蓝藻分离及资源化利用方案.docx

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1、蓝藻分离及资源化利用方案目录第一节蓝藻分离2一、水华蓝藻的机械清除2二、藻水分离工艺4三、步骤详细说明6逆流型卧螺离心机的工作原理图11四、藻浆、藻水分离废水处理工艺11第二节资源化利用19一、生物新能源19二、生产饲料20三、制备肥料20四、蓝藻基因工程在环境保护方面的应用24五、其他方面的利用方式25第一节蓝藻分离一、水华蓝藻的机械清除微蓝藻的个体是大约3711的单细胞。通常，数百个的微蓝藻细胞聚集在一起，形成群体。许多种类的蓝藻细胞中具有气囊，这种气囊使得蓝藻细胞在浮力作用下悬浮或者漂浮在湖面。通常蓝藻在静止状态下迅速上浮后，90%的蓝藻能够集中到上层的蓝藻层，显示出显著的蓝藻层和水层的

2、分层。在蓝藻大规模暴发期，1平方公里水域所覆盖的水华蓝藻在风力的作用下可缩聚在0.02平方公里的岸边区域内，厚度可达0.4m。浮式围栏是一种物理性的防油污设备，是常用于处理港湾和海上溢油的重要工具。近年来在我国太湖、滇池蓝藻污染治理的过程中被广泛应用。浮式围栏的实施，可使海洋溢油、湖泊水华蓝藻能够及时围而收之，及时消除污染，确保水域环境的安全，保护生态平衡。为海洋藻类污染治理、溢油污染治理以及造船、石化、港口工业的溢油防护、回收提供了有力的设备保障和技术支援，为我国保护水域环境做出突出贡献。当水域出现大规模藻类时，挡藻围隔能够迅速围拢至集藻区域，然后配合其他治理措施。水华蓝藻围隔拦截试验的成功

3、，表明围隔对水华蓝藻有着很好的拦截效果，在水华暴发期间，围隔可以拦截50%以上的蓝藻，围隔内的生物多样性也明显多于围隔外水域。说明应用围隔拦藻有着很好的应用效果，具有良好的应用前景。用于富藻的围栏由浮体、裙体和牵引设施组成,浮体包布为PVC双面涂覆塑料布，浮体为聚苯乙烯泡沫，裙体为不透水的土工布，能在水下形成一道屏障，防止水华蓝藻从下面流走。裙体由尼龙绳牵引至湖底，在湖底打桩，尼龙绳系于桩上，可减少风力等不可抗力因素对围栏系统损坏，也可保持浮体、群体在水面的稳定和平衡。其中浮体高O.65m,吃水深度0.39m,群体高0.4,能保持对湖区水华蓝藻的有效拦截。为了获得高浓度的富藻水，于集藻围栏内设

4、置两台处理能力均为30m7h的吸藻泵，吸藻泵的泵头采用倒置泵头的设计，倒置泵头由三只浮筒固定并可调整浮力泵头位置，保证泵头始终处于富藻层适当位置。吸藻泵处于漂浮可移动状态倒置泵头式吸藻泵原理图当集藻围栏内的浮藻层厚度较厚，吸藻泵有着较好的去除效果。而有时因为风向原因及富藻层经机械处理后，集藻围栏内为浮藻层厚度较薄的稀藻水，此时采用吸藻泵清除时,不仅除藻效率降低，而且增大了后期藻水分离的成本，可采用投加一种新型剥离液待蓝藻絮凝体上浮至湖面后拉网聚拢至集藻围栏内清除。经过吸藻泵抽吸的富藻水提升至岸边的集藻池，水华蓝藻机械清除工艺二、藻水分离工艺蓝藻经打捞后减轻了湖泊的内源污染，避免了湖泊水体水质的

5、进一步恶化，但其含水率高，难以处理，随意丢弃不仅会引发恶臭等环境问题，还会引起二次污染。如果能将打捞或过滤后的富藻水进行藻水分离处理，得到含固率较高的固形物则有利于富藻水的后续处置。本试验拟采用卧螺离心机对打捞的水华蓝藻进行离心脱水处理，而使用卧螺离心机进行固液分离作业的前提条件是：1.待分离物料的各组分之间必须存在密度差，密度的差别越大，分离容易。2,待分离固体物料的微粒在液体中能够形成悬浮液，越理想的悬浮液越容易分离。3.卧螺离心机可以处理的混合物其所含固体颗粒的粒径范围也比较广，在1IOXlO3m之间。物料的浓度在5%40%之间都是可以的。对于过于稀薄而且难以沉降的物料应考虑采用其他方法

6、进行浓缩，增加物料浓度，再利用卧螺离心机进行离心脱水作业。为了能使打捞的富藻水达到卧螺离心机处理要求，我司拟采用“筛网过滤一一絮凝剂絮凝浓缩一一离心机离心脱水”工艺对获得的富藻水进行藻水分离。藻水分离工艺流程图集藻围栏内的富藻水由吸藻泵抽吸至岸边的集藻池，可于集藻池设置筛网，富藻水经筛网过滤后得到藻浆。集藻池内藻浆提升至混凝反应池，投加混凝剂于反应池内，搅拌混合后，部分高浓度藻渣上浮，反应池内可实现明显的藻水分离，可将池体下半部分分离水排出。反应池内藻渣经过卧螺离心机离心脱水后得到藻泥，最后外运至有机化肥厂进行综合利用。卧螺离心机脱水工作原理收集池内待处理的藻渣由进料泵抽吸至卧螺离心机。同时脱

7、水机房内的阳离子聚丙烯酰胺投配装置按5%浓度配置好溶液，聚丙烯酰胺溶液再经加药泵抽吸进入离心机与待处理藻渣混合，经离心机离心脱水，分离水经污水管道排出。藻泥则不停从主机排泥口排出，由螺旋输送机输送出，并装车运输至指定地点。整套装置的进料、加药、藻泥输送、以及主机的运行状况及参数设置均在PLC控制箱实现自动控制。三、步骤详细说明水华机械I藻第1藻致I-1I有机肥蓝藻抽吸I过滤L混凝A脱水藻泥通过吸藻泵可将该区域的蓝藻机械抽吸至藻水分离站内的蓝藻收集池，收集池上部设有过滤筛网，通过筛网过滤后得到藻浆。于收集池内投加高分子絮凝剂(CP-8750),使储藻池藻浆絮凝浓缩，得到藻渣。采用卧式螺旋沉降离心

8、机对储藻池内的藻渣进行脱水处理，实现藻水分离，得到藻泥。藻泥外运至有机化肥厂制作有机肥，实现蓝藻水华的综合利用。1.蓝藻过滤通过吸藻泵可将集藻围栏内的富藻水抽吸至岸边的收集池内，收集池尺寸为XnIXXnIXXnb在收集池上端安装一座过滤设施，过滤设施由两层325目的不锈钢斜筛网组成，与收集池一侧池壁成60。倾斜,富藻水经筛网过滤后得到藻浆。筛网下面设有截水设施，经筛网过滤后的藻水(含少量藻)由截水设施经管道就近排入湖区。2 .收集池投放蓝藻絮凝于收集池内投加CP-8750溶液，使蓝藻絮凝浓缩，得到藻渣。CP-8750为阳离子型聚丙烯酰胺，具溶解性好，粘度高，韧性强，易燃无(少)烟、燃烧无异味、

9、无毒、化学性能稳定等特点，常用于城市污水、城市污泥、造纸污泥及其它工业污泥的脱水处理。聚丙烯酰胺作用原理如下：(1)絮凝作用原理PAM用于絮凝时，与被絮凝物种类表面性质，特别是动电位，粘度、浊度及悬浮液的PH值有关，颗粒表面的动电位，是颗粒阻聚的原因加入表面电荷相反的PAM,能使动电位降低而凝聚。(2)吸附架桥PAM分子链固定在不同的颗粒表面上，各颗粒之间形成聚合物的桥，使颗粒形成聚集体而沉降。(3)表面吸附PAM分子上的极性基团颗粒的各种吸附。(4)增强作用PAM分子链与分散相通过种种机械、物理、化学等作用，将分散相牵连在一起，形成网状。一般来说，200-250rmin(G值为106145S

10、)的快搅速度和60S左右的快速搅拌时间即可满足强化混凝的要求。本试验为了达到较好的混和、絮凝效果，CP-8750配成溶液后倒入于收集池内，由安装于池底的推流器强力搅拌混合IOmin后，关闭推流器。经过半小时的静置后，大约有三分之一的高浓度藻渣富集在收集池上层，下层大约三分之二的分离水由出水口经排水管道排放湖区。经絮凝的藻渣需进一步脱水，才能达到运输要求。3 .蓝藻离心脱水试验卧螺离心机，全称是卧式螺旋卸料沉降离心机，自出现后由于其具有单机处理量大、能连续处理、占地面积小、操作简单安全、脱水后含水率低等优点，并且卧螺离心机采用全封闭的结构，避免了带式压虑机存在的种种弊端(如现场环境恶劣、臭味大、

11、大量使用絮凝剂和清洗水、设备体积大、日常使用维护麻烦)，得到了迅速发展，被广泛应用于石油、化工、冶金、医药、食品、市政污泥等领域。试验采用由海申机电总厂特制的LWD430-N型卧螺离心机，其主要技术参数如下：(1)型号：LWD430-N(2)转鼓直径：430mm(3)转鼓转速：3200rmin(4)差转速：2-32rmin(5)处理能力:30m3h(6)主机转速：2950rmin(7)副机转速：1450rmin(8)长径比：3.74 .型卧螺离心机技术特点(1)整机采用一体化结构设计，吊装安全方便，体积小、占地面积小、操作维护方便。同时利用沉降原理使固液分离，没有滤网，不会引起堵塞。(2)该机

12、为逆流式卧螺离心机，污泥沉降后无需流经整个机体，就可于进泥口附近直接被螺旋输送器刮走，在转鼓沉降区，螺旋输送器的螺旋叶片采用带状形式，最大地减小了螺旋对分离液的扰动作用，提高了分离效果。(3)螺旋输送器上设置有压榨盘，圆锥部分设置有压榨锥，实现了离心脱水和机械挤压脱水的有效结合，大幅地降低了脱水后污泥的含水率。其含水率较一般离心机低3%5%o(4)出渣口设置余液切换装置，可有效保证停车时转鼓内的余液回流到出液管而不会流入无轴螺旋输送机浸湿泥饼。(5)具有优良的密封性能，以确保污泥、水、臭味不会从机内溢出、操作环境卫生条件好。(6)本机能在全速运转下，连续进料、分离、洗涤和卸料。具有结构紧凑、连

13、续操作、运转平稳、适应性强、生产能力大、维修方便等特点。5 .型卧螺离心机工作原理卧螺离心机主要由转鼓、螺旋推进器、差速器3部分组成，其他还包括机壳、机座、驱动装置等，其是利用离心沉降原理分离悬浮液体的设备。机光转鼓螺旋推进器7 7 7./ /差速器逆流型卧螺离心机的工作原理图物料由进料管连续进入输料螺旋内筒，加速后进入转鼓,螺旋与转鼓在一定差速条件下同向高速旋转，在离心力场作用下，较重的固相物沉积在转鼓壁上形成沉渣层。输料螺旋将转鼓壁上沉积的固相物连续不断地推至转鼓锥端，经排渣口排出机外。较轻的液相物则形成内层液环，由转鼓大端溢流口连续溢出转鼓，经排液口排出机外。四、藻浆、藻水分离废水处理工

14、艺（一）藻浆、藻水分离废水来源及其危害蓝藻暴发后，水体质量严重下降，大量蓝藻呈油漆状漂浮于水面，随风漂移到岸边，腐烂后污染水质，散发嗅味,污染周边环境。目前，为了处理蓝藻，国内外专家学者进行了多种方法的研究，主要从物理、化学和生物三方面入手。常用的物理法如蓝藻打捞、加压沉淀、引水换水、曝气气浮等，物理法所需投入的成本较大，但效果较为明显；化学法常用的如投加各种混凝剂、除藻剂及藻类抑制剂等，虽简单易操作，但不能从根本上解决问题，而且极易造成药剂的二次污染；生物法是指引进外来水生植物、动物抑制藻类生长,同时投加一些微生物如光合细菌来净化水体，该法接受度较高，被广泛用于藻类的去除和防治。物理法中通过

15、打捞来处理蓝藻就是常用的方法之一。蓝藻站将蓝藻浆打捞出湖泊，再通过混凝沉淀（或气浮）进行藻水分离，上清废水排入湖泊，浓缩后的藻泥经脱水后处置利用，具体流程如图所示。蓝藻腐烂后藻细胞内的藻液会释放到水中，藻水分离废水中将含大量有机物（蛋白质、多糖、腐殖酸等）、氮素、磷素以及藻毒素等污染物，这些污染物一方面会对整个水处理过程产生影响，导致混凝剂投加量的增加以及过滤时膜通量的降低；另一方面会增加水体二次富营养化的可能性，是蓝藻再次暴发的潜在威胁；与此同时,释放到水中的藻毒素对人体健康具有严重的毒性，可引起肝损伤、神经麻痹、腹泻等损害，情况严重时会引起人的中毒死亡。若将此类废水直接排入水体，将对水环境造成较大的污染，威胁供水安全。蓝藻浆处理流程图（二）湖泊蓝藻藻浆、藻水分离废水处理技术与传统生活污水相比，湖泊蓝藻浆藻水分离废水中污染物含量要高得多，尤其是氮素浓度（主要以氨氮形式存在），较高的氨氮会增加水体二次富营养化的风险，极大地超过了水体自净能力，威胁水质安全，水质健康难以平衡，最终对水环境造成较大的不可逆的污染。随着新环保法的出台、排放入河的污废水标准的提高以及人们对水环境保护意识的提高，众多专家、学者开始着力于蓝藻浆藻水分离废水的处理研究。结合蓝藻藻浆、藻水分离废水的水质特点和水处理技术的作用机理，蓝藻浆藻水分离废水处理技术可