湖库流域的生态因子及基因表达纳米调控设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及抑制水体富营养化设备，特别涉及一种湖库流域的生态因子及基因表达纳米调控设备。
【背景技术】
[0002]我国的江河湖库水体污染主要包括氮磷等营养物和有机物污染两方面。另外，湖库流域蓝藻及赤潮给水域生态、人体饮水安全也造成了严重危害。对于富营养化的控制，发达国家以控制营养盐为主，大多采取“高强度治污-自然生态恢复”的技术路线，即控制外源磷污染负荷并配合生态恢复措施，在这方面已经取得较大成效。去除藻类与控制其生长是湖泊水库水体恢复与保护的难题。目前国际上采用的技术主要有三类:1〕化学方法:如加入化学药剂杀藻、加入铁盐促进磷的沉淀、加入石灰脱氮等，但是易造成二次污染；2〕物理方法:疏挖底泥、机械除藻、引水冲淤等，但往往治标不治本；3〕生物-生态方法:按照仿生学的理论对于自然界恢复能力与自净能力的强化。这是人与自然和谐相处的合乎逻辑的治污思路，是一条创新的技术路线，也是当前生态修复技术的研宄开发热点。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够安全、可靠、高效地抑制水体富营养化发生的湖库流域的生态因子及基因表达纳米调控设备。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:本发明主要由空压机、储气罐、气体处理单元、生态因子控制单元、水质监测及系统控制PLC、采样及监测单元、阵列可控纳米溶氧盘、微气泡及微纳米气泡扩散装置、滤网所组成，其特征是所述的空压机的出气端通过气管与储气罐的进气口相连，储气罐的出气口通过气管与气体处理单元的一端相连，气体处理单元的气体由出气口通过气管进入生态因子控制单元内，压力传感器安装于气管上；生态因子控制单元内的压力流量控制PLC的信号输入端通过信号线与水质监测及系统控制PLC的信号输出端相连，压力流量控制PLC的信号输入端通过信号线分别与压力传感器、流量传感器相连；压力流量控制PLC的控制端通过控制线分别与压力调节阀、流量调节阀信号接收端相连，流量调节阀的出口通过气管与阵列可控纳米溶氧盘的一端相连，所述的水质监测及系统控制PLC的信号输入端通过信号线与采样及监测单元内的水质探头控制器的信号输出端相连；水质监测及系统控制PLC的控制端通过控制线分别控制放样阀、取样阀、循环水泵的开启与关闭，取样阀的右侧部通过取样管与滤网的一端相连，取样阀的左侧部通过取样管与负压罐的右侧部相连。
[0005]所述的采样及监测单元内的水箱通过水管与循环水泵的进水口相连，循环水泵的出口与射流器的进水口相连，射流器通过抽气管与负压罐相连，射流器的出水通过水管循环至水箱内，负压罐底部的放样阀的出水口与监测槽相连。
[0006]所述的水质探头控制器的底部连接有水质探头，水质探头置于监测槽之内。
[0007]所述的水质探头为公知的溶解氧测定探头、温度测定探头、pH测定探头、ORP测定探头、浊度探头、氨氮测定探头中的其中一种和/或两种和/或三种和/或四种/或五种/或六种组成。
[0008]所述的与水质监测及系统控制PLC相连的生态因子控制单元的数量为3个或3个以上。
[0009]所述的取样阀的数量为3个或3个以上。
[0010]所述的滤网的数量为3个或3个以上。
[0011]所述的气体处理单元内的气体净化单元的进气口与储气罐的出气口通过气管连接，气体净化单元的出气口分为两个气管，气管分别与一个气体阀门的进气口连接，其中一个气体阀门的出气口连接气体转化单元，气体转化单元的出气口通过气管与一个气体阀门的进气口连接，气源的出气口通过气管与一个气体阀门的进气口连接，气体净化单元的出气口后的另一个气体阀门的出气口、气体转化单元后的气体阀门的出气口与气源后的气体阀门的出气口通过气管汇总为总的出气气管，气体净化单元由公知的冷干机、精密过滤器、分子筛或其他气体净化产品通过各自产品的进气端与其它产品的出气端相连组成，气体转化单元由公知的PSA制氧机、臭氧发生器或其他气体处理产品组成，进气为压缩空气，出气为纯氧或臭氧，气源由公知的氧气瓶或其他气体的压缩瓶组成。
[0012]所述的阵列可控纳米溶氧盘的数量为3个或3个以上，阵列可控纳米溶氧盘的布点形状为三角形或四边形或多边形，以使微气泡及微纳米气泡扩散装置位于曝气盘所布点形状之中。
[0013]所述的阵列可控纳米溶氧盘由9个或9个以上固定在固定支架上的公知的溶氧曝气盘组件所组成，固定支架上分布有42个或42个以上固定孔，溶氧曝气盘组件通过固定孔固定在固定支架上，固定孔可固定额外的溶氧曝气盘组件，以调整间距和阵列可控纳米溶氧盘内的溶氧曝气盘组件的数量，固定支架四个端点分别连接一个支脚；所述的溶氧曝气盘组件的连接方式为:与流量调节阀相连的气管在进入阵列可控纳米溶氧盘后，分为两个充氧干管，充氧干管上分别连接一个调节阀，其中一个调节阀的出口通过充氧支管连接至阵列可控纳米溶氧盘的中部的溶氧曝气盘组件上，另一个调节阀的出口通过充氧支管连接至阵列可控纳米溶氧盘外围的溶氧曝气盘组件上，两个气路不相通，并调整通过中部的溶氧曝气盘组件的气体的流量和压力大于外围的溶氧曝气盘组件的平均流量和压力；所述的一个溶氧曝气盘组件的进气端与另一个溶氧曝气盘组件的出气端相连，气路末端的溶氧曝气盘组件的出气端由堵头封堵。
[0014]由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是:
1.本设备以采样及监测单元采集水体多个点位水质数据，通过水质监测及系统控制PLC可综合分析大范围水体水质状况；
2.采样及监测单元内的水质探头及水质探头控制器可监测多项水质指标，可保证监测数据的详细充分，最大程度的保证水质监测及系统控制PLC水质综合分析结论的准确性；
3.水质监测及系统控制PLC将每个点位的水质状况传输至该点位对应的阵列可控纳米溶氧盘的控制单元，即相对应的生态因子控制单元，可保证生态因子控制单元可根据处理效果进行针对性地调整生态因子；
4.生态因子控制单元通过控制输出气体的流量和压力，可控制阵列可控纳米溶氧盘的出气量和气体压力； 5.每套阵列可控纳米溶氧盘上的两个调节阀，可使阵列可控纳米溶氧盘内中部溶氧曝气盘组件的流量大、压力略高、气泡流速高、气泡粒径大，将水体向上托举、循环的能力强，外围溶氧曝气盘组件的流量、压力受压力流量控制PLC的控制，处于最适合范围，产生的气泡粒径小，上升流速慢，则中部快速上升的水流可带动外围溶氧曝气盘组件产生的微纳米级气泡迅速向上流动、在水体中循环，增加纳米级气泡扩散面积；
6.生态因子控制单元可将出气的流量、压力调整至溶氧曝气盘组件的开启压力，在开启压力下，溶氧曝气盘组件产生的气泡粒径最小，部分达到纳米级，气泡的直径越小，则气体的利用率越高，则溶氧曝气盘组件可选用范围广，需在使用时调整出气的压力和流量即可，可选用金属或陶瓷盘面的溶氧曝气盘组件；
7.一个微气泡及微纳米气泡扩散装置与四周多个阵列可控纳米溶氧盘的组合，可形成中心微气泡及微纳米气泡扩散装置上方水体形成向下的流态；流至微纳米气泡扩散装置扩散盘平面时，水体流态变化为以微气泡及微纳米气泡扩散装置为中心，平行于扩散盘平面，向四周辐流；以微气泡及微纳米气泡扩散装置为中心向外扩散、流动的气水混合物被周围阵列可控纳米溶氧盘形成的上升流态带动，改变流态向上运动；上升到一定高度的含纳米气泡的水体受微气泡及微纳米气泡扩散装置形成的向下流态影响，与表层水再次向下循环；
8.水库表面的水经由微气泡及微纳米气泡扩散装置与多个阵列可控纳米溶氧盘形成的循环流态，经水库底部好氧底泥中环境友好微生物对表层水带入的营养盐、有机物等进行分解吸收转化，降低水体中污染物浓度；
9.生态因子控制单元通过调节阵列可控纳米溶氧盘通过的气体流量、压力及气泡粒径，控制阵列可控纳米溶氧盘周围较大范围内水体流态循环、溶解氧浓度，从而形成倒置层流、调控表层水光照时长、调节水体温变温跃、提高水体氧化还原电位、提高溶解氧浓度、均衡水体PH等；
10.气体处理单元内可根据需要除安装冷干机、精密过滤器、分子筛或等净化处理产品之外，在净化后可安装PSA制氧机、臭氧发生器等能产生纯氧、臭氧等气体的气体处理装置，或直接将压缩空气与纯氧、臭氧等气体混合；
11.微气泡及微纳米气泡扩散装置与阵列可控纳米溶氧盘形成的纳米级微气泡破裂瞬间，由于气液界面消失的剧烈变化，界面上集聚的高浓度离子将积蓄的化学能一下子释放出来，此时可激发产生大量的羟基自由基等活性氧；设备若选用臭氧发生器，则直接可产生大量溶于水的活性氧等；
12.设备通过对生态因子进行调控，从水体流态、溶解氧浓度、表层水光照时长、温变温跃、水体氧化还原电位、pH、活性氧浓度等方面给水生生物以环境压力，当环境的变化超过机体的承受水平时，某些酶的活性被抑制或消失，另一些酶的活性增强或被诱导，在代谢活动中蛋白质重新被合