一种在电场和超声场耦合作用下的除藻系统的制作方法

1.本实用新型涉及水质净化的除藻技术领域，尤其是涉及一种在电场和超声场耦合作用下的除藻系统。


背景技术：

2.随着社会发展，人们在工农业及日常生活中，向水体中排放大量的n、p污染物，使得水体富营养化加剧。目前，水体富营养化问题已经成为全球的环境问题，特别对于发展中国家尤为严重。目前，我国的湖泊几乎全部都处于富营养化或者重富营养化状态，从而导致藻类大量繁殖，形成水华，严重污染水质。
3.蓝藻、绿藻和硅藻是天然湖泊中最为主要的三类藻，其中蓝藻危害最为严重。在富营养化水体中水华频繁发生，水华的发生会导致水体异味，堵塞供水系统，影响景观，而且蓝藻产生的毒素会对水生生态、牲畜甚至人类的安全产生威胁。
4.蓝藻水华是指在温度、光照、营养盐适宜的条件下，表层水体中蓝藻急剧增长而成为优势种的现象。具有浮力或运动能力的蓝藻在水面聚集、形成浮渣的现象被称为表层水华，人们所称的蓝藻水华通常指表层水华。形成表层水华的蓝藻是具有伪空泡、可形成高生物量的物种，典型藻种有铜绿微囊藻、鱼腥藻和束丝藻等。
5.对于藻类的控制与去除技术归结起来主要有两个方面：一是针对水体的藻类抑制，包括生物控制、换水法、化学法及底泥疏浚法；二是在水厂通过采用一定的净水工艺来提高藻类的去处率，包括化学药剂法、气浮、直接过滤和生物处理法等。随着超声波技术以及声化学的不断发展，将超声波用于除藻抑藻方面日益引起人们的重视。超声波除藻方式主要利用超声波技术破坏蓝藻细胞的生理生化活性，以将蓝藻杀死，但是这种超声波除藻方式存在一定的缺陷：有些水藻会形成亚致死状态，即只是受到细胞损坏，并没有真正地被杀死，一段时候后，水藻还会在水体中复生，继续污染水体。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种在电场和超声场耦合作用下的除藻系统，以解决上述技术问题。
7.为实现上述目的，本实用新型采用以下内容：
8.一种在电场和超声场耦合作用下的除藻系统，包括：
9.浮力垫体，用于漂浮于水面上，两个浮力垫体左右间隔平行设置；
10.承重基板，水平设于两个浮力垫体之间；
11.多个振动单元，各个振动单元等距间隔布置在承重基本的上端面，每个振动单元包括由多个超声波换能器按直线分布组成；
12.电极板，呈条状的电极板布置于两两振动单元之间；
13.超声波发生器，与超声波换能器连接，用于将其产生的电信号转换为超声波换能器的机械振动。
14.优选的是，所述浮力垫体为一内部具有填充腔的柔性囊体，填充腔中具有气体。
15.优选的是，所述浮力垫体为采用低密度树脂或聚乙烯制成的船状结构。
16.优选的是，若干块电极板等距布置于承重基板的上端面。
17.优选的是，所述电极板采用环氧树脂灌封胶进行防水处理。
18.优选的是，所述超声波发生器的超声波频率控制在1khz
‑
10mhz之间。
19.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：主要基于超声波技术即将超声波发生器产生的特殊频率转化为超声波换能器的机械振动，作用于液体并产生“空化”效应而生成的冲击波，进而击破水藻细胞壁，击破气胞，破坏活性酶，使绝大多数的水藻失活而死亡，死亡后的水藻将沉降至水底，从而达到防藻、除藻之目的，进一步地，为了对少部分进入亚致死状态的水藻进行彻底消除，本系统还通过结合耦合电场技术，对超声波处理完后形成的“亚致死”水藻进行诱导，利用电压差原理使其内部细胞液经超声波引起的穿孔而流出细胞体，导致其“完全致死”，进一步提高灭藻效率。本实用新型的除藻系统不仅结构简单、除藻效果好，摒弃了传统人工捞取水藻的除藻方式，而且不会产生二次污染，具有节能环保的效益。
附图说明
20.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。
21.图1是本实用新型实施例一种在电场和超声场耦合作用下的除藻系统的结构示意图；
22.图中，各附图标记为：
[0023]1‑
浮力垫体，2
‑
承重基板，3
‑
电极板，4
‑
超声波换能器，5
‑
超声波发生器。
具体实施方式
[0024]
为了更清楚地说明本实用新型，下面结合优选实施例对本实用新型做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本实用新型的保护范围。
[0025]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0026]
在本实用新型的描述中，需要说明的使，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0027]
下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明：
[0028]
如图1所示，本实用新型实施例提供一种在电场和超声场耦合作用下的除藻系统，包括：
[0029]
浮力垫体1，用于漂浮于水面上，两个浮力垫体1左右间隔平行设置；
[0030]
承重基板2，水平设于两个浮力垫体1之间；
[0031]
多个振动单元，各个振动单元等距间隔布置在承重基本的上端面，每个振动单元包括由多个超声波换能器按直线分布组成；
[0032]
电极板，呈条状的电极板布置于两两振动单元之间；
[0033]
超声波发生器5，与超声波换能器连接，用于将其产生的电信号转换为超声波换能器的机械振动。
[0034]
超声波发生器外接一电源，超声波发生器实质上是一个功率发生器，它产生一定频率的正弦信号，通过电缆联结线传到给超声波换能器，超声波换能器再将超声波发生器提供的电信号转换为机械振动。利用该机械振动作用于水体产生的“空化”效应而产生的冲击波，击破水藻细胞壁，击破气胞，破坏活性酶，使绝大多数的蓝藻失活而死亡，而有少部分的蓝藻会受到细胞损伤进入“亚致死”状态。藻类细胞的特殊构造是一个占细胞体积50％的气胞，气胞控制藻类细胞的升降运动，超声波“空化泡”崩溃瞬间产生的强大冲击波、射流、辐射压等可以击破藻类细胞的气胞，击破细胞壁，破坏活性酶。同时，“空化泡”产生的高温高压和大量自由基，可破坏藻细胞内活性酶和活性物质，从而影响细胞的生理生化活性。而且，超声波引发的化学效应也能分解藻毒素等藻细胞分泌物和代谢产物，促进藻细胞聚集和沉降，而且在处理中不使用化学药剂，不污染水源，不产生二次污染，无毒无害，安全可靠。
[0035]
此外，为了进一步地对少部分进入亚致死状态的水藻进行彻底消除，本系统还通过结合耦合电场技术，利用电极板所产生一定的电场对超声波处理完后形成的“亚致死”水藻进行诱导，利用电压差原理使其内部细胞液经超声波引起的穿孔而流出细胞体，导致其“完全致死”，进一步提高灭藻效率。
[0036]
在本实用新型的一种实施方式中，浮力垫体为一内部具有填充腔的柔性囊体，填充腔中具有气体。方便浮力垫体放置于水面上。
[0037]
在本实用新型的另一种实施方式中，浮力垫体为采用低密度树脂或聚乙烯制成的船状结构。使浮力垫体的外观设计呈船状，以便能够在水中自由浮动和平稳放置，提高了浮力垫体的稳定性，方便承重基板上的超声波换能器进行工作。
[0038]
进一步的，若干块电极板3等距布置于承重基板2的上端面。以便电场直接作用于漂浮于水面上处于“亚致死”状态的水藻，更快、更好地使水藻完全失活死亡。
[0039]
为了对电极板进行绝缘防水处理，电极板是采用环氧树脂灌封胶进行防水处理的。环氧树脂是饱和性树脂，以其为基材生产的环氧树脂灌封胶具有本体强度高、粘接力强、耐候性好、绝缘强度高、无毒环保等特性，能对电极板全方位保护，极大提高电极板的使用寿命。
[0040]
需要说明的是，超声波发生器的超声波频率控制在1khz
‑
10mhz之间。此频率下的超声波具有低能量，该低能量的超声波对水体中危害性最强的蓝藻有较强的治理能力，对绿藻有较好的治理抑制作用，对硅藻具有较好的抑制作用，而不会对水体中鱼类的生存造
成明显的影响。
[0041]
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。