[发明专利]表层水体藻类与营养盐的微动力原位收集分离一体化装置

权利要求书

1.一种表层水体藻类与营养盐的微动力原位收集分离一体化装置，包括太阳能电池板(5)及与太阳能电池板(5)相连的浮体平台(27)，其特征在于：浮体平台(27)上搭载有表层藻水收集单元、藻水絮凝反应单元、絮凝剂备用投加单元、藻水流动控制单元、藻类与营养盐分离单元、清洁藻水排放单元、浮体平台动力驱动单元，浮体平台(27)外的表层藻水通过表层藻水收集单元进入藻水絮凝反应单元，藻水絮凝反应单元用于电解产生活性絮凝剂与进水中的藻类和氮磷营养盐快速掺混，形成藻类絮体或颗粒沉淀，藻水流动控制单元用于将絮凝反应后的表层藻水、藻类絮体或颗粒沉淀按序进入藻类与营养盐分离单元，藻类与营养盐分离单元自下而上连续设有至少两层变径滤料，经变径滤料分离藻类与营养盐后的低藻清水进入清洁藻水排放单元排入浮体平台外部，所述絮凝剂备用投加单元用于在藻水中藻类密度或营养盐浓度过高、抑或电絮凝效率不理想时定量投放絮凝剂至藻水中，浮体平台动力驱动单元用于驱动浮体平台(27)在水体上移动与转向。

2.如权利要求1所述的表层水体藻类与营养盐的微动力原位收集分离一体化装置，其特征在于：浮体平台(27)采用防水、防腐和防撞高密度聚乙烯材质。

3.如权利要求1所述的表层水体藻类与营养盐的微动力原位收集分离一体化装置，其特征在于：所述表层藻水收集单元包括进水口(13)、齿型堰槽(12)和伸缩软管接口(14)，进水口(13)呈开口向上的喇叭口状，进水口(13)边缘均匀设置齿形堰槽(12)，伸缩软管(15)与进水口(13)相连，用于调整进水口(13)高度。

4.如权利要求3所述的表层水体藻类与营养盐的微动力原位收集分离一体化装置，其特征在于：齿型堰槽(12)的齿高0.5-1cm，齿尖与水面(1)相平。

5.如权利要求1所述的表层水体藻类与营养盐的微动力原位收集分离一体化装置，其特征在于：藻水絮凝反应单元与表层藻水收集单元相连，包括具有电絮凝作用的电解箱(17)，电解箱(17)内部设有配水板(11)、电解絮凝用双面复合电极(16)以及电极板支架(18)，双面复合电极(16)安装在电极板支架(18)上，双面复合电极(16)由安装在浮体平台(27)上的蓄电池进行供电。

6.如权利要求5所述的表层水体藻类与营养盐的微动力原位收集分离一体化装置，其特征在于：双面复合电极(16)包括三层电极板，分别为阳极(16-1)、绝缘层(16-2)和阴极(16-3)，阳极(16-1)和阴极(16-3)贴附于绝缘层(16-2)两侧，表层藻水收集单元吸取的藻类与营养盐通过相邻两对双面复合电极(16)的阳极(16-1)与阴极(16-1)之间的缝隙，进入藻水流动控制单元，电解过程中，阳极(16-1)不断消耗并释放出Al³⁺或Fe³⁺，阴极(16-3)电解水生成OH-，二者之间形成具有絮凝作用的Al(OH)₃或Fe(OH)₃，快速将絮凝反应单元藻水中的藻类、氮磷营养盐形成藻类絮体(22)和颗粒沉淀。

7.如权利要求1所述的表层水体藻类与营养盐的微动力原位收集分离一体化装置，其特征在于：藻水流动控制单元与藻水絮凝反应单元相连，藻水流动控制单元包括转刷(21)及与转刷(21)驱动连接的电机(7)，电机(7)与蓄电池(6)相连，电机(7)带动转刷(21)转动，引导絮凝反应单元内的藻水、藻类絮体(22)及营养盐沉淀按序进入藻类与营养盐分离单元，并最终通过清洁藻水排放单元外排。

8.如权利要求1所述的表层水体藻类与营养盐的微动力原位收集分离一体化装置，其特征在于：絮凝剂备用投加单元包括加药罐(8)、加药泵(9)、计量阀(10)、加药管(20)与药剂投加喷头(19)，加药罐(8)中预先配置的絮凝剂溶液通过加药泵(9)、计量阀(10)、加药管(20)和药剂投加喷头(19)进入藻水流动控制单元，与藻类与营养盐盐进行均匀混合。