CN101691249B - 气浮船与刮渣船联用对自然水体大面积藻类爆发的处理装置及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种气浮船和刮渣船联用对自然水体大面积藻类爆发的处理装置及处理方法。本发明提出的气浮船由船体与后部气浮部件组成。气浮部件包括微小气泡发生装置和微小气泡释放装置。刮渣船由船体和前部刮渣部件组成。刮渣部件包括集渣臂、刮渣斜斗和藻渣槽。该方法除藻的基本过程为：气浮船向前行驶，位于船体后方的气浮微小气泡释放装置开始释放微小气泡，藻类细胞与自然水体中高度分散的微气泡相互粘附，使其相互聚集并在浮力作用下浮向水面；紧随其后的刮渣船在船体行驶过程中，利用集渣臂把水面范围内悬浮上来的藻渣集中收集，通过集渣斗收入藻渣槽中，从而去除水中藻类。本发明建造方便、高效、成本低廉，操作简单。

Description

气浮船与刮渣船联用对自然水体大面积藻类爆发的处理装置及处理方法

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种气浮船与刮渣船联用对自然水体大面积藻类爆发的处理装置及处理方法。

背景技术

湖泊水体富营养化以及大面积藻类爆发是我国面对的主要水环境问题之一。在我国诸多湖泊，例如太湖、滇池、巢湖及洪泽湖等，均有严重的水体富营养化污染，发生过不同程度的蓝藻爆发。藻类爆发不仅影响水体景观，还对水体生态环境产生严重破坏。若藻类爆发发生在水源地水体，则会危害水厂的运行和供水的质量安全，而且藻毒素还能通过食物链间接影响人类健康。

目前，国内外常见的处理和控制藻类爆发的措施，基本可分为物理法、化学法及生物法三类。物理法常见的有利用连续微滤、浓缩脱水，连续絮凝、浮选和人工清捞等机械收藻法，以及利用磁学除藻的新型技术；化学法常见的有化学药剂除藻法；生物法常见的有利用食藻型生物的生物抑制法，依靠恢复植被的生态修复法，以及利用微生物作用的生物制剂法。但目前的控制措施都存在一定缺陷：机械法除藻效率低下，磁学除藻难以大规模应用；化学方法普遍成本高，且存在二次污染；生物抑制和生态修复无法对已爆发的藻类灾害做出快速的处理。因此，寻找一种处理效率高、应急迅速、成本低廉且无二次污染的除藻方法对于控制和处理水体藻类爆发存在着非常重要的意义。

目前，气浮技术主要应用在生活污水、工业废水等水处理领域，在水厂高效除藻方面也有实际应用。由于藻类非常轻飘，传统的沉淀固液分离工艺很难将其有效去除，而气浮技术却显示了独有的优势。气浮技术是在含藻水中通入大量的、高度分散的微气泡，使之作为载体与藻类相互粘附，形成整体密度小于水的浮体而上浮到水面，以完成把藻类从水中分离出来的处理方法。气浮处理法相比于传统的混凝沉淀法，在除藻方面具有处理效率高，适用性强、药剂量投加少等优点。但将气浮工艺应用在大面积藻类爆发处理上，尚未有实际应用，如能很好的结合气浮工艺高效迅速等特点，此技术可能成为蓝藻爆发处理技术的一个新趋势。

发明内容

本发明的目的在于提出一种气浮船与刮渣船联用对自然水体大面积藻类爆发的处理装置及处理方法。

本发明提出的气浮船与刮渣船联用对自然水体大面积藻类爆发的处理装置，由气浮船船体12、气浮部件、气浮装置8和刮渣船船体13组成，气浮装置8安装于气浮船船体12上方，气浮部件由溶气释放装置和微孔溶气释放器7组成，两根可折叠支撑悬臂5一端位于气浮船船体12尾部两侧，并且两根可折叠支撑悬臂5可沿着与气浮船船体12连接部位转动一定的角度，可折叠支撑悬臂5另一端连接溶气释放装置，溶气释放装置连接微孔溶气释放器7；刮渣船船体13从前至后依次设有藻渣预储存区1、藻渣压缩区2、干藻渣储存区3和动力、电控室4，藻渣脱水设备10位于刮渣船船体13的藻渣压缩区2下方，浮藻渣斜斗收集装置9位于刮渣船船体13的藻渣储存区1一侧，刮渣船船体13船头设有刮渣臂11，两根刮渣臂11从刮渣船船体13的船头向斜前方伸出，两根刮渣臂呈91-179度，气浮装置8采用空压机或溶气泵。

本发明中，所述微孔溶气释放器7应位于浮藻层下方，水下深度由水体中藻类厚度决定，一般在0.3m～1.2m。

本发明中，溶气释放装置可采用微孔溶气释放杆6，微孔溶气释放杆6可选用具有一定强度的材质，如钢材、PVC、竹杆或木条等中一种或多种组合；微孔溶气释放杆6为一至多段，分别连接两根可折叠支撑悬臂7末端，微孔溶气释放杆6上均匀嵌有微孔溶气释放器7。涡凹气浮法需根据涡凹装置的具体大小，确定其数量及间距。

本发明中，若采用加压溶气罐气浮法，为防止压力水倒灌入空压机以及溶气水夹带不溶气泡进入气浮区域，填料罐应采用顶部进水、进气的方式，并设置自动控制装置，控制压缩空气的进入。

本发明中，为防止可折叠支撑悬臂5上微孔溶气释放器7堵塞，可在溶气水管路和压缩空气管路上装滤网，同时在冬季不运行时可将释放器拆下清理。

本发明中，两根可折叠支撑悬臂5之间的角度为30～180度，悬臂总覆盖水面宽度应合适；可折叠支撑悬臂5可选用具有一定强度的材质，如钢材、PVC、竹杆或木条等中一至多种；可折叠支撑悬臂5的长度应根据船速、藻类特性、深度等因素确定，其在船体行进方向的投影长度至少应在1m以上。支撑悬臂高度应根据藻类特性确定，其水面以上高度应小于30cm，水面以下高度至少应在10cm以上；支撑悬臂形状可选用矩形或梯形(前端大后端小)，垂直水面方向可缩放以调节高度。

本发明中，刮渣船13安装两根可折叠的刮渣臂11，从船头分别向斜前方伸出，两者呈91～179度角。刮渣臂11的长度应根据船速、藻类特性、深度等因素确定，其在船体行进方向的投影长度至少应在1m以上。刮渣臂11高度应根据藻类特性确定，其水面以上高度应小于30cm，水面以下高度至少应在10cm以上；刮渣臂11形状可选用矩形或梯形(前端小后端大)，垂直水面方向可缩放以调节高度。

本发明中，气浮船12上的可折叠支撑悬臂5在未有藻类爆发时可收缩至船体侧，亦可做河道保洁船，不影响在河道中的正常航行。

本发明中，浮藻渣斜斗收集装置9安装于刮渣船13的船头，由一个有坡度的斜斗(可调节高度)，和其后的一个藻渣槽组成，可将气浮处理后漂浮在水面上的浮藻层铲入藻渣槽中，从而去除水体中的藻类。

本发明提出的气浮船与刮渣船联用对自然水体大面积藻类爆发的处理方法，具体步骤如下：

气浮船按10m/h～200m/h的速度向前行驶，位于气浮船尾部两侧的可折叠支撑悬臂5顶端水体下方0.3m～1.2m的气泡释放装置释放微小气泡，微小气泡直径为10～80微米，藻类细胞与自然水体中高度分散的微小气泡相互粘附，使其相互聚集并在浮力作用下浮向水面；后方紧跟一段距离的刮渣船在行驶过程中，两根可折叠刮渣臂11在船体行进方向呈V形收集浓缩水面的浮藻，可折叠刮渣臂11的投影长度至少应在1m以上，其水面以上高度应小于30cm，水面以下高度至少应在10cm以上；经可折叠刮渣臂11浓缩聚集在船头的浮藻渣被船头的刮渣部件收入藻渣预储存区中，从而达到去除自然水体中藻类的目的。

本发明中，将藻类水体分离和收集的功能分别设计在气浮船和刮渣船两条船上，可以根据藻渣气浮分离的效果控制其行驶速度和行驶间距，以免出现破坏已气浮分离的藻渣层，并在藻渣充分上浮后再进行刮渣，因此能够更加有效的达到除藻的目的。

本发明优点如下：

1、设计的气浮船覆盖水体面积广，比传统的物理处理法效率高，联合刮渣船的藻渣收集装置，无需人工清捞，可大幅节省劳力。

2、气浮工艺能够迅速启动，快速除藻，适合大面积藻类爆发时使用，且不添加化学药剂，为藻渣的综合利用创造了条件，不会造成二次污染。

3、将藻类的分离与收集两个步骤，分别设计气浮船和刮渣船。此方法可根据气浮船处理过后水体藻渣上浮情况调整刮渣船行驶速度以及与气浮船的行驶间距，更加有效地去除藻类。同时，一艘气浮船可配一艘或以上的刮渣船。

4、气浮装置能够方便地安装于船体，船体上的支撑悬臂可折叠，微孔溶气释放杆沉入水面深度可根据实际情况调节。气浮船和刮渣船在藻类未爆发期间亦可作为河道保洁船，此方法适用范围广。

本发明将气浮工艺应用在大面积自然水体藻类爆发的处理中，克服了传统方法的效率低，成本高，人力需求大，以及容易形成二次污染等缺点，能够有效快速去除水体中爆发的藻类。气浮船、刮渣船联合使用，能够更有效的清除上浮藻渣。本发明建造方便、高效、成本低廉，且操作简单。

附图说明

图1为本发明的俯视图。

图2为本发明的侧视图。

图中标号：1藻渣预储存区，2藻渣压缩区，3干藻渣储存区，4动力、电控室，5可折叠支撑悬臂，6微孔溶气释放杆，7微孔溶气释放器，8气浮装置，9浮藻渣斜斗收集装置，10藻渣脱水设备，11刮渣臂，12为气浮船，13为刮渣船。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图进一步描述本发明。

实施例1：如图1和图2所示，装置由气浮船和刮渣船及其相应部件组成，两种船保持同一方向行驶，气浮船在前，刮渣船在后。气浮船上安装有气浮装置8，气浮部件由溶气释放装置和微孔溶气释放器7组成，并通过两根可折叠支撑臂5搭成支架，将微小气泡释放装置伸出气浮船船体，放置于船体行驶方向后方水面以下，距气浮船船体一定距离。刮渣船从前至后依次分为藻渣预储存区1、藻渣压缩区2、干藻渣储存区3和动力、电控室4，刮渣部件由刮渣臂11、浮藻渣斜斗收集装置9和藻渣脱水设备10组成；刮渣船前方设有刮渣装置以及浮藻渣斜斗收集装置9。

加压溶气气浮法的溶气释放装置可采用微孔溶气释放杆，微孔溶气释放杆可选用PVC材质；可折叠的溶气释放杆分为5段，分别与两根支撑悬臂末端相连接，杆上均匀嵌入溶气释放器。

气浮船采用加压溶气罐气浮法，气浮船船体宽为3m，气浮船可折叠支撑悬臂10.6m，两侧呈60度角展开，船体安装气浮装置8为VA65型空压机1台，产气量0.04m³/min，回流泵1台安装在气浮装置8区域，；刮渣船船体宽3m，可折叠支撑悬臂10.6m，两侧呈109度角展开，气浮船体中回流泵2台，刮渣船体中渣藻泵2台，渣藻泵安装在动力、电控室4内。气浮船和刮渣船船体时速都为720m/h，两船联用每小时可处理7200m²水面，处理水量3600m³，单位水体藻类去除率可达75％，藻渣产生量量为12.9t/h(含水率97％)。

Claims (7)

1.一种气浮船与刮渣船联用对自然水体大面积藻类爆发的处理装置，由气浮船船体(12)、气浮部件、气浮装置(8)和刮渣船船体(13)组成，其特征在于气浮装置(8)安装于气浮船船体(12)上方，气浮部件由溶气释放装置和微孔溶气释放器(7)组成，两根可折叠支撑悬臂(5)一端位于气浮船船体(12)尾部两侧，并且两根可折叠支撑悬臂(5)可沿着与气浮船船体(12)连接部位转动一定的角度，可折叠支撑悬臂(5)另一端连接溶气释放装置，溶气释放装置连接微孔溶气释放器(7)；刮渣船船体(13)从前至后依次设有藻渣预储存区(1)、藻渣压缩区(2)、干藻渣储存区(3)和动力、电控室(4)，藻渣脱水设备(10)位于刮渣船船体(13)的藻渣压缩区(2)下方，浮藻渣斜斗收集装置(9)位于刮渣船船体(13)的藻渣储存区(1)一侧，刮渣船船体(13)船头设有刮渣臂(11)，两根刮渣臂(11)从刮渣船船体(13)的船头向斜前方伸出，两根刮渣臂呈91-179度，气浮装置(8)采用空压机或溶气泵。

2.根据权利要求1所述的气浮船与刮渣船联用对自然水体大面积藻类爆发的处理装置，其特征在于所述微孔溶气释放器(7)位于浮藻层下方0.3m～1.2m。

3.根据权利要求1所述的气浮船与刮渣船联用对自然水体大面积藻类爆发的处理装置，其特征在于溶气释放装置采用微孔溶气释放杆(6)，微孔溶气释放杆(6)为一至多段，分别连接两根可折叠支撑悬臂(7)末端，微孔溶气释放杆(6)上均匀嵌有微孔溶气释放器(7)。

4.根据权利要求1所述的气浮船与刮渣船联用对自然水体大面积藻类爆发的处理装置，其特征在于两根可折叠支撑悬臂(5)之间的角度为30～180度，可折叠支撑悬臂(5)在船体行进方向的投影长度至少在1m以上；可折叠支撑悬臂(5)形状选用矩形或梯形。

5.根据权利要求1所述的气浮船与刮渣船联用对自然水体大面积藻类爆发的处理装置，其特征在于刮渣臂(11)在船体行进方向的投影长度至少在1m以上；刮渣臂(11)水面以上高度小于30cm，水面以下高度至少在10cm以上；刮渣臂(11)形状选用矩形或梯形。

6.根据权利要求1所述的气浮船与刮渣船联用对自然水体大面积藻类爆发的处理装置，其特征在于浮藻渣斜斗收集装置(9)安装于刮渣船(13)的船头，由一个有坡度的斜斗和其后的一个藻渣槽组成。

7.一种如权利要求1所述的气浮船与刮渣船联用对自然水体大面积藻类爆发的处理装置的使用方法，其特征在于具体步骤如下：

气浮船按10m/h～200m/h的速度向前行驶，位于气浮船尾部的可折叠支撑悬臂(5)顶端水体下方0.3m～1.2m的气泡释放装置释放微小气泡，微小气泡直径为10～80微米，藻类细胞与自然水体中高度分散的微小气泡相互粘附，使其相互聚集并在浮力作用下浮向水面；后方紧跟一段距离的刮渣船在行驶过程中，两根可折叠刮渣臂(11)在船体行进方向呈V形收集浓缩水面的浮藻，可折叠刮渣臂(11)的投影长度至少在1m以上，其水面以上高度小于30cm，水面以下高度至少在10cm以上；经可折叠刮渣臂(11)浓缩聚集在船头的浮藻渣被船头的刮渣部件收入藻渣预储存区中，从而达到去除自然水体中藻类的目的。