专利名称：：一种藻类去除装置和方法
技术领域：
：本发明涉及环境保护
技术领域：
，尤其涉及一种藻类去除装置和方法。技术背景工农业废水和生活污水的任意排放使水体的富营养化日趋严重，造成藻类的大量繁殖，导致水质恶化、水体功能严重退化，破坏原有生态系统，致使生物多样性丧失，其中部分藻类还能分泌藻毒素，引起生物和人中毒，有的甚至为致癌物质。这一问题已经受到广泛关注，也采取了诸如人工打捞、投加化学药剂等方法，但是存在二次污染、耗费大量劳动力、所需设备运行费用高等缺点，推广应用受到限制。富营养化对水体生态和人们生活造成很大影响，对于那些依靠富营养化水体为饮用水源的城市来说，情况尤为严重。目前，单一技术难以彻底解决水体富营氧化，必须依靠各种工艺、设备的组合，对富营养化水体进行综合治理。随着现代小区和城市的建设，清澈美丽的景观水体已成为美化人们生活环境不可忽视的重要部分。但是由于景观水体往往流动性差，长期暴露在自然环境中，加上居民生活和水系中鱼类的影响，极易造成水中悬浮物增多、浊度增大，有机物、一般细菌和大肠杆菌的含量都增高.在温度较高时，富含N、P等营养元素的水体中就会滋长藻类，藻类过多的繁殖会破坏环境的生态平衡，湖水呈现明显的绿色，水体色度较高，并伴有明显的鱼腥味，有时甚至造成水发臭发黑，因此景观水体的处理有其必要性和迫切性，水中除藻己成为当前的研究热点。对富营养化景观水中各种除藻方法很多，包括化学方法、物理方法、生物方法，但是这些方法大多存在费用较高、速度慢、管理要求高、具有毒性等缺点。
发明内容本发明的目的在于提出一种藻类去除装置和方法，能够快速高效去除并抑制藻类的生长，为富营氧化水体恢复生态平衡奠定基础。为达此目的，本发明采用以下技术方案一种藻类去除装置，包括超声波发生单元、超声波发射筒、潜流曝气机、整流单元和智能控制单元，所述超声波发生单元与所述超声波发射筒连接，用于发射超声波，所述潜流曝气机与所述整流单元连接，用于对水体进行曝气充氧，所述智能控制单元分别与所述超声波发生单元和所述潜流曝气机连接，用于控制所述超声波发生单元和所述潜流曝气机的开关。还包括浮体和固定支架，所述超声波发生单元、超声波发射筒、潜流曝气机、整流单元和智能控制单元分别通过所述固定支架与所述浮体连接，所述浮体用于提供浮力。所述智能控制单元包括无线通信设备，用于对所述智能控制单元进行无线操作。可以安装不多于4个所述超声波发射筒。所述超声波发生单元可以发生频率为2万赫兹到15万赫兹的超声波，工作功率为100瓦到200瓦，所述超声波发射筒的发射角度为360度或者180度，发射半径为120米到150米。所述智能控制单元还包括智能配电箱，所述智能配电箱用于显示装置工作数据。一种藻类去除方法，包括以下步骤智能控制单元启动超声波发生单元和潜流曝气机；超声波发生单元发生超声波，通过超声波发射筒向水体发射；潜流曝气机通过整流单元对水体进行曝气。通过无线通信方式操作所述智能控制单元。所述超声波发生单元可以发生的超声波频率为2万赫兹到15万赫兹，工作功率为100瓦到200瓦。所述超声波发射筒的发射角度为360度或者180度，发射半径为120米到150米。采用了本发明的技术方案，一体机在常温常压下操作，无需投加药剂，无二次污染，设备体积小、安装简单、机体中的主要部件超声波除藻装置，型号不同其功率在100W200W之间，能耗低，去除效果显著；一体机中的曝气装置采用水下推流式射流曝气，溶氧效率高，运行无噪音；采用曝气对水体充氧在一定程度上可以防止因藻类大量繁殖而导致的鱼类死亡；整套设备设置于浮体上，设备布局紧凑，采用智能控制系统，无需专人看管，可根据水体水质情况实时调整设备运行，并可实现远程控制；该一体化设备具有无土建、占地面积小、见效快、操作简单，无需对操作人员进行专门的培训等优点；可根据水域面积大小，适当调整设备数量，水域面积较大时，可多台设备串联组合，延时工作，可有效增加水体流动性；对安装设备的浮体，特别是水上部分，进行合理设计，与周围景观协调一致，起到人造景观的效果。图l是本发明具体实施方式中藻类去除装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。图l是本发明具体实施方式中藻类去除装置的结构示意图。如图1所示，藻类去除装置包括超声波发生单元l、超声波发射筒2、潜流曝气机3、智能控制单元4、固定支架5、浮体6和整流单元7。超声波发生单元与超声波发射筒连接，发射频率为2万赫兹到15万赫兹的超声波，工作功率为100瓦到200瓦，可以安装不多于4个超声波发射筒，发射角度为360度或者180度，发射半径为120米到150米。潜流曝气机与所述整流单元连接，对水体进行曝气充氧。智能控制单元分别与超声波发生单元和潜流曝气机连接，控制超声波发生单元和潜流曝气机的开关，智能控制单元还可以安装无线通信设备，这样可以对智能控制单元进行无线遥控操作。每台一体机均配有一只相应的智能配电箱，工作时能同时显示设备各项工作数据，同时也安全保护其正常工作，以免烧机；当设备停止工作时能及时显示非工作原因，以便针对性作出处理，每次的启动数据均自动存入箱内，便于查阅；并设有远程控制功能，可根据用户需要在接线台处直接接开关进行远距离控制。超声波发生单元、超声波发射筒、潜流曝气机、整流单元和智能控制单元分别通过固定支架与浮体连接，浮体用于提供浮力，这样整个藻类去除装置可以悬浮在水体中。下面具体介绍各部分的具体工作情况超声波是物理介质中的一种弹性机械波，能在水中产生一系列接近于极端的条件，如超过重力加速度几万倍的指点加速度，空化泡破裂产生的瞬间高温和高压(5700。C、50MPa)，进入空化泡的水蒸气在高温高压下反应生成自由基，可以较大的改变介质的性质，利用超声波去除藻类，是针对藻类的生物、结构特性进行的。藻细泡依赖体内的气泡来控制运动，吸收营养物质和阳光，气泡占整个藻细胞体积的50%，一旦气泡被破坏，藻细胞就失去活动能力，无法得到充足的光照而逐渐死亡。超声波引起的冲击波、射流、辐射压可以破坏气泡，同时，空化产生的自由基可以破坏藻细胞内的活性酶或活性物质，从而影响藻细胞的生理生化活性。超声波在低频时，空化泡少但直径大，空化泡有明显的生长、崩溃过程，空化核在稀疏阶段达到共振半径而强烈振荡，而后瞬间发生塌縮崩溃，因而爆破更加猛烈。在高频时，空化泡的形成和崩溃得更快，产生的自由基更容易进入液相主体中，但声学周期短，空化泡小，因此，当超声波的强度一定时，其频率越高，空化作用越小。各项研究均表明，低频率(小于150KHz)的超声波可以有效抑制藻类的生长。本一体机的超声波发射装置所发出的超声波频率在20KHz到150KHz范围内，可以有效利用超声空化作用去除藻类，同时又有效抑制藻类的生长，防止出现水华。潜水式射流曝气设备采用独特的外射流内巻吸曝气方式，从根本上避免了传统射流曝气设备的易堵塞缺陷。运行时，机体前端经特殊设计的叶轮，在潜水电机带动下高速旋转，推动前部水流带动后部水流形成射流，在射流中心产生负压，将空气通过进气管、气室吸入射流中心负压区，在负压压力作用下和叶轮对气体的剪切、粉碎、乳化作用下，将空气中的大部分氧溶解于水中。同时，在叶轮推动力作用下，射流携带氧分子和微小气泡，向前喷出、扩散，形成对水体良好的搅拌作用后，由底部缓缓上升至水面，微气泡在水中停留时间长，使空气中的氧充分被溶解和吸收，提高了氧转移效率和充氧能力。潜水式射流曝气设备为水下运转方式，无噪音。设备一体化实现了超声波除藻技术与潜流式射流曝气技术的集成，使得原本单一的技术集成到一个设备中，更有利于水质改善。该一体化设备，具有无土建、占地面积小、见效快、操作简单、无需对操作人员进行专门的培训等优点。为方便操作以及控制运行时间，每台设备配备相应的智能控制系统，当设备工作时能同时记录各项工作数据，同时也安全保护其正常工作。该智能控制系统具有远程控制功能，可根据需要在接线台处直接接开关进行远距离控制。例如，某地公园人工河，总长度约为300米，平均宽度11.5米，有效水深1.2米，总容积约为4140立方米；河道底部以及驳岸均为混凝土结构，水体基本丧失自净能力。最北段50米范围内放养有质量为300g-2500g的观赏锦鲤鱼5000余条；通过调查和现场统计，几乎每天(除天气下雨外)游人向该河段投撒鱼饵(条状颗粒物)总量保持在35kg。这个池子在中间用砖墙隔开，一分为二作为前后对照。一个池子安装集成一体机，另外一个池子作为对照则不安装。具体工程措施其中一个池中安装2台一体机，主体超声波型号分别为AquasonicNT5和AquasonicNT4.1;AquaMats生态基100m2，平均布置于整个水体中；人工曝气增氧机(喷涌式)2台，每台功率为1.5KW，每天运行2小时，处理对照结果详见表1和表2，表1为安装一体机的水质监测结果，表2为没有安装一体机的水质监测结果。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>可以看见，工程措施实施后，安装有超声波一体机的水体中水藻的总生物量明显递减，水体的透明度明显增加。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。权利要求1、一种藻类去除装置，其特征在于，包括超声波发生单元、超声波发射筒、潜流曝气机、整流单元和智能控制单元，所述超声波发生单元与所述超声波发射筒连接，用于发射超声波，所述潜流曝气机与所述整流单元连接，用于对水体进行曝气充氧，所述智能控制单元分别与所述超声波发生单元和所述潜流曝气机连接，用于控制所述超声波发生单元和所述潜流曝气机的开关。2、根据权利要求1所述的一种藻类去除装置，其特征在于，还包括浮体和固定支架，所述超声波发生单元、超声波发射筒、潜流曝气机、整流单元和智能控制单元分别通过所述固定支架与所述浮体连接，所述浮体用于提供浮力。3、根据权利要求l所述的一种藻类去除装置，其特征在于，所述智能控制单元包括无线通信设备，用于对所述智能控制单元进行无线操作。4、根据权利要求1所述的一种藻类去除装置，其特征在于，可以安装不多于4个所述超声波发射筒。5、根据权利要求l所述的一种藻类去除装置，其特征在于，所述超声波发生单元可以发生频率为2万赫兹到15万赫兹的超声波，工作功率为100瓦到200瓦，所述超声波发射筒的发射角度为360度或者180度，发射半径为120米到150米。6、根据权利要求3所述的一种藻类去除装置，其特征在于，所述智能控制单元还包括智能配电箱，所述智能配电箱用于显示装置工作数据。7、一种藻类去除方法，其特征在于，包括以下步骤智能控制单元启动超声波发生单元和潜流曝气机；超声波发生单元发生超声波，通过超声波发射筒向水体发射；8、根据权利要求7所述的一种藻类去除方法，其特征在于，通过无线通信方式操作所述智能控制单元。9、根据权利要求7所述的一种藻类去除方法，其特征在于，所述超声波发生单元可以发生的超声波频率为2万赫兹到15万赫兹，工作功率为100瓦到200瓦。10、根据权利要求7所述的一种藻类去除方法，其特征在于，所述超声波发射筒的发射角度为360度或者180度，发射半径为120米到150米。全文摘要本发明公开了一种藻类去除装置和方法，包括超声波发生单元、超声波发射筒、潜流曝气机、整流单元和智能控制单元，所述超声波发生单元与所述超声波发射筒连接，用于发射超声波，所述潜流曝气机与所述整流单元连接，用于对水体进行曝气充氧，所述智能控制单元分别与所述超声波发生单元和所述潜流曝气机连接，用于控制所述超声波发生单元和所述潜流曝气机的开关。采用了本发明的技术方案，能够快速高效去除并抑制藻类的生长，为富营氧化水体恢复生态平衡奠定基础。文档编号C02F1/34GK101254965SQ200810103538公开日2008年9月3日申请日期2008年4月8日优先权日2008年4月8日发明者李学艳,段松林,涌金申请人:北京水木嘉华生态工程技术有限公司