富营养化水体中藻类物质磁捕移出方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及富营养化水体中藻类物质磁捕移出方法及其装置，将磁性絮凝剂投加到藻水中，使磁性絮凝剂与藻水混合絮凝成微纳网络形态的絮体，再通过藻／水分离将絮体移出水体，达到除藻、氮和磷的目的。本发明专利技术的装置包括自动投加系统，磁捕系统与藻／水分离系统，各系统设置在移动平台上，以移动平台作为载体并提供动力，在湖泊中能够自由行驶。本发明专利技术可以快速吸附网捕水中有害物质，在外磁场作用下快速富集藻细胞，对水体富营养化中影响严重的总磷清除率达到９０％以上，对藻类及悬浮物去除率达到９５％以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于一种富营养化水体中蓝藻暴发时藻类等悬浮固体物质移出的方法和 实施该方法的装置。
技术介绍
近年来，在经济持续快速增长的背景下，生态环境问题也发生了深刻变化。湖泊富 营养化日益突出，水华暴发，鱼虾基本绝迹，水体的颜色、气味均有不同程度的恶化，部分湖 泊甚至成为纳污水体。大面积的水华爆发，严重破坏了水生生态系统的平衡与稳定，不仅影响了水体景 观，影响了水产养殖业的发展，而且藻毒性已构成对人类生存环境的威胁。仅赤潮给沿海造 成的经济损失每年达数十亿元之多，因此藻类的暴发已经成为一种灾害。引起藻华暴发的 主要营养元素是水体中的氮、磷，特别是磷起到关键性的作用。目前较流行的清除藻类水华 方法大致可归结为物理法、化学法以及生物法。物理法物理方法主要有人工或机械打捞、过滤除藻、超声技术除藻、遮光技术与曝 气冲刷等。有的方法如超声技术和遮光技术等不能移出其中的氮磷藻，虽能够暂时保证水 体富营养化不暴发，但是不能从根本上解决问题；而人工打捞或者机械打捞耗费大量人力 物力，效果甚微。化学法主要是采用各种化学除藻剂，其效果最显著，但也最具有危险性，所以使用 时要非常慎重，严格按照要求的用量操作，否则会造成严重后果。因为这些除藻剂的化学成 分大多为易溶性的铜化合物，或者螯合铜类物质，这些化合物对鱼类水草等水族生物产生 一定程度的伤害甚至导致死亡，并且有致癌作用，还会产生其他的一些不可预测的不良后 遗症。还有如混凝方法与电化学方法等。混凝方法直接喷洒混凝剂于湖体，虽有较好的效 果但是毕竟没有藻类移出湖体，因此也不能很好的解决问题。电化学的方法很难适应大面 积的湖泊水体富营养化治理。生物法生物除藻技术的机理一是利用藻类的天敌及其产生的生长抑制物质来抑 制和杀灭藻类。二是利用植物类或者鱼类来处理藻。有些方法想利用生态平衡等原理对藻 类的生长和繁殖进行抑制，但是从技术层面上看实施起来有较大的难度。有些方法往往需 要事先投入巨大的人造工程，以创造并控制抑制藻华所需水生植物(如沉水植物在透明度 低或缺乏适当底泥的水底难以生存)或动物生存的条件，因而见效慢、成本高，较难普遍适 用于大面积、突发性藻华的治理。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供富营养化水体中藻类物 质磁捕移出方法。本专利技术为实现其目的所采取的技术方案富营养化水体中藻类物质磁捕移出方 法，包括下述步骤a、引入含有藻类物质的富营养化水，向藻水体中定量投加含有10% 20%磁性 絮凝剂的溶液；b、搅拌投加的磁性絮凝剂溶液的藻水体，通过混合絮凝将藻类等胶体物质凝聚成 大的团状絮体，且该絮体带有磁性；C、磁捕将磁性絮凝剂与藻水混合絮凝成微纳网络形态的絮体，再通过藻/水分离 将絮体移出水体，达到除藻、氮和磷的目的。所述磁性絮凝剂为复合絮凝剂或改性凹凸棒土絮凝剂。本专利技术的另一目的是设计出实施该方法的装置，用于在湖泊水体藻华暴发时清除 大面积的水域存在藻类物质。此装置依靠特殊设计的移动平台作为载体并提供动力，在湖泊中能够自由行驶。 装置安置在移动平台之上，装置主要有三个部分，分别是自动投加系统，磁捕系统与藻/ 水分离系统。所述自动投加系统包括计量泵、溶解池和磁性絮凝剂供给舱；所述磁捕系统 包括搅拌桨、槽道和隔板；所述槽道设置在移动平台中间位置，可设6-10个槽道，每个宽为 3-5m左右，深0. 5-1. 0m，所述搅拌桨设置在槽道前部，所述槽道后部为絮凝区，长为6_10m， 其底部为坡度状并设有隔板和挡板。所述藻/水分离系统包括永磁盘体分离器、刮板和搅 龙。该装置可辅设后处理系统，包括磁粉分离室、磁粉回收舱、絮体压滤脱水装置和泥饼储 存室。装置随移动平台在湖泊水面上行驶，藻水相应的进入装置，经过检测后，自动投加 系统将定量投加自行研制的磁性絮凝剂到进入装置的水体，经过磁捕系统中藻类等物质在 短时间内絮凝成大的絮凝物，并且该絮凝物带有磁性。最后经过藻/水分离系统，磁性絮凝 物被磁分离器的捕获后移出水面，从而达到无残留地清除富营养化湖泊水体中藻类等颗粒 物质的目的。本专利技术的工作原理自动投加系统将磁性絮凝剂投加到藻水中，利用磁捕系统将 磁性絮凝剂与藻水混合絮凝成微纳网络形态的絮体，再通过藻/水分离系统将絮体移出水 体，达到除藻、氮和磷的目的。本专利技术的有益效果为可以快速吸附网捕水中有害物质，提高水体透明度，保持水 质稳定，酸碱平衡。在外磁场作用下快速富集藻细胞，解决了除藻之后的打捞问题，杜绝了 二次污染的可能发生。并且，磁性絮凝剂可以回收再利用，使用成本显著降低。以下结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步详细说明。附图说明图1为移动平台平面示意图；图2为移动平台剖面示意图。具体实施例方式富营养化水体中藻类物质磁捕移出方法，包括下述步骤a、引入含有藻类物质的富营养化水，向藻水体中投加含有10% 20%浓度的磁 性絮凝剂溶液。所述磁性絮凝剂采用复合絮凝剂或改性凹凸棒土絮凝剂。复合絮凝剂其成分包括具有架桥吸附作用的有机高分子PDMDAAC溶液，将其与改性含铁炉渣混合制得；所述改性含铁炉渣为炉渣、铁粉和浓盐酸的混合物，组分比为3 5g 0. 5 2. 5g 0. 5 2. 5ml，且浓盐酸为6 12mol/L。可按照4g炉渣Ig铁粉Iml 浓盐酸(8mol/L)的配比，在混合均勻搅拌，充分反应后，即制得改性含铁炉渣。将具有架桥 吸附作用的有机高分子PDMDAAC (聚二甲基二烯丙基氯化铵)溶液与改性炉渣按照0. 15mg/ L 40mg/L的配比，配制成复合型磁捕絮凝剂。炉渣中富含二氧化硅、氧化钙、氧化镁、氧化 铝和少量的铁，可充磁，自凝作用强。将炉渣、铁粉与浓盐酸均勻混合后，炉渣中的部分物质 与盐酸进行反应，氧化铝、铁反应生成铝盐和铁盐，部分铁粉也生成铁盐，铝盐和铁盐具有 很强的絮凝作用，与PDMDAAC吸附架桥形成微纳网络。把上述配制成的复合型磁捕絮凝剂投入到到含藻溶液中，通过PDMDAAC的架桥吸 附作用和改性炉渣的强自凝作用，絮凝形成微纳网络结构，在水中与藻细胞、氮、磷等胶粒 结合形成絮体。最后利用微纳网络结构的磁响应性，在外磁场的作用下，旋转地将絮体移出 水体。所述改性凹凸棒土的组分比为0. 5 3g凹凸棒土 0. 5 2g铁粉0. 5 2ml 浓盐酸，且浓盐酸为6 lOmol/L，其中凹凸棒土和铁粉粒径为150-250目。按照2g凹凸棒 土 Ig铁粉Iml浓盐酸(8mol/L)的配比，在混合均勻搅拌，充分反应后，即制得改性凹 凸棒土。凹凸棒土富含二氧化硅、铝氧化物，少量铁、钙、锰氧化物。将凹凸棒土、铁粉与浓 盐酸均勻混合后，凹凸棒土中的部分物质与盐酸进行反应，硅、铝和铁的氧化物反应生成硅 酸盐、铝盐和铁盐，具有吸附架桥及网捕的絮凝作用。b、搅拌投加的磁性絮凝剂溶液的藻水体，通过混合絮凝将藻类等胶体物质凝聚成 大的团状絮体，且该絮体带有磁性；C、磁捕将磁性絮凝剂与藻水混合絮凝成微纳网络形态的絮体，再通过藻/水分离 将絮体移出水体，达到除藻、氮和磷的目的。实施上述方法的装置，用于在湖泊水体藻华暴发时清除大面积的水域存在藻类物 质。如图1所示，整个移动平台13通过后置驱动力12在湖泊水面可以自由行驶，移动 平台中间有八个槽道，每个宽大约为4m本文档来自技高网...

【技术保护点】
富营养化水体中藻类物质磁捕移出方法，其特征在于该方法包括下述步骤：ａ、引入含有藻类物质的富营养化水，向藻水体中定量投加含有１０％～２０％磁性絮凝剂的溶液；ｂ、搅拌投加的磁性絮凝剂溶液的藻水体，通过混合絮凝将藻类等胶体物质凝聚成大的团状絮体，且该絮体带有磁性；ｃ、磁捕将磁性絮凝剂与藻水混合絮凝成微纳网络形态的絮体，再通过藻／水分离将絮体移出水体，达到除藻、氮和磷的目的。

【技术特征摘要】
富营养化水体中藻类物质磁捕移出方法，其特征在于该方法包括下述步骤a、引入含有藻类物质的富营养化水，向藻水体中定量投加含有10％～20％磁性絮凝剂的溶液；b、搅拌投加的磁性絮凝剂溶液的藻水体，通过混合絮凝将藻类等胶体物质凝聚成大的团状絮体，且该絮体带有磁性；c、磁捕将磁性絮凝剂与藻水混合絮凝成微纳网络形态的絮体，再通过藻/水分离将絮体移出水体，达到除藻、氮和磷的目的。2.根据权利要求1所述的富营养化水体中藻类物质磁捕移出方法，其特征在于所述磁 性絮凝剂为复合絮凝剂或改性凹凸棒土絮凝剂。3.实施权利要求1所述的富营养化水体中藻类物质磁捕移出方法的装置，其特征在于 该装置包括自动投加系统，磁捕系统与藻...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶瑞，张发宇，杜海明，刘兵，吴敬东，王兆连，
申请(专利权)人：安徽雷克环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]