一种抑制水体中藻类的方法和装置与流程

本发明属于环保水处理技术领域，主要应用于湖泊、河流、水库、池塘、景观水体等地表水的藻类控制。

背景技术：

我国地表水体的富营养化问题十分严峻。2006年对我国67个主要湖泊富营养化评价结果看出，属于中营养的湖泊为18个，占调查总数的26.9%，属于富营养型的湖泊为49个，占调查湖泊数量的73.1%。

水体富营养化是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。在自然条件下，随着河流夹带冲击物和水生生物残骸在湖底的不断沉降淤积，湖泊会从贫营养过渡到富营养湖，进而演变为沼泽和陆地，这是极为缓慢的过程。但由于人类的活动，将大量工业废水和生活污水以及农田径流中的植物营养物质排入湖泊、水库、河口、海湾等缓流水体后，水生生物特别是藻类将大量繁殖，使生物的种群、种类数量发生变化，破坏了水体的生态平衡。水体富营养化导致水生生态系统紊乱，水生生物种类减少，多样性受到破坏，普遍的富营养化造成多种用水功能的严重损害，甚至完全丧失。此外，由于藻类带有明显的鱼腥味，从而影响饮用水质。而藻类产生的毒素则会危害人类和动物的健康。水体富营养化的危害还表现在：降低水体透明度，影响水中植物光合作用和氧气释放，同时浮游生物大量繁殖、耗氧，使水中溶解氧不足，造成鱼类死亡；水体底层有机质厌氧分解有害气体，浮游生物产生生物毒素，伤害水生动物；富营养化水体含有亚硝酸盐和硝酸盐，是致癌物；水体富营养化还影响旅游和航运。

藻类生长所需的主要因素是光照和营养盐，通过控制光照和营养盐是抑制藻类生长的两个主要途径。光照是植物进行光合作用的必要因素，遮光控藻技术就是控制水体的入射光照度，使藻类无法获得其光合作用和生长所需的光照，从而达到抑制藻类生长，减少藻毒素产生的效果。

中国发明专利CN1750755A使用蜂巢状、正六角形的遮光装置，该装置需要连接器将六角形连接起来，并且需要充入空气及水等，造成成本的上升；并且如果无连接器，遮光装置会留下较大的缝隙在相邻的遮光装置之间，同时密闭的浮体有可能造成表层水体的缺少气体交换及缺氧状态。

中国发明专利CN202466548U使用遮光支架，具有较高的成本，同时遮光支架只能在岸边安装和使用，而对于较大型的水体和非岸边发生的藻类就不可能达到遮光的效果。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种简单，方便，易实施，成本低廉，可在水体中任意位置安装的遮光装置，其中包括：外表为黑色的遮光球，球体为中空，球体可加入抑藻剂、抑藻物或降磷制剂，球体外围有限制装置。

上述装置中，球体外层的颜色优选为黑色或暗色，以阻隔光照以及水分的蒸发，减少阳光直接入射，抑制藻类以及水草生长，球体中的空气能够使球体在水面上漂浮，同时球体中的空气能够阻隔温度传导。

上述装置中，球体的材料优选为强度大、抗腐蚀、抗紫外、无污染材料，如聚酯(PET)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)的一种或多种，或者是这些材料的组合，聚酯材料(PET)具有优良的阻隔性能，对二氧化碳、氧气、水均能很好地阻隔，强度高，抗压、耐冲击，化学稳定性好，耐酸、碱腐蚀，无毒、无味，本发明的黑色或暗色聚酯球可以通过注塑机一次成型后色母染色；高密度聚乙烯(HDPE)无毒、无味、无臭，具有良好的耐热、耐寒性，化学稳定性好，刚性、韧性，机械强度好，不溶于任何有机溶剂，耐酸、碱和各种盐类，渗透性小，吸水性低，本发明的高密度聚乙烯(HDPE)球可用粒料吹塑或注塑形成，色母染色，可加入紫外线吸收剂以增强抗紫外能力；聚丙烯(PP)材料具有较低的热变形温度，低透明度，低光泽度，强抗冲击硬度，化学稳定性好，防腐效果好，本发明中的聚丙烯(PP)球可以注塑一次成型，色母染色，或使用黑色聚丙烯树脂一次成型。

上述装置中，球体的大小优选为5cm~15cm，太大的球容易在球体之间生成空隙，太小的球可能增加生产成本及维护成本。

上述装置中，球体内可填充抑制藻类物体或抑藻制剂，抑藻物如大麦秆，抑藻剂如大麦浸出液，大麦秆、大麦浸出液的抑藻效果已在国内外的文献中有大量记载；青蒿素提取于陆生植物黄花蒿中，为可降解天然产物，环境亲和性好，对高等动物毒性很低，作为抑藻剂应用范围广泛；大葱的总提物、蛋白成分、脂溶性成分及多糖成分均有抑菌能力，大葱的葱白水提液和葱叶的水提物具有非常好的抑藻性能；缓释剂的生产可参照通用的除草或农药缓释剂的做法，如：将改性膨润土与抑藻剂混合均匀后，得到粉末状的吸附有抑藻剂的改性膨润土内核，然后将该粉末状内核均匀分散到海藻酸钠溶液中，加入壳聚糖溶液，调节pH至中性，最后将所得悬浮液减压过滤或离心分离，固体物部分经干燥后，得到为颗粒状抑藻缓释剂。

上述装置中，如在大型湖库或河流中，为更好的抗风浪，可以将球体用绳子等连接成串。

上述装置中，球体有限制装置，限制装置将球体限制在水体的固定位置，从而只对特定部位的水体的藻类有抑藻效果，而不影响其他位置的水体植物的光合作用，限制装置可漂浮于水体，限制装置如：隔油栅、围隔、柔性围隔、隔污帘等，这些限制装置有系绳等，可将球体回收。

上述装置中，球体有开孔，可以让水部分流进球体，以增加球体的抗风浪性。

上述装置中，球体下可以悬挂生态飘带、人工水草、生物栅等，利用生物膜技术为微生物提供生境，通过微生物的新陈代谢作用来净化水体，同时为鱼类聚集提供一定的栖境，草食鱼类又能捕食一定的藻类，从而装置能协同降低藻类的密度。

上述装置中，球体内可以填入降磷剂，常见的无机降磷剂有铝盐、镧盐等。铝盐长期以来一直做为污水和水处理厂的絮凝剂使用，同时也在欧美国家的富营养化湖泊、河流控磷中得到广泛的应用；镧系金属能够与磷形成稳定的难溶态沉淀，是较为新型的降磷制剂，本世纪初在欧洲国家得到较为深入的应用，降磷剂可以制成缓释的，以延长抑藻效果，如将易溶性镧盐与低溶解度的镧盐混合能制成降磷缓释剂。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1. 成本低廉：如不填塞抑藻、降磷制剂，本发明的塑料球可吹塑或注塑成型，模具简单，粒料可从市场上现有采购。

2. 安装方便：本装置无需组装，直接将所需处理的水体用限制装置圈围，将计算所需要数量的球体倒入限制装置中即可。

3. 对降雨无阻隔：不同于其他大面积的遮蔽材料，本发明的装置对雨水无阻隔，对湖库等雨水补充水无限制作用。

4. 多重功效：本发明除了能够抑藻控藻，还能减少水分蒸发，减少水体的盐度和矿物质，减少或消除除藻剂的用量，减少或降低臭味，在冬季减少浮冰的形成。

5. 对运输工具无阻隔：本发明对船舶等运输工具无较大的阻隔。

6. 维护简单：如在球体内加入抑藻剂或降磷剂，仅需定期更换抑藻剂或降磷剂，其他时间可以做到免维护。

附图说明

本发明的上述优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:

图1 是整个装置的结构说明，图中标记：1.黑色球体2. 限制装置---隔油栅

图2 是下方加装人工水草的球体，图中标记：3.黑色球体 4. 人工水草

图3 是内有抑藻剂或降磷剂的球体，图中标记：5.球体 6. 外侧开口 7.抑藻剂或降磷剂。

具体实施方式

下面描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为发明的限制。

某湖泊，面积为36421m²，最深处大约22米深，在使用本发明的装置前，因为夏天岸边藻类曝发，沿岸居民无法利用水体做为休闲、娱乐场所。本发明使用5个3.6米×3.6米正方形木框架，5个该木框架平行放置于岸边，倒入本发明的黑色塑料球，使黑色球完全覆盖住木框架的表面，木框架用绳索固定在沉于水底的水泥桩上。项目实施3周后，覆盖区下方5种藻类浓度Pediastrum tetras，Selenastrum capricornutum, Anabaena flos-aquae, Anabaeana cylindrical，Anabaena.falcatus 比对照无覆盖的区域平均下降了52%，水下1.5米处的软水草(Hydrilla)生物量降低50%，3米处的生物量降低85%。