藻华原位应急处理技术及资源化利用的研究

摘要

近年来海河藻华现象频繁发生，海河藻华治理应从蓝藻的最终处置着手，构建应用型强、高效、快速的应急治理技术体系，为海河干流藻华暴发的应急预案提供参考和借鉴。 (1)针对河流蓝藻暴发的现状，本文采用捕集-旋流-脱水工艺，设计开发出收集面积广、处理能力强、效果稳定的机械打捞系统装备，并在天津海河两个蓝藻暴发的点位对其进行应急捕捞示范运行试验。 (2)基于斯托克斯定律，研发出分离效率高，动力消耗小的旋液分离设备。在综合分析切割粒径、压降的基础上，采用Fluent系列软件建立流体计算模型，进行流场内部的模拟，解释蓝藻在漩液分离器中的运动规律。 (3)在藻液中加入聚合氯化铝(PAC)、蒙脱石和硅藻土三种助滤剂，研究助滤剂对藻液可过滤性能的影响，硅藻土与其他两种助滤剂相比，其过滤速率相对较快、脱水性能相对较好，当投加量为10.0g/L时，过滤速率由0.108L/h提高至0.504L/h，压缩指数由0.710降至0.594，藻液的比阻由7.62×1010s2/g降低至2.35×108s2/g，滤饼含水率由86.5％减少至66.4％。 (4)采用煅烧后的硅藻土做为助滤剂，加入煅烧硅藻土的过滤速率明显加快，滤饼压缩指数为0，属不可压缩性物料，含水率为57.66％，脱水效率与原硅藻土相比提高了8.74％，投加量相对减少，在藻水脱水过程中，可加入煅烧后的硅藻土，煅烧温度最适700℃，在藻水浓度为1×1010cell/mL时，最佳投加量为2g/L投加量较少，经济可行。 (5)采用好氧堆肥的方法对脱水后的蓝藻进行资源化利用。在堆肥结束后1#容器中有机质减少了165.31g/kg，全氮增加了5.99g/kg，铵态氮减少2g/kg，C/N分别降低至14.73，种子发芽指数GI均高达87.41％，且在堆肥过程中1#容器内堆体温度随箱体的设定温度变化更为迅速，说明1#容器在蓝藻好氧堆肥过程中堆肥效果最好，1#容器体积的底部面积较大，堆肥高度偏低，使得堆体表面与空气接触面积加大，高度的降低和表面积的增大有利于氧气的扩散和传热的进行。

目录

声明

摘要

1前言

1．1研究背景

1．2国内水系富营养化状况

1．3．1蓝藻水华的成因

1．3．2蓝藻水华的危害

1．4蓝藻水华的治理方法

1．5国内蓝藻机械捕捞船研究进展及应用现状

1．6蓝藻好氧堆肥

1．6．1蓝藻好氧堆肥现状的研究

1．6．2堆肥影响因素的研究

1．7本研究的研究内容与意义

1．7．1本研究的研究内容

1．7．2研究的目的与意义

1．7．3技术特点及创新点

1．7．4本研究技术路线

2一种船载式藻华应急打捞一体化装置的设计及示范运行

2．1．1船载藻华应急打捞处理系统的处理工艺过程

2．1．2藻水收集装置

2．1．3藻水分离装置

2．1．4减容脱水装置

2．2．1试验器材

2．2．2试验方法

2．3结果与讨论

3旋液分离器内部流场的数值模拟及运动规律

3．1旋液分离器的分离原理

3．2旋液分离器的主要性能

3．3旋液分离器的结构与尺寸

3．4模拟方法

3．5．1速度模拟

3．5．2藻水体积浓度分布

3．6本章小结

4三种助滤剂对蓝藻脱水性能影响的研究

4．1材料与方法

4．1．1实验材料与仪器

4．1．2实验方法

4．2结果与讨论

4．2．1助滤剂对藻液脱水性能的影响

4．2．2助滤剂对藻液过滤速率的影响

4．2．3助滤剂对藻液比阻的影响

4．2．4助滤剂对藻液压缩指数及脱水效率的影响

4．3小结

5煅烧硅藻土对蓝藻脱水性能影响的研究

5．1材料方法

5．1．1实验仪器与材料

5．1．2实验方法

5．2结果和讨论

5．2．1压力对藻水过滤速率的影响

5．2．2煅烧硅藻土最佳条件的确定

5．2．3煅烧硅藻土除藻的过滤机理

5．3本章小结

6蓝藻好氧堆肥资源化利用的研究

6．1试验材料与方法

6．1．1试验装置

6．1．2试验材料

6．1．3采样及分析方法

6．1．4测定项目及分析方法

6．2．1温度和湿度的变化

6．2．2有机质的降解

6．2．3铵态氮、全氮含量的变化

6．2．4种子发芽指数的变化

6．2．5微囊藻毒素的变化

6．3本章结论

7结论

7．1全文结论

7．2论文的创新点

7．3论文的不足之处

8展望

参考文献

10攻读硕士学位期间发表论文情况

致谢