合肥料经发电及干燥室15后得到干燥的N P复合肥。考虑到得到藻类用运到远处堆放或填埋运费贵的原因采用就地焚烧的处理最划算。由于天然湖泊有风浪特别是在藻类集中的岸边浪很大为使已附着的要离开水面的藻类被浪打落到水里要建防浪设施18。
由于在整个处理过程中没有大的扬程和大阻力设备，经初步计算处理的费用在0.5-1.5厘人民币每吨，过滤前池比后池水位高在5-10厘米，后池比回流通道的水位低15-50厘米。回流通道的水位比湖面高10-40厘米，3-5年就可以是严重富营养化的湖泊恢复到三类以上水质。
简要介绍防浪设施的情况。在滤池前池的前方10米处相隔5-8米设置柱子；防浪件为双层的能漂浮在水上的物体，其上层为厚10厘米的泡沫经加固两边安上木板以防冲击，露出水面5厘米，宽1-2米在上面装上方木条增加阻力，在相隔5-8米的距离留出能套到柱子里的孔。下层为足够强度的塑料或木版也是和上层一样的留孔和宽度，并用钢筋把上下两层固定相连距离为1-2米；这样是就有了好的阻浪效果也能使藻类能顺利进入滤池。
下面结合图2，图3，图4，图5，图6简要说明滤池及滤机的结构。
在图2，图3，图4，图5，图6中为了方便说明采用相同的编号。
在图中1是湖面；2是滤池前池；3是刮泥板；4是横向传送带；5是滤池后池；6是泵房；7是回流通道；8是电机；9是减速机；10是离心泵；11是隔墙及安装滤机的梁；12是主动大辊轮；13是带式滤机；14是支持小辊轮；15是侧部防漏构件；16是前池最高水位；17是前池正常水位；18是底部防漏构件；19是从动大辊轮；20是后池正常水位；21是后池最高水位。在图5及图6中的侧部防漏构件15中的小黑阁是链条槽，滤布固定在链条上，并在两侧滤布的下面垫一层耐磨的材料以防滤布磨损。
上述的结构可以较清楚的说明滤池的结构；在整个设计中过滤池，泵房清水回流通道均在水下相同的深度，比湖面低2-4米，泵房在整个滤池与回流通道之间。滤机的主要尺寸为宽1.5-2.5米，长在30-50米，与地面的夹角20-25度，滤机的数量由处理两决定。
其步骤是在泵10工作后湖1中的水进如滤前池2中在压力的作用下透过滤机进入滤后池5，由泵10提升到回流通道7中在回到湖中；得到的藻类被横向传送带带走进行下部处理。滤机的操作条件是在过滤前池比后池水位高在5-10厘米，后池比回流通道的水位低15-50厘米，回流通道的水位比湖面高10-40厘米的条件下操作；滤机运行的速度是50-500米每小时。
它的原理是利用了筛滤的原理；为了不使易被破坏藻类能有效的截住而使滤池泵房回流通道的底在水面下2-4米，泵在滤池与回流通道之间。而要高效的拦截就要物质有足够大的粒径；但在富营养化的湖泊中的藻类形成大的菌落并吸附了别的小颗粒物所以有大的粒径。但在传统的处理中要想处理就要用泵把水提高，这样做不仅会破坏藻类的菌落甚至会破坏藻类的细胞结构，也由于藻类粒径的减小给后期的处理带来了困难，增加了巨大成本；所以为了减小过滤难度和成本我是过滤池和泵房及回湖通道在水面下2-4米，让泵房在滤池和回流通道之间，使过滤后池的水位比前池的低，而回流通道的水位又比湖面的高就可以使水顺利流动了；而由于没有破坏藻类菌落的粒径就可以使水位不高也有好的效果和大的处理量；只要将水位提升0.15-0.5米；由于不要大的水位差就可以使运行的费用很低，每吨0.5-1.5厘人民币。
在湖中污水被不断的被过滤的同时，过滤机在以50-500米的速读运行把附着的藻类带出水面被刮泥板3刮到横向传送带4上被带走进行下部处理。
下面结合图7简要说明雾化吸收塔的结构与工作步骤。
在图7中1是进气道；2是雾化室；3是吸收室；4是出气道；5是吸收布水器；6是导流板；7是吸收出水；8是导流塔板；9是雾化布水器；10是雾化出水；11是雾化进水；12是吸收进水。
其结构如图所示主要分为两段；上层为吸收段主要由布水器5填料层3导流板6导流塔板8组成，下层为雾化段主要由雾化布水器9雾化空腔2导流板导流塔板组成。为了减少费用主要是外壁用砖砌雾化段内衬一层不锈钢；因为下层导流板和导流塔板同时起到导流和加热釜的功能，下层的导流板和导流塔板也用不锈钢，雾化段高5-10米；吸收段导流板和导流塔板用塑料作成，填料可用钢渣，厚度为0.2-0.5米；整个雾化吸收塔的直径由进气量决定，计算于普通吸收塔相同；阻力小处理量大。
具体实施主要结合图1和图2说明。
主要设施有；隔湖构件(图1中2)；过滤池(图2中的滤前池2，滤后池5，泵房6，回流通道7，滤机13)。
从藻类集中的地方在离湖岸200-300处(为了不影响旅游可在离湖岸几千米至十几千米处)把湖隔出一条一头敞开一头封闭，封闭一头在藻类集中处，敞开一头延伸的目的是有利于水的循环的通道；并在藻类集中封闭的地方建滤池和后期处理设施。
启动工作后过滤后池的水为下降，使前池的水在重力的作用下透过滤机进入滤池后池。而回湖通道的水位升高在重力作用下进入湖中；要想很快见效就要使处理量很大。就现有技术是完全能实施。
主要步骤是当泵房6中的泵运行后过滤后池的水位下降，过滤前池的是在重力的作用下穿过滤布进入过滤后池，湖1中的水由于前池的水位的下降也向滤池流进；泵把水提升到回流通道7中由于水位比湖中的高在重力的作用下回到湖中，如此周而复使的使水中的藻类不断除去也不断的除去N P及重金属。而得到的藻类经压滤机8压滤脱掉部分水后进入烘干机9烘干，进入燃烧炉13经充分燃烧后热量发电和烘干吸收了N P的石灰石；烟气的余热用做烘干机9的热源烘干获得的藻类；经过烘干机9的烟气在再进入雾化吸收塔10吸收其中的NP及重金属后烟气由排空烟囱11排空；在雾化吸收塔10中用水吸收，吸收N P氧化物及重金属氧化物的水在沉淀池12中沉淀重金属氧化物后将上清液泵到石灰石吸收室固定N P的氧化物制得N P的复合肥料经发电及干燥室15后得到干燥的N P复合肥。考虑到得到藻类用运到远处堆放或填埋运费贵的原因采用就地焚烧的处理最划算。由于天然湖泊有风浪特别是在藻类集中的岸边浪很大为使已附着在滤机上的藻类不被浪打落到水里就要建防浪设施18。
权利要求
1本发明所述的一种用筛滤除去富营养化湖泊中藻类使富营养化湖泊得到净化的方法；运用了师夷长技以治夷的思想和物尽其用的思想；以藻治藻，以藻治湖，以湖治湖，以藻除NP；利用富营养化湖泊中藻类生长迅速的生理特点，把湖泊做为藻类生长的场所使藻类生长固定NP及重金属；用筛滤装置以适合的速度除掉藻类，同时也把NP和重金属也除掉。
2本发明所述的一种除藻的装置；其主要是把湖在离岸200-300米(为了不影响旅游可在几千至十几千米)处把湖隔出一头敞开一头封闭的通道，封闭一头在藻类集中的岸边并在着里建滤池和后续处理设施及防风浪设施；滤池泵房及回流通道均比湖面低2--4米且泵房在滤池与回流通道之间；滤池中装有滤机，选用的筛机借鉴传送带的原理；为了不使湖水不经滤机就回到湖里在下部及两侧增加防漏构件；其处理过程结合图1说明泵启动后滤池后池(在5的下面)水位下降滤前池的水在重力的作用下透过滤机4进入滤池后池再被泵提升到回流通道7回到湖中；得到的藻类被横向传送带5送到压滤机8压滤后由烘干机烘干进入燃烧炉13中燃烧热量用来发电和做NP肥料的干燥热源；烟气的余热做烘干机9的热源烘干藻类后进入雾化吸收塔10吸收NP氧化物及重金属氧化物后由排空烟囱11排空；吸收了NP的水进入沉淀池12沉淀重金属氧化物，上清液泵入石灰石吸收室14反应得到NP肥料经烘干出售。
3根据权力的要求2所述的一种用于净化富营养化湖泊的滤池；其主要组成部分有滤池泵房回流通道，均在水下2-4米并且泵房在滤池与回流通道之间，滤池中装有滤机；用于处理含有易破坏颗粒的液体。
4根据权力2或3所述的筛流机械；其结构借用传送带的结构为主要结构，在下部及两侧增加防漏构件组成其上运行为滤布，其运行速度为50---500米；两侧防漏件为延伸的平台，并在平台上留出放链条的槽；底部防漏件为一片橡胶；落在侧防漏件的滤布在下面加上耐磨材料。
5根据权力2所述的一中筛滤方法；其特征是先筛滤后提供动力，主要用于处理处理含有易破坏颗粒的液体。
6根据权力2所述的一种雾化吸收塔；其特征是将塔分为上下两层；上层为吸收段主要由布水器5填料层3导流板6导流塔板8组成，下层为雾化段主要由雾化布水器9雾化空腔2导流板导流塔板组成；为了减少费用主要是外壁用砖砌雾化段内衬一层不锈钢；因为下层导流板和导流塔板同时起到导流和加热釜的功能，下层的导流板和导流塔板也用不锈钢，雾化段高5-10米；吸收段导流板和导流塔板用塑料作成，填料可用钢渣，厚度为0.2-0.5米；整个雾化吸收塔的直径由进气量决定，计算以普通吸收塔相同；主要处理含水的温度为100-300度的气体；阻力小可以很好的吸收。
全文摘要
本发明公开了一种快速净化富营养化湖泊的方法；能快速的除掉藻类，以达到除NP及重金属。利用本发明可以快速除去湖水中的藻类物质；它包括隔湖件，处理装置及防浪设施；隔湖要在离湖岸200－300处(如果会影响旅游可以在几千米至十几千米处隔湖)，以减小施工难度；可以用废弃的电杆为支柱，用厚的薄膜做隔水材料；要求一头敞开一头封闭，并使封闭一头在藻类集中的地方，在此建滤池以更好的除藻。滤池，泵房，回流通道的底部低于湖面2－4米；泵房在整个滤池与回流通道之间，进水口与湖相通使水直接进入滤池池前；所述的结果是让湖水在筛流装置中不断的净化，并把所得的藻类就地资源化。
文档编号C02F1/58GK1843976SQ20061001088
公开日2006年10月11日 申请日期2006年5月10日 优先权日2006年5月10日
发明者赵金林 申请人:赵金林