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2020重点环境保护实用技术及示范工程⑤| 藻/水在线分离磁捕技术

99 0 2020-12-30 新宇生态

    一、技术简介

    1.技术原理

   从水中打捞移除浮游藻类等富营养物质需要进行藻(污)/水分离。常规的絮凝沉淀法进行藻(污)/水分离絮凝阶段耗时5~8min,沉淀所需时间是絮凝的2~3倍,则完成藻(污)/水分离总时间需20~30min。

   本技术在絮凝阶段就把藻细胞和污染物絮体“吸”出来,将藻(污)/水分离总时间缩短为常规絮凝沉淀法的1/6~1/5,效率提高5-6倍,真正实现藻(污)/水连续、快速分离。

   技术实施包括磁凝聚和磁分离两个相互耦合的过程。磁凝聚是基于水体污染物(藻细胞等)的加种性,赋予弱磁性或非磁性的污染物以较强的磁性。磁分离是借助外磁场的作用,将磁性聚集体分离出来。具体是将磁捕剂投入到藻(污)水中,通过粒子或分子之间的亲和性,使水中的藻细胞和其它胶体级粒子凝聚,形成具有磁性的聚集体。磁性聚集体在水力学作用下不断发育长大,流经磁分离器时被磁场吸引。由于水分子无磁性,除了磁性聚集体因表面张力携带的水分外,吸附在磁分离器上的聚集体主要为含有藻细胞等颗粒污染物的磁性聚集体。随着磁分离器的转动,磁性聚集体被移出水体,而干净水还湖,达到藻(污)/水在线、连续分离的目的。

    2.工艺流程

   技术通过水上移动式平台(磁捕船)实施,工艺流程包括:

   1)藻水推进:由藻水泵将含藻(污)湖水(藻浆)推送至磁捕船水力学槽道,对藻水流向、流量进行调节,使之适合后续工艺要求,藻水推进流量1000~1200m³/h;

   2)混凝絮凝:向进入水力学槽道中的藻水中加入磁捕剂、助凝剂,逐步形成磁性蓝藻聚集体;磁捕剂投加量30~150kg/h;

   3)藻/水磁分离:对混凝后的磁性蓝藻聚集体进行分离,降低蓝藻絮体含水率;磁分离器转速0-10r/min;

   4)磁种回收:分离出的蓝藻磁性聚集体进入储藻仓,经机械高速剪切或发酵后由磁种回收器进行磁种分离,分离后的磁种再投加回用;藻浆泵流量5~20m³/h;

   5)藻泥脱水:采用污泥泵将藻泥泵入污泥脱水机,进行脱水减容,外运处理;藻浆泵流量20m³/h。

    3.技术产品

   藻/水在线分离磁捕船:采用独创的磁性微网结构材料将富营养化水体中的氮、磷和蓝藻等污染物絮凝后,再利用永磁装置外磁场,吸引磁性絮体聚集“捕获”并移出,实现藻/水快速、连续分离。

   技术特点:

   1)除藻速度快:在絮凝阶段就把藻细胞絮体“吸”出来,将藻/水分离时间缩短为常规絮凝沉淀法的1/6~1/5,效率提高5~6 倍,满足快速清除堆积蓝藻的需求;

   2)除藻效率高:对含藻湖水中总藻细胞、蓝藻细胞、叶绿素 a 的去除率90~99%,大多数时候达97%以上;

   3)出水水质优:总磷含量低至0.1mg/L 以下,其它污染物含量低于水体原水;

   4)装备处理量大,机动灵活,可快速调度至指点水域快速清除蓝藻;

   5)技术成熟,装备性能稳定,运行可靠;

   6)藻泥在平台上压滤脱水减容,降低运输量和费用;

    二、典型案例

   案例:巢湖西坝口饮用水源地蓝藻应急处置

   实施地点:巢湖西坝口水域

   应用规模:应用1套蓝藻磁捕船

   整体效益:2017年7月23-28日,磁捕船在巢湖东部湖区西坝口水域巢湖市饮用水取水口投入蓝藻应急打捞,与蓝藻围隔有效配合形成V型布局,在V形区域底部缺口处迎风作业,蓝藻收集效率高,及时而又快速地处理了藻密度接近1×109个/L 的藻水2.3万立方米。经第三方专业检测单位检测,出水达到饮用水源地标准。

   成果使用单位评价:2017年7月下旬,巢湖闸西坝口位置蓝藻积聚爆发,合肥市环湖办紧急调用安徽雷克环境科技有限公司蓝藻磁捕船,赴西坝口进行蓝藻应急打捞处置。

   7月23日至27日期间,雷克环境工程技术人员不畏高温酷暑,克服重重困难,每天工作12小时以上,全力打捞蓝藻。与取水口围栏有效配合形成V型布局,磁捕船在 V 型区域底部缺口处迎风作业,蓝藻收集率高,出水十分清澈。在7月28日消除了西坝口的蓝藻,保障了供水安全。

         示例图

(1)磁捕船运行图

(2)磁捕船进水(左)、出水(右)对比图

(3)磁捕处理工艺图

    三、推广运用情况

   近几年来推广运用情况:

   2019年与巢湖市环境保护局、庐江县环境保护局、肥西县严店乡人民政府分别签订巢湖市蓝藻磁捕船运行管理服务合同、庐江县移动式磁捕船应急打捞和运维第三方运行采购合同和肥西严店乡蓝藻磁捕船租用运行合同,在巢湖水域进行常态化蓝藻磁捕打捞运行服务,取得了良好的生态和社会效益。同年,在省外与深圳北部水源工程管理处签订深圳茜坑水库藻华应急处置(A)包—物理打捞项目合同,正式投入到深圳地区水库蓝藻防控工作,和昆明滇池投资有限责任公司签订滇池蓝藻打捞处理船服务购买项目,针对滇池的富营养化治理提供解决技术措施及装备产品。

   2020年,无锡太湖水域富营养化严重,蓝藻频繁爆发,江苏省政府和无锡市有关部门积极引进蓝藻高效打捞技术和装备。目前,经过两个多月运行蓝藻打捞治理,当地领导高度肯定了蓝藻磁捕技术及装备在太湖的运行,盛赞蓝藻磁捕船进出水对比效果明显,是太湖蓝藻治理的又一良措。

    四、环境效益

   1.本技术应用于藻华治理采取的措施,消减水体富营养化,特别是除磷,减少藻华爆发的频率和程度,对改善水体生态环境有巨大贡献。

   2.该技术对水环境生态影响最小。

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