一种水体应用的蓝藻快速预浓缩装置及方法

技术领域

本发明涉及生态水质净化技术领域，具体为一种水体应用的蓝藻快速预浓缩装置及方法。

背景技术

随着社会经济的快速发展，水体富营养化的日益严重，导致大量的水体经常性暴发蓝藻水华，如太湖、滇池、巢湖等，造成水生态环境破坏，并威胁到广大群众的饮用水安全，解决藻类水华的根本性措施是控制污染源的排放，以及构建良性的水生态环境，实现水体的自身生态修复，但这类方法见效较慢，很难一蹴而就，然而，已富营养化的水体会经常性地暴发大规模的蓝藻水华，因此，在蓝藻暴发后需要高效的蓝藻应急处理措施，以减轻或避其免对水生态环境和饮用安全造成严重的影响。

目前，在众多蓝藻水华应急处理技术中，通过混凝气浮或混凝沉降法从水体打捞出蓝藻被广泛认为是一种最直接、有效的蓝藻应急防控措施；也是被国内外藻水分离站广泛采用的一种蓝藻打捞方法，该方法不仅可以清除水体中的蓝藻，同时还可以带走大量的N、P等营养盐和藻毒素等对水体的二次污染，因此，在太湖、滇池、巢湖等周边建设有几十座混凝气浮/沉降工艺的藻水分离站，然而，蓝藻细胞在水体中受水动力、气候、营养盐等的影响很大，易在下风向湾内聚集，但风向的改变对水体中表面聚集的蓝藻细胞浓度影响极大，这给藻水分离站的处理工艺带来极大的挑战，尤其是藻细胞浓度低时，不仅会导致大量的混凝药剂浪费，增加处理成本，还会导致出水中混凝残余量显著增加，造成对水污染的二次污染。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种水体应用的蓝藻快速预浓缩装置及方法，解决了上述背景中的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

第一方面，本发明提出了一种水体应用的蓝藻快速预浓缩装置，包括外箱体，所述外箱体的一侧面下端设置有进水管，且进水管的一端连接有第一螺纹并联管，所述第一螺纹并联管的外表面上端安装有多个微孔浓缩柱，且微孔浓缩柱的端连接有第二螺纹并联管，所述第二螺纹并联管的一端贯通连接有浓缩液出水管，且浓缩液出水管的外表面上方安装有压力表，所述浓缩液出水管的外表面上方位于压力表的一侧安装有流量阀门，所述外箱体的一侧面下端安装有反洗水进水管，且反洗水进水管的一端连接有并联管，所述并联管的外表面上端对称安装有反洗高压喷淋管，且反洗高压喷淋管的外表面一侧安装有多个射流喷淋头，所述外箱体的另一侧面下部设置有稀液出水管。

作为本发明进一步的技术方案，所述进水管与第一螺纹并联管为贯通连接。

作为本发明进一步的技术方案，所述微孔浓缩柱与第一螺纹并联管和第二螺纹并联管均为贯通连接，所述微孔浓缩柱的外表面开设有网孔。

作为本发明进一步的技术方案，所述微孔浓缩柱的上下两端均设置有螺纹连接头，所述第一螺纹并联管和第二螺纹并联管的外表面位于与螺纹连接头相对应处均开设有螺纹孔。

作为本发明进一步的技术方案，所述反洗水进水管与并联管为贯通连接，所述反洗水进水管和进水管的另一端均通过管道与水泵相连接。

作为本发明进一步的技术方案，所述反洗高压喷淋管与并联管为贯通连接，所述反洗高压喷淋管位于反洗高压喷淋管的外表面呈线性排列。

作为本发明进一步的技术方案，所述稀液出水管与外箱体为贯通连接。

第二方面，本发明还提出了一种水体应用的蓝藻快速预浓缩方法，包括以下步骤：

S1、将湖泊、水库、河流、输水渠道等含有蓝藻的原水体通过水泵吸入第一螺纹并联管处；

S2、通过多个微孔浓缩柱将含蓝藻原液中大部分水，以及以单个藻细胞或小粒径的团聚体透过微孔浓缩柱，并收集在外箱体中，由稀液出水管排出；

S3、通过微孔浓缩柱将含蓝藻原液中绝大多数团聚形式的蓝藻细胞聚集体截留，并随剩余的浓缩液一起由浓缩液出水管排出，从而实现水体中蓝藻的预浓缩；

S4、通过多个反洗高压喷淋管将反洗清水以多角度喷射到微孔浓缩柱的外表面，对微孔浓缩柱网孔处的残留藻细胞等颗粒物进行反洗，恢复被堵塞的网孔，反洗水由稀液出水管处排出即可。

有益效果

本发明提供了一种水体应用的蓝藻快速预浓缩装置及方法。与现有技术相比具备以下有益效果：

1、一种水体应用的蓝藻快速预浓缩装置及方法，该装置结构简单，操作方便，可以大规模、高效率的对水体中蓝藻进行预浓缩，且具有无需添加任何化学药剂，实现水体中蓝藻进行纯物理浓缩。

2、一种水体应用的蓝藻快速预浓缩装置及方法，该装置与方法可以稳定后续工艺的入料浓度，解决难以应对水体中蓝藻细胞浓度变化大对藻水分离带来极大挑战的技术瓶颈，还可以显著降低后续处理工艺的处理量，从而降低处理成本该装置与方法为蓝藻打捞与应急防控提供了新的解决思路，具有较大的实际推广应用价值。

附图说明

图1为一种水体应用的蓝藻快速预浓缩装置剖视图；

图2为一种水体应用的蓝藻快速预浓缩装置的结构示意图。

图中：1、外箱体；2、第一螺纹并联管；3、微孔浓缩柱；4、第二螺纹并联管；5、压力表；6、流量阀门；7、浓缩液出水管；8、反洗水进水管；9、并联管；10、反洗高压喷淋管；11、进水管；12、稀液出水管；13、射流喷淋头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明提供一种水体应用的蓝藻快速预浓缩装置及方法技术方案：

一种水体应用的蓝藻快速预浓缩装置，包括外箱体1，外箱体1的一侧面下端设置有进水管11，且进水管11的一端连接有第一螺纹并联管2，第一螺纹并联管2的外表面上端安装有多个微孔浓缩柱3，且微孔浓缩柱3的端连接有第二螺纹并联管4，第二螺纹并联管4的一端贯通连接有浓缩液出水管7，且浓缩液出水管7的外表面上方安装有压力表5，浓缩液出水管7的外表面上方位于压力表5的一侧安装有流量阀门6，外箱体1的一侧面下端安装有反洗水进水管8，且反洗水进水管8的一端连接有并联管9，并联管9的外表面上端对称安装有反洗高压喷淋管10，且反洗高压喷淋管10的外表面一侧安装有多个射流喷淋头13，外箱体1的另一侧面下部设置有稀液出水管12。

进水管11与第一螺纹并联管2为贯通连接，在使用时，可以通过水泵将将需要浓缩的水体抽入。

微孔浓缩柱3与第一螺纹并联管2和第二螺纹并联管4均为贯通连接，微孔浓缩柱3的外表面开设有网孔，在使用时，可以根据不同的水质的藻类粒径，进行更换不同网孔的微孔浓缩柱3，进而方便对不同藻类进行预浓缩。

微孔浓缩柱3的上下两端均设置有螺纹连接头，第一螺纹并联管2和第二螺纹并联管4的外表面位于与螺纹连接头相对应处均开设有螺纹孔，在使用时，通过螺纹连接头与第一螺纹并联管2和第二螺纹并联管4螺纹连接，进而将微孔浓缩柱3进行快速安装。

反洗水进水管8与并联管9为贯通连接，反洗水进水管8和进水管11的另一端均通过管道与水泵相连接，在使用时，通过射流喷淋头13对微孔浓缩柱3处进行清洗，避免微孔浓缩柱3处堵塞。

反洗高压喷淋管10与并联管9为贯通连接，反洗高压喷淋管13位于反洗高压喷淋管10的外表面呈线性排列，在使用时，使得对微孔浓缩柱3的喷洗更加均匀。

稀液出水管12与外箱体1为贯通连接，在使用时，可以将预浓缩后的水和清洗微孔浓缩柱3的水快速排出。

另外，本实施例提供了一种水体中蓝藻快速预浓缩方法，具体包括以下步骤：

S1、首先将湖泊、水库、河流、输入渠道等水体中的含有蓝藻的原液泵入本装置中，泵入流量为1000 m

S2、当压力表5读数达到0.1 MPa时，自动开启反洗高压喷淋管10，利用多个射流喷头13将反洗水喷射在微孔浓缩柱3四周，使网孔上截留的藻细胞等颗粒物被冲刷下来，恢复微孔浓缩柱3的浓缩能力，当压力表5读数降低到0.08 MPa时，自动关闭反洗水，完成微孔浓缩柱3自动反洗；

S3、根据含蓝藻水体中藻细胞的浓度，以及后续工艺对浓缩后藻细胞的浓度要求，设置浓缩比例，然后，通过调节浓缩液的出水流量，并配合压力表，实现含蓝藻水体的高效预浓缩。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。