囊内脱水技术处理蓝藻浆的工艺.pdf

本发明涉及一种利用高速剪切，均质破碎，螺旋沉降离心工艺脱出蓝藻浆中的水份从而使液相藻浆转变成固相的藻泥，同时体积大幅减小的方法。属环保设备领域。其特征在于水泵将需要处理的蓝藻浆吸入均质罐内，经高剪切均质机处理，均质罐内藻浆经回流管不断循环，蓝藻胶囊团被打破，使蓝藻团分散成单细胞悬液，而形成均质蓝藻浆；均质蓝藻浆由罐底放料阀放出，流入分离池，同时加入絮凝剂，均质蓝藻浆与絮凝剂混合均匀后，经送料泵输送至螺旋离心分离机，蓝藻渣与水分离，固相蓝藻渣经卸料口排出，分离出液相水通过管道回用。本发明为湖泊蓝藻水华治理工程提供切实的、配套的综合处理方法，解决藻浆难运输，难处理的问题，提高蓝藻综合利用的可行性。

权利要求书
1.  一种囊内脱水技术处理蓝藻浆的工艺，其特征在于水泵(1)将需要处理的蓝藻浆吸入均质罐(2)内，经高剪切均质机(3)处理，均质罐(2)内藻浆经回流管(4)不断循环，蓝藻胶囊团被打破，使蓝藻团分散成单细胞悬液，而形成均质蓝藻浆；均质蓝藻浆由罐底放料阀(5)放出，流入分离池(6)，同时加入絮凝剂，均质蓝藻浆与絮凝剂混合均匀后，经送料泵(7)输送至螺旋离心分离机(8)，蓝藻渣与水分离，固相蓝藻渣经卸料口排出，分离出液相水通过管道回用。

2.  根据权利要求1所述的囊内脱水技术处理蓝藻浆的工艺，其特征在于高剪切均质机(3)的主要部件由内层高速旋转的转子和外层静止的定子构成，转子和定子间的缝隙组成间隙腔室，每个转子和定子的顶部都由若干齿壮凸起组成，呈环壮排列；转子旋转速度在1000-10000rpm，转子高速旋转所产生的高切线速度和高频机械效应带来的强劲动能，使悬浮液在定、转子狭窄的间隙中受到强烈的机械及液力剪切、离心挤压、液层摩擦、撞击撕裂和湍流等综合作用，经过高频的循环往复，蓝藻囊团不断被破碎分散，最终粒子直径小于10微米，蓝藻细胞游离，囊团内包裹的水分释出，同时囊被等大分子多糖物质经强力剪切作用，失去或减弱粘性。

3.  根据权利要求1所述的囊内脱水技术处理蓝藻浆的工艺，其特征在于絮凝剂为聚丙烯酰氨(PAM)。

4.  根据权利要求1所述的囊内脱水技术处理蓝藻浆的工艺，其特征在于螺旋沉降离心机(8)主要部件是转鼓和螺旋推进器；螺旋推进器由行星差速器带动与转鼓作同向转动，但转速不一样，利用液体与固体比重不同，在高速旋转下分离两相组分的原理，悬浮液由中心加料管连续送入机内，在离心力的作用下，重相固体粒子沉降到转鼓内表面而形成沉渣，由螺旋叶片推送至转鼓小端，送出液面并从卸料口甩出，液相由转鼓大端的溢流口排出。

说明书囊内脱水技术处理蓝藻浆的工艺
技术领域：本发明涉及一种利用高速剪切，均质破碎，螺旋沉降离心工艺脱出蓝藻浆中的水份从而使液相藻浆转变成固相的藻泥，同时体积大幅减小的方法。属环保设备领域。
技术背景：近二十多年来，随着工农业迅速发展，人口剧增，城镇化加速，大量未经处理或未经有效处理的生活污水和工农业生产废水排入江河湖海，使水环境受到严重污染，许多水体的富营养化程度加剧，引起浮游藻类特别是产毒微囊藻的大量增殖，形成大量水华。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，另一方面也给景观带来了极大的影响。为控制湖泊的污染和富营养化，有必要对大量堆积的蓝藻水华进行有效的清除。清除蓝藻水华有许多种方法，包括物理的、化学的、生物的，但目前能直接大量清除湖面蓝藻水华，且无明显负面影响的方法还是机械打捞等物理学方法。如采用机械打捞方法就会产生大量藻浆，这些藻浆含有丰富的水、氮、磷等富营养物质，极易腐败，散发恶臭，有二次污染危险；而且储存占地大，不便运输。以往蓝藻浆处理不论采用压滤、离心等脱水方法，其所得藻泥含水率在80-90％间，藻浆脱水率约70-80％，而且压滤方法处理时间长，只能间歇生产。
发明内容：本发明的目的是利用囊内脱水技术处理，使蓝藻囊团内包裹的胞间水分析出；再用絮凝剂使固相微粒子团聚，然后经重力沉降离心脱去水分，藻浆脱水率为95-90％(未处理的藻浆含水率约97％)，分离所得藻泥含水率为60-75％，外观呈泥饼状，无流动性，从而方便藻泥运输和利用的囊内脱水技术处理蓝藻浆
为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种囊内脱水技术处理蓝藻浆的工艺，其特征在于水泵(1)将需要处理的蓝藻浆吸入均质罐(2)内，经高剪切均质机(3)处理，均质罐(2)内藻浆经回流管(4)不断循环，蓝藻胶囊团被打破，使蓝藻团分散成单细胞悬液，而形成均质蓝藻浆；均质蓝藻浆由罐底放料阀(5)放出，流入分离池(6)，同时加入絮凝剂，均质蓝藻浆与絮凝剂混合均匀后，经送料泵(7)输送至螺旋离心分离机(8)，蓝藻渣与水分离，固相蓝藻渣经卸料口排出，分离出液相水通过管道回用。
高剪切均质机(3)的主要部件由内层高速旋转的转子和外层静止的定子构成，转子和定子间的缝隙组成间隙腔室，每个转子和定子的顶部都由若干齿壮凸起组成，呈环壮排列；转子旋转速度在1000-10000rpm，转子高速旋转所产生的高切线速度和高频机械效应带来的强劲动能，使悬浮液在定、转子狭窄的间隙中受到强烈的机械及液力剪切、离心挤压、液层摩擦、撞击撕裂和湍流等综合作用，经过高频的循环往复，蓝藻囊团不断被破碎分散，最终粒子直径小于10微米，蓝藻细胞游离，囊团内包裹的水分释出，同时囊被等大分子多糖物质经强力剪切作用，失去或减弱粘性。
絮凝剂为聚丙烯酰氨(PAM)。
螺旋沉降离心机(8)主要部件是转鼓和螺旋推进器；螺旋推进器由行星差速器带动与转鼓作同向转动，但转速不一样，利用液体与固体比重不同，在高速旋转下分离两相组分的原理，悬浮液由中心加料管连续送入机内，在离心力的作用下，重相固体粒子沉降到转鼓内表面而形成沉渣，由螺旋叶片推送至转鼓小端，送出液面并从卸料口甩出，液相由转鼓大端的溢流口排出。
本发明囊内脱水技术处理蓝藻浆工艺的工作原理是：将打捞得到的大量蓝藻浆，泵入高剪切均质机中，蓝藻浆在定、转子狭窄的间隙中受到强烈的机械及液力剪切，离心挤压、液层摩擦，撞击撕裂和湍流等综合作用下，让蓝藻囊团被破碎、分散，蓝藻细胞游离，囊团内包裹的水分释出，同时囊被等大分子多糖物质经强力剪切作用，失去或减弱粘性，增加渣水分离速度。再经絮凝剂团聚后，用螺旋沉降离心机分离渣水的方法。
螺旋沉降离心是指利用液体与固体比重不同，在高速旋转下分离两相组分的原理，藻浆进入螺旋沉降离心机内，在离心力的作用下，重相固体粒子沉降到转鼓内表面而形成沉渣，由螺旋叶片推送至转鼓小端，送出液面并从卸料口甩出，液相由转鼓大端由溢流孔排出。
絮凝剂团聚是指采用高效有机絮凝剂聚丙烯酰氨(PAM)，使悬浮于水中的蓝藻细胞，杂质等经吸附、粘合，富集在一起，易于与水体分离。
本发明通过采用囊内脱水工艺处理，去除藻浆中的部分水分，不但减轻藻浆的重量，而且还减小体积，进而提高藻泥综合处置和再利用的可行性。其优点主要是：a、破碎蓝藻囊团，释放出细胞间包裹水分，b、蓝藻浆水份脱除效果明显，c、可以结合蓝藻治理工程进行规模化运行。d、所选设备都为成熟定型产品，投资较低、运行可靠。
本发明为湖泊蓝藻水华治理工程提供切实的、配套的综合处理方法，解决藻浆难运输，难处理的问题，提高蓝藻综合利用的可行性。
附图说明：下面结合附图所示实施例，对结构作进一步说明，但保护范围不限于实施例。
图1本发明囊内脱水技术处理蓝藻浆工艺示意图。
图2本发明囊内脱水技术处理蓝藻浆工艺流程方框图。
图中：1-水泵；2-均质罐；3-高剪切均质机；4-回流管；5-放料阀；6-分离池；7-送料泵；8-螺旋离心分离机。
具体实施方式：实施例1(滇池蓝藻)
用水泵1将滇池蓝藻浆5.0吨，以每次0.5吨量提升送入均质罐2内，经高剪切均质机3处理30分钟，高剪切均质机中转子高速旋转所产生的高切线速度和高频机械效应带来的强劲动能，使悬浮液在定、转子狭窄的间隙中受到强烈的机械及液力剪切、离心挤压、液层摩擦、撞击撕裂和湍流等综合作用，从而使不相溶的固相、液相，瞬间均匀精细的分散均质，经过高频的循环往复，固相粒子不断被破碎分散。均质罐2内藻浆经回流管4不断循环，蓝藻胶囊团被打破，使蓝藻团分散成单细胞悬液，蓝藻细胞游离，囊团内包裹的水分释出，同时囊被等大分子多糖物质经强力剪切作用，失去或减弱粘性，而形成均质藻浆；经乳化后的0.5吨藻浆由均质罐2底放料阀5放出，流入6.5m3分离池6，以上步骤重复10次，得均质藻浆5.0吨。然后加入絮凝剂聚丙烯酰氨(PAM)10.0公斤(添加量为0.2％)；被乳化的藻浆与絮凝剂混合均匀后，经送料泵7输送至螺旋离心分离机8进行沉降离心，在离心力的作用下，重相固体粒子沉降到转鼓内表面而形成沉渣，由螺旋叶片推送至转鼓小端，送出液面并从卸料口甩出，水相由转鼓大端的溢流口排出，渣水分离，藻渣经卸料口排出，得藻泥(含水率75％)450公斤，藻水通过管道回用。
高速分散乳化机3为管线式高速分散乳化机，该机工作腔壁、转子和定子由不锈钢制成，工作腔内装有一组定、转子，工作腔内传动轴采用悬臂式，传动轴与电机采取直联，密封为机械密封，电机功率为5.5Kw，处理量(最大)为5m3/h。
螺旋沉降离心机8为LW型卧式螺旋卸料沉降离心机，该机与物料接触的螺旋、转鼓部分由不锈钢制成，驱动方式为电磁调速电机驱动，转鼓直径220mm，长度700mm，混合液处理量为0.5-1.0m3/min，转鼓转速5000rpm，分离因数为3080ω2r/g，电机功率15Kw。