专利名称：自动收集、去除水中漂浮藻类的装置及方法
技术领域：
本发明涉及藻类收集及转输装置，还涉及自动收集、去除水中漂浮藻类的装置，还涉及一种自动收集、去除水中漂浮藻类的方法。
背景技术：
水体富营养化已经成为目前国内饮用水处理行业所必需面对的难题之一。富营养化水源地周期性的藻类爆发不仅会严重影响饮用水处理工艺的正常运行，而且会严重影响出水处水质。由于富营养化水体一般地处空旷之处，水面会产生一定的风浪，带动漂浮藻类向岸边移动，特别是下风向的凹岸处常常会聚集大量的藻类，形成很厚的藻渣层。为避免藻类对水源地的侵袭，目前通常采用几种方法来应对1)在水源地外围设置围栏、将藻类拦截在水源取水口之外。但是此方法在实际应用中发现围栏外被拦截、聚集的藻类会大量死亡、腐烂，转化为溶解性的污染物流入取水口，从而影响所取原水的水质；
2)投加硫酸铜应急杀灭藻类。但由于其在藻类杀灭过程中导致其内容物释放入水体弓I起水质的恶化。此外残余的铜离子本身也是一种难以控制的污染物。因而此方法也因其明显的二次污染问题也逐渐被弃用；3)水源地藻类的直接打捞。多通过打捞船人工打捞，但此种方法存在着劳动量大、成本高、应对不及时等问题，通常在迫不得已的情况下使用；4)水源地放养鱼类，吞噬藻类。放养鱼类具有一定的局限性，放养水生藻类见效慢，且如控制不当还可能使某一水生植物大量繁殖，带来新的问题。
发明内容
所要解决的技术问题为了克服现有技术成本高、见效慢、可能造成二次污染的缺陷，本发明提供了一种藻类收集及转输装置，并利用该装置提供了一种自动收集、去除水中漂浮藻类的装置。技术方案为解决上述技术问题，本发明提供了一种藻类收集及转输装置，该装置中部设有凹槽，凹槽相对两侧壁的上沿分别设有向下的坡面，坡面上分别设有两片进水挡板，坡面与进水挡板围成进水口。作为本发明藻类收集及转输装置的一种改进，所述坡面上与上沿平行设置多条条形或波浪形凸起。作为本发明藻类收集及转输装置的另一种改进，所述进水挡板开口从上沿到下沿呈八字形开口，高度为l-5cm;所述中部凹槽形状为矩形，深度至少为20cm，中部凹槽的底部从一端至另一端为一斜面，坡度为O. 5%。。本发明还提供了一种自动收集、去除水中漂浮藻类的装置，由中间串联的一组如权利要求I中所述的藻类收集及转输装置、串联的藻类收集及转输装置两端设置的藻类聚集浓缩及清除装置组成，所述藻类聚集浓缩及清除装置包括进水挡板、进水口、出水挡板、 出水口、藻渣刮除装置，所述进水口设于进水挡板上，所述出水口设于出水挡板上，所述滤渣刮除装置设于藻类聚集浓缩及清除装置顶部。作为本发明自动收集、去除水中漂浮藻类的装置的一种改进，所述藻类收集及传输装置漂浮于水体表面，所述中心凹槽上沿突出于水面l-5cm，坡面下沿没于水中的深度至少为Icm ;所述一组藻类收集及传输装置之间采用铆接的方式连接，所述一组藻类收集及传输装置中部凹槽的底部从中间至两端形成斜面，坡度为O. 5%o ;还包括多个固定桩，所述藻类收集及传输装置与固定桩采用半固定式链接。作为本发明自动收集、去除水中漂浮藻类的装置的另一种改进，所述藻类聚集浓缩及清除装置为矩形，位于整个装置的最低处，其体积能保证有30min以上的水力停留时间；所述藻类聚集浓缩及清除装置还包括藻渣中转池和/或出水中转池，所述藻渣中转池与藻类聚集浓缩及清除装置连接，所述出水中转池与出水口处连接。作为本发明自动收集、去除水中漂浮藻类的装置的另一种改进，所述藻类聚集浓缩及清除装置还包括进水导流板和/或出水导流板，所述进水导流板设于进水口处并与进水挡板连接，所述出水导流板设于出水口处并与出水挡板连接。作为本发明自动收集、去除水中漂浮藻类的装置的另一种改进，还包括微孔曝气装置，所述微孔曝气装置置于藻类聚集浓缩及清除装置底部。作为本发明自动收集、去除水中漂浮藻类的装置的另一种改进，还包括水泵，所述水泵与出水口或出水中转池连接。本发明还提供了自动收集、去除水源水中漂浮藻类的方法，包括以下步骤
(1)漂浮藻类的收集通过固定于水源地外围的藻类收集及传输装置，利用水体的波动将富含藻类的表层水收集入藻类收集及传输装置中心的凹槽内；
(2)收集藻类的转输富含藻类的表层水通过相互连接的藻类收集及传输装置的凹槽向藻类聚集浓缩及清除装置传输，最后进入藻类聚集浓缩及清除装置；
(3)藻类的集聚及清除富含藻类的表层水中的藻类在浮力或气浮装置的作用下上浮于水面并逐步集聚；利用藻类收集及传输装置上部的刮除装置将藻类从池体上方清除，进入后续终端处理；
(4)藻类的终端处理将经集聚及清除的含水率相对较低的藻类填埋或综合利用。有益效果
本发明一种藻类收集及转输装置，利用水体的波动将富含藻类的表层水收集入藻类收集及传输装置中心的凹槽内，并利用其中部的凹槽传输收集的藻类，该装置坡面上可设置多条平行的条形或波浪形凸起，能够提高藻类收集效率，该装置结构简单、成本较低，适于工业应用。本发明利用水中藻类含量达到一定数值时聚集成团漂浮于水面的特性，结合水源地空旷、风力较强、会形成一定波浪的特点，利用目前水源地外围常设的围挡措施，设置漂浮于水面的藻类收集及转输装置，并利用其中部的凹槽将含藻水输送至藻类聚集浓缩及清除装置内，在藻类聚集浓缩及清除装置内利用藻类自身的浮力或通过气浮措施使藻类上浮、聚集，形成藻渣，进而利用藻渣刮除设施将藻渣刮除收集，达到将藻类从水源水中有效分离的目的。本发明公布的方法充分利用水源地、藻类的特点，可实现藻类的自动收集打捞，采用物理方法避免了二次污染，一次投入小、使用成本低，对于清除水源地大量富集的藻类具有显著的效果。本发明提供的自动收集、去除水中漂浮藻类的装置及方法，能够迅速有效清除水体中的藻类，采用物理方法避免了二次污染，并且一次投入小、使用成本低，有效克服了现有技术成本高、见效慢、可能造成二次污染的缺陷，对保障水源水质安全、确保水厂工艺运行正常、水体水环境治理具有积极的意义，并且经藻类聚集浓缩及清除装置排出的藻渣可加高分子絮凝剂后经板框压滤机脱水后进行后续综合利用。
附图I为藻类收集及传输装置的结构示意图；1为进水挡板；2为中心凹槽；3为坡面；4为凸起。附图2为自动收集、去除水中漂浮藻类的装置的结构示意图；5、5’、6、6’、7、7’ 、8、8’、9、9’分别为藻类收集及转输装置；10、10’藻类聚集浓缩及清除装置；11为取水口 ； 12为固定桩；
附图3为藻类聚集去除装置的结构示意图；13进水挡板；14为进水口 ；15为进水导流板；16为出水挡板；17为出水口 ；18为出水导流板；19为藻洛刮除装置；20为藻洛中转池； 21为出水中转池；22为微孔曝气装置；23为空压机；24为出水泵。
具体实施例方式实施例I
藻类收集及传输装置
藻类收集及传输装置，见图1，中部设有凹槽2，凹槽2相对两侧壁的上沿分别设有向下的坡面3，坡面3上分别设有两片进水挡板I，坡面与进水挡板围成进水口 ；坡面3上设有多条条形或波浪形凸起4。进水挡板I开口从上沿到下沿呈八字形开口，高度为l_5cm ;中部凹槽2形状为矩形，深度至少为20cm，中部凹槽2的底部从一端至另一端为一斜面，坡度为 O. 5%0。实施例2
自动收集、去除水中漂浮藻类的装置
自动收集、去除水中漂浮藻类的装置，由多个藻类收集及转输装置5、5’、6、6’、7、7’、
8、8’、9、9’串联而成，并在两端设有藻类聚集浓缩及清除装置10、10’，见图2。自动收集、去除水中漂浮藻类的装置布置位置位于藻类爆发期主导风向的下风向或凹岸附近，布置成半圆形、半椭圆形或其他形状，与河岸一起形成半封闭的系统。藻类收集及传输装置浮于水体表面，中心凹槽2边缘突出于水面l-5cm，两侧坡面 3没于水中的高度至少为1cm。从多个藻类收集及转输装置5到9、5’到9’的中心凹槽底部分别形成一斜面，具有O. 5%。的坡度，多个藻类收集及传输装置之间采用铆接的方式连接。 还包括多个固定桩12，所述藻类收集及传输装置与固定桩12采用半固定式链接，使藻类收集及传输装置可随水位上下移动，但不能水平移动。
藻类聚集浓缩及清除装置设置于岸边，并位于整个装置的最低处，包括进水挡板 13、进水口 14、进水导流板15、出水挡板16、出水口 17、出水挡板18、藻渣刮除装置19、藻渣中转池20、出水中转池21、微孔曝气装置22、空压机23、水泵24。进水口 14设于进水挡板 13上，进水导流板15位于进水口 14处并与进水挡板13连接，出水口 17设于出水挡板18 上，出水导流板18位于出水口 17处并与出水挡板16连接。藻渣刮除装置19位于藻类聚集浓缩及清除装置顶部，见图3。藻类聚集浓缩及清除装置为矩形，设置于岸边，并位于整个装置的最低处，其体积能保证有30min以上的水力停留时间。还包括空压机23及多个微孔曝气装置22，微孔曝气装置22置于藻类聚集浓缩及清除装置底部，利用空压机23使微孔曝气装置22曝气，加速藻类上浮。还包括藻渣中转池20和出水中转池21，藻渣中转池与藻类聚集浓缩及清除装置连接，所述出水中转池与出水口处连接。藻类聚集浓缩及清除装置下部设置水泵24，并与出水口 17或出水中转池21连接，含藻量较低原水可通过水泵排出藻类聚集浓缩及清除装置或输送至岸边使用。实施例3
利用实施例2的自动收集、去除水中漂浮藻类的装置收集、去除水中漂浮藻类，分别测定藻水在藻类聚集浓缩及清除装置中不同停留时间的藻类自然上浮及微孔曝气辅助藻类上浮时藻类去除率，见表I。表I藻类自然上浮及微孔曝气辅助藻类上浮时的藻类去除率
权利要求
1.藻类收集及转输装置，其特征在于该装置中部设有凹槽，凹槽相对两侧壁的上沿分别设有向下的坡面，坡面上分别设有两片进水挡板，坡面与进水挡板围成进水口。
2.根据权利要求I所述的藻类收集及转输装置，其特征在于所述坡面上与上沿平行设置多条条形或波浪形凸起。
3.根据权利要求I所述的藻类收集及转输装置，其特征在于所述进水挡板开口从上沿到下沿呈八字形开口，高度为l-5cm;所述中部凹槽形状为矩形，深度至少为20cm，中部凹槽的底部从一端至另一端为一斜面，坡度为0. 5%。。
4.自动收集、去除水中漂浮藻类的装置，其特征在于由中间串联的一组如权利要求I 中所述的藻类收集及转输装置、串联的藻类收集及转输装置两端设置的藻类聚集浓缩及清除装置组成，所述藻类聚集浓缩及清除装置包括进水挡板、进水口、出水挡板、出水口、藻渣刮除装置，所述进水口设于进水挡板上，所述出水口设于出水挡板上，所述滤渣刮除装置设于藻类聚集浓缩及清除装置顶部。
5.根据权利要求4所述的自动收集、去除水中漂浮藻类的装置，其特征在于所述藻类收集及传输装置漂浮于水体表面，所述中心凹槽上沿突出于水面l-5cm，坡面下沿没于水中的深度至少为Icm ;所述一组藻类收集及传输装置之间采用铆接的方式连接，所述一组藻类收集及传输装置中部凹槽的底部从中间至两端形成斜面，坡度为0. 5%。;还包括多个固定桩，所述藻类收集及传输装置与固定桩采用半固定式链接。
6.根据权利要求4所述的自动收集、去除水中漂浮藻类的装置，其特征在于所述藻类聚集浓缩及清除装置为矩形，位于整个装置的最低处，其体积能保证有30min以上的水力停留时间；所述藻类聚集浓缩及清除装置还包括藻渣中转池和/或出水中转池，所述藻渣中转池与藻类聚集浓缩及清除装置连接，所述出水中转池与出水口处连接。
7.根据权利要求4所述的自动收集、去除水中漂浮藻类的装置，其特征在于所述藻类聚集浓缩及清除装置还包括进水导流板和/或出水导流板，所述进水导流板设于进水口处并与进水挡板连接，所述出水导流板设于出水口处并与出水挡板连接。
8.根据权利要求4所述的自动收集、去除水中漂浮藻类的装置，其特征在于还包括微孔曝气装置，所述微孔曝气装置置于藻类聚集浓缩及清除装置底部。
9.根据权利要求4至8任一项所述的自动收集、去除水中漂浮藻类的装置，其特征在于还包括水泵，所述水泵与出水口或出水中转池连接。
10.一种自动收集、去除水中漂浮藻类的方法，其特征在于包括以下步骤(1)漂浮藻类的收集通过固定于水源地外围的藻类收集及传输装置，利用水体的波动将富含藻类的表层水收集入藻类收集及传输装置中心的凹槽内；(2)收集藻类的转输富含藻类的表层水通过相互连接的藻类收集及传输装置的凹槽向藻类聚集浓缩及清除装置传输，最后进入藻类聚集浓缩及清除装置；(3)藻类的集聚及清除富含藻类的表层水中的藻类在浮力或气浮装置的作用下上浮于水面并逐步集聚；利用池体上部的刮除装置将藻类从池体上方清除，进入后续终端处理；(4)藻类的终端处理将经集聚及清除的含水率相对较低的藻类填埋或综合利用。
全文摘要
本发明公开了藻类收集及转输装置，并利用该装置提供了自动收集、去除水中漂浮藻类的装置及方法。藻类收集及传输装置中部设有凹槽，凹槽相对两侧壁的上沿分别设有向下的坡面，坡面上分别设有两片进水挡板，坡面与进水挡板围成进水口。自动收集、去除水中漂浮藻类的装置由藻类收集及转输装置、藻类聚集浓缩及清除装置串联而成。本发明自动收集、去除水中漂浮藻类的方法包括漂浮藻类的收集、收集藻类的转输、藻类的集聚及清除、藻类的终端处理等步骤，有效清除了水中富集的藻类。本发明采用物理方法避免了二次污染，一次投入小、使用成本低，对于清除水中富集的藻类具有显著的效果。
文档编号C02F1/00GK102583597SQ20121006883
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月16日 优先权日2012年3月16日
发明者刘成, 刘煜, 张谦, 陈卫 申请人:河海大学