专利名称：一种用于喷洒改性土壤的自动化除藻船的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于喷洒改性土壤，并且可通过调节喷头的角度来控制喷 洒的距离和面积的高效自动化除藻船。这一除藻船能快速、高效的清除湖面、 河道、芦苇荡或浅水湾等处的水华。本发明属于环境污染控制领域。
背境技术
湖泊富营养化及其导致的水华已经成为全球性重大水环境问题，它不仅破 坏水生生态环境，引发饮用水源地水污染和水质安全危机，而且严重的可引起 鸟类、牛、羊等动物中毒，甚至有可能致突变作用，对人类健康也有潜在危险。
近年来，国内外专家研究了多种富营养化及水华治理技术，其中，Andesen 在Nature上提出利用天然黏土矿物治理藻华污染是目前最具前景的水华治理 技术之一。但这一技术最早只应用于海洋赤潮的治理中。通过对黏土除藻机理 的研究，本发明人(潘纲)提出了一系列新的方法，将黏土除藻技术应用到了 淡水水华的治理中。1999年潘纲提出了一项利用含铁粘土矿物治理赤潮和水华 的方法，已于2002年被英国专利局授予专利权(GB 2337749A)。潘纲等又于2001 年提出了以一种以含水镁硅酸盐(如海泡石)为主的黏土絮凝除藻技术 (01134528.4，己授权)。2002年潘纲等又进一步提出了一种以天然高分子聚合 物对黏土进行改性的技术(申请号02155284.3，已授权)，该技术不仅可将任 何当地土壤或沉积物改性成为高效的藻絮凝剂，而且可将黏土投量降低到10毫 克/升的情况下仍然达到97%的除藻率，在国际上首次使利用当地土壤治理当地 水华成为可能(Pan, G. et al. ， Environmental Pollution, 2006，连续3篇系列论文)。虽然黏土除藻技术已经有了上述重大的改进，但是以往的粘土除藻技 术都有一个共同的缺陷即沉降到水底的藻类腐烂分解消耗大量的氧可造成水 底厌氧，使一些污染物逐渐从底泥中再次释放到水体，造成水华的复发。为了 解决这个问题，2003年潘纲等又提出了改性黏土增氧固磷技术，可在黏土凝聚
除藻的同时改善水底厌氧环境(申请号0310113305.5)。 2005年潘纲等提出利 用稀土元素(例如，镧、锆等)处理粘土的改性技术，可以使底泥中的磷高效 而不可逆地"固化"(不溶解)在改性黏土中。这样即使底泥泛起，经过"固磷" 后的沉积物释放溶解磷的能力可被大幅度地降低(申请号0510063410. 1)。 2005 年潘纲等将改性黏土凝聚除藻技术同生态方法相结合，提出了可快速清除水华 并将藻华在水底转化为沉水植被的复合材料(改性黏土和水生植物种子或根块 类物质)技术，解决了化学法底泥固磷成本高，生态安全性难以确定和固磷效 果不稳定等问题(申请号200510099736. X)。虽然上述几个专利的申请逐步使 黏土凝聚除藻成为一种天然、无毒能够标本兼治的综合除藻法。要想解决大面 积湖泊的除藻问题，具有机械喷洒功能的自动化船成为首要解决的配套问题， 2008年潘纲等人发明了一种集表层机械收藻、中层絮凝除藻、底层机械吸藻及 藻类集中处理功能于一身的自动化除藻船(200810057673. 5)。这一除藻船主要 依靠展臂喷洒改性土壤，展臂具有固定长度、不能伸縮，应用中经常会碰到声 苇荡或浅水湾，船身无法靠近，因此留下一些处理的死角；而且由于船上具有 表层捞藻、中层吸藻、底层吸藻的功能，船体设备多，发电机功率的限制，无 法带动大功率泵，限制了改性土壤喷洒的面积和距离，从而限制了应急除藻的 效率；另外，原来除藻船是三个功能的叠加，所以导致每一功能占地面积有限， 没有当地土壤的储藏仓，在改性土壤喷洒中无法实现自动化操作。本发明就是 针对上一除藻船存在的这些问题，设计一专门用于改性土壤喷洒、能够调节喷洒的距离和面积的高效的自动化除藻船。
发明内容
本发明提供一种用于喷洒改性土壤进行水华治理，并且可通过调节喷头的 角度来控制喷洒的距离和面积的高效的自动化除藻船。
本发明提供的除藻船包含改性土壤储藏装置，改性剂储藏装置，湖水抽取 与改性土壤和改性剂定量混合装置，以及改性土壤高压喷洒装置。
本发明提供的除藻船的改性土壤储藏装置和改性剂储藏装置，是设置于船 体内部的带有搅拌功能的容器或部分仓体，它们用于储存土壤悬浆和改性剂，。
本发明提供的除藻船设有一套管道和泵系统，其中包含悬浆混合装置。管 路装置将改性土壤储藏装置、改性剂储藏装置、湖水抽取管路和改性土壤喷头 相连接。
本发明提供的除藻船可将湖水抽到船上，并通过其管道-泵系统以及改性土 壤储藏装置和改性剂储藏装置，将改性剂与土壤的用量调到指定的比例相混合， 在湖水抽取与改性土壤和改性剂定量混合装置中按一定比例与湖水相混合，再 以高压远距离喷洒到水面。
本发明提供的除藻船通过在船上固定可以自由旋转的、具有不同形状喷口 的喷头，通过调节喷头的角度可以控制喷洒的距离和面积，在通过强力泵系统 可将改性土壤悬浆最大面积地喷洒到水面。
本发明提供的除藻船能够快速、高效的清除湖面、河道、戸苇荡或浅水湾 等出的水华。
图l是本发明的除藻船平面图
图2是本发明除藻船改性土壤储藏装置中的悬浆混合装置
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步说明-
参见图l，将提前浮选好的当地土壤悬浆和改性剂溶液装入仓1和仓2中，启 动改性土壤储藏装置中的悬浆混合装置(图2)，使土壤悬浆保持均匀混合状态。 将自动化除藻船驶入预除藻水域，启动发电机，除藻船按设定速率匀速前进。 启动设于船体前后两端的水泵，当地土壤悬浆、改性剂和湖水就流进管路l、 2、 3、 4，通过调节管路l、 2、 3、 4上的阀门可将当地土壤悬浆、改性剂和湖水调 节到指定的比例。再打开水泵到喷头间管路上的阀门，配比好的改性土壤絮凝 剂从管路上的每个喷头均匀的向湖面喷洒。再根据水面宽度及水华位置，调节 喷头的角度，即可清除指定区域的水华。
权利要求
1、本发明提供一种用于喷洒改性土壤进行水华治理的自动化除藻船。
2、 根据权利要求1所述的除藻船，其特征在于该船包含改性 土壤储藏装置，改性剂储藏装置，湖水抽取与改性土壤和改 性剂定量混合装置，以及改性土壤高压喷洒装置。
3、 根据权利要求1所述的除藻船，其特征在于改性土壤储藏 装置和改性剂储藏装置，是设置于船体内部的带有搅拌功能 的容器或部分仓体，它们用于储存土壤悬浆和改性剂。
4、 根据权利要求1所述的除藻船，其特征在于该船设有一套 管道和泵系统，其中包含悬浆混合装置。
5、 根据权利要求1所述的除藻船，其特征在于该船可将湖水 抽到船上，并通过其管道-泵系统以及改性土壤储藏装置和改 性剂储藏装置，将改性剂与土壤的用量调到指定的比例，再 以高压远距离喷洒到水面。
6、 根据权利要求2所述的高压喷洒装置，其特征在于通过在 船上固定可以自由旋转的、具有不同形状喷口的喷头，可调 节喷头的角度控制喷洒的距离和面积，通过强力泵系统可将 改性土壤悬浆最大面积地喷洒到水面。
全文摘要
本发明涉及一种用于喷洒改性土壤，并且可通过调节喷头的角度来控制喷洒的距离和面积的高效自动化除藻船。具体的说，就是在船体中间设有专门的改性土壤储藏装置，改性剂储藏装置和湖水抽取装置，通过调节管路上的阀门，将当地土壤、改性剂和湖水调节到指定比例，通过高压水泵将其输送到可以自动旋转的、角度可以调节的喷头，并通过调节喷头的角度控制喷洒的距离和面积。本发明可快速、高效的清除湖面、河道、池塘、芦苇荡或浅水湾等处的水华。
文档编号C02F1/52GK101445285SQ200810225439
公开日2009年6月3日 申请日期2008年10月31日 优先权日2008年10月31日
发明者张增光, 张木兰, 垒 李, 波 杨, 纲 潘 申请人:中国科学院生态环境研究中心