本發(fā)明專利技術(shù)涉及水污染物理處理和藻類水華的防控技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種人工造流裝置，本發(fā)明專利技術(shù)裝置包括工程船舶、污水泵、水文絞車等，工程船舶船艙內(nèi)設(shè)置大功率污水泵、柴油動力機(jī)及發(fā)電機(jī)組，大功率污水泵的進(jìn)水和出水口分別通過軟管卡壓連接，依靠水文絞車實現(xiàn)方向調(diào)節(jié)以改變進(jìn)出水流。本發(fā)明專利技術(shù)以流場干擾為核心技術(shù)，通過大功率污水泵和工程船舶的作用，改變作業(yè)水域的水文特性，破壞水華發(fā)生水域的流態(tài)特征，使得水體加速流動和混合，增加作業(yè)區(qū)域的水體溶解氧含量，改變水體溫度特性和光學(xué)特性，調(diào)整了生源要素的空間分布格局，促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)和能量流動，破壞了藻類優(yōu)勢種賴以存在的環(huán)境條件，導(dǎo)致其無法維持優(yōu)勢度，失去競爭能力而逐漸消退。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及水污染物理處理和藻類水華的防控
，更具體涉及一種人工造流裝置及其在藻類水華防控中的應(yīng)用，適用于 水華頻繁暴發(fā)的水域，尤其是三峽水庫支流和漢江這樣的河流水域的水華防控，本專利技術(shù)也適用于其他水體因水文流態(tài)因子導(dǎo)致的水華問題。
技術(shù)介紹
目前，世界上淡水水體中水華暴發(fā)的頻率與嚴(yán)重程度都呈現(xiàn)迅速增長的趨勢，發(fā)生水域遍布全球各地；水華問題成為全球淡水生態(tài)環(huán)境保護(hù)的主要問題之一；預(yù)防和控制水華的暴發(fā)成為全球淡水資源保護(hù)的重要任務(wù)；人們不斷尋找和研發(fā)各種技術(shù)方法和途徑開展水華的防控。已有的水華防控技術(shù)方法可以分為物理法、化學(xué)法、生物法和綜合法等。①物理方法物理方法包括底泥清淤、曝氣、絮凝法、換水調(diào)水法、沖刷稀釋法、機(jī)械撈藻法、氣浮除藻法等。針對水華藻類采取直接回收技術(shù)，使其脫離水體，達(dá)到了消除污染物目的的同時，還可將回收的藻類作為堆肥加以利用。目前回收方法主要有人工打撈法、篩網(wǎng)過濾和加壓氣浮回收等方法。人工打撈只適用于水華堆積區(qū)域的打撈作業(yè)且回收效率低下，對懸浮于水中的藍(lán)藻無能為力。太湖、巢湖、滇池、洋河水庫等藍(lán)藻暴發(fā)時，派了大量農(nóng)民工采用“人海戰(zhàn)術(shù)”，進(jìn)行水面藍(lán)藻打撈作業(yè)，其回收量與藻類的繁殖量相比猶如“杯水車薪”難以減少水中的藍(lán)藻數(shù)量，見到的只是人流的“川流不息”，靠人工“瓢舀桶裝”作業(yè)，難以實現(xiàn)藍(lán)藻的“日產(chǎn)日清”。除藻“秀”的效果低于實際意義。在滇池采用的篩網(wǎng)過濾回收藍(lán)藻方法，取得了一定效果。該種方法把含高濃度藍(lán)藻的水體抽到過濾篩中進(jìn)行脫水回收。因過濾篩易于堵塞和抽水能耗過高，使得此方法成本太高，限制了其推廣應(yīng)用。水體過量營養(yǎng)物負(fù)荷的輸入和積累是造成藻類水華的主要原因，而營養(yǎng)物在水體中的形態(tài)、分布和循環(huán)對藻類的生長和控制有重要的意義，因此，控制營養(yǎng)物的輸入是一種有效的治理方法。其中底泥清淤法主要清除底部淤泥，降低水體內(nèi)源污染物釋放量，但是可能會引起沉積在底泥中的污染物質(zhì)的二次污染，在對底泥采取工程措施之前，應(yīng)對底泥進(jìn)行分析化驗，以減少可能引起的生態(tài)風(fēng)險；絮凝法通過投加泥、粘泥、粘土在水中分散形成大量的懸浮顆粒，通過重力差異性沉降、布朗運動、水流切應(yīng)力等作用發(fā)生碰撞聚集沉降，消除水華；加壓氣浮藻類回收技術(shù)，是新近在日本、韓國發(fā)展起來的一項具有效率高、適用性廣的技術(shù)。該項技術(shù)是在污水處理中的氣浮凈化技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)而成。該技術(shù)的基本過程是向水體中釋放直徑為納米級的微氣泡，水中的藻類等懸浮物與微氣泡相結(jié)合，并在絮凝劑的作用下聚成團(tuán)塊而浮到水面上，然后對其進(jìn)行回收，使之脫離水體。加壓氣浮藻類回收裝置按其移動性分為固定式和船載式。按微氣泡形成方式分為射流混氣式和壓力溶氣式。固定式適用于岸邊藍(lán)藻回收，船載式可用于水體大范圍內(nèi)的藍(lán)藻回收作業(yè)。②化學(xué)藥劑殺藻國內(nèi)外使用最多，也是最成熟的殺藻技術(shù)，化學(xué)除藻的發(fā)展史較長，相對比較完善。它是利用化學(xué)藥劑來滅活藻類，化學(xué)藥劑一般要求為高效、毒性較小或無毒、無污染、無腐蝕，同時具有緩蝕、阻垢作用或能與緩蝕劑、阻垢劑配合使用，成本低，生產(chǎn)及運輸安全，投藥方便?；瘜W(xué)除藻劑一般分為氧化型和非氧化型兩大類。化學(xué)除藻通過向水中施用硫酸銅等藥劑破壞藻細(xì)胞使其失活。本方法具有“揚(yáng)湯止沸”的短時間內(nèi)控制藻類暴發(fā)的效果，難以長時間發(fā)揮作用。化學(xué)藥劑還有可能造成二次污染。③生物控藻技術(shù)水環(huán)境污染等脅迫因子導(dǎo)致水體生態(tài)系統(tǒng)失衡，水草、濾食性魚類及微型動物的減少都可促進(jìn)藻類的暴發(fā)。通過恢復(fù)水生植物、放養(yǎng)濾食性魚、貝類等措施抑制藻類的過度繁殖。用生物操縱的方法來控制藻類水華的研究目前越來越多，針對生物控藻技術(shù)的研究和運用主要建立在經(jīng)典與非經(jīng)典的生物操縱理論基礎(chǔ)上。利用大型浮游動物是控制藻類過量生長的一種有效方法，以浮游動物為核心，通過其捕食作用來控制藻類的繁殖，浮游動物一方面通過攝取藻類抑制其過量繁殖，另一方面通過改變周圍光線的強(qiáng)度和營養(yǎng)條件間接地影響藻類的繁殖。中科院水生所在武漢東湖的治理中，已有通過放養(yǎng)鰱魚和鳙魚來治理藍(lán)藻水華的成功實例。此外水生高等植物和藻類之間的相互影響和作用越來越引起人們的關(guān)注。已有研究發(fā)現(xiàn)一些水生高等植物如水葫蘆、水浮蓮、浮萍等對某些藻類有克制作用。水生植物可以吸收水中營養(yǎng)成分，同藻類競爭光和營養(yǎng)物質(zhì)，并通過根系向水中分泌有機(jī)物質(zhì)來抑制藻類的繁殖。因此，根據(jù)不同生態(tài)類型水生高等植物的凈化能力和生境特點，建造人工復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，在湖泊、水庫周圍或河流岸邊培植，并做好管 理，能有效抑制藻類的繁殖，并恢復(fù)水體的生態(tài)功能。生物技術(shù)也由于成本低、效果較好，負(fù)面效應(yīng)小，正受到較多的關(guān)注。物理、化學(xué)、生物方法有時是互相滲透的，綜合應(yīng)用這些方法來治理藻類水華也是目前嘗試較多的，但由于淡水水域環(huán)境的千差萬別，目前并沒有統(tǒng)一的普遍適用的方法。尤其是，上述的水華防控技術(shù)基本都是針對湖泊水體研發(fā)的技術(shù)，對于河流，目前并沒有可以依靠的有效技術(shù)方法。人工造流防控水華技術(shù)的專利技術(shù)為解決河流水華問題提供了新的思路和手段；當(dāng)前我國的三峽水庫支流和漢江水域，甲藻水華、硅藻水華甚至藍(lán)藻水華多次頻繁暴發(fā)，給河流兩岸的居民生活、生產(chǎn)和社會穩(wěn)定帶來不利影響，嚴(yán)峻的水華態(tài)勢使得研發(fā)適用的水華防控技術(shù)成為迫在眉睫的任務(wù)。人工造流的工作原理是，針對河流中水華暴發(fā)水域主要是水流不暢、水力滯留時間長、水體交換和自凈能力差、稀釋擴(kuò)散系數(shù)小、流速小甚至是靜止不動的滯水區(qū)，對這樣的區(qū)域通過造流裝置在適當(dāng)?shù)臅r機(jī)實施人工流態(tài)的改變，促進(jìn)水體上下層的交換以及滯水區(qū)與相鄰區(qū)域的交換，打破水體的分層，改變局部水域的水生態(tài)環(huán)境特征和藻類時空分布格局，破壞藻類快速增殖繁衍的適宜環(huán)境條件，通過環(huán)境的改變促使部分藻類細(xì)胞死亡、實現(xiàn)藻類生物量在水柱的重新分配、降低藻類生長增殖的速率，最終達(dá)到預(yù)防和控制藻類水華的目的。關(guān)于人工造流，已有的專利技術(shù)包括專利技術(shù)專利CN 200310115009. 9提供了一種河流湖泊的水凈化方法，該方法以河流湖泊為天然的處理池，通過設(shè)置在河湖中的造流曝氣設(shè)備進(jìn)行人工造流，將封閉缺氧的河湖水變?yōu)楦缓鯕獾难h(huán)水流，形成接觸氧化曝氣池；在接觸氧化曝氣池中水流的流路上設(shè)置生物床填料，利用生物氧化法分解水中的有機(jī)污染物。專利技術(shù)還提供專用造流曝氣設(shè)備，包括渦流泵、進(jìn)水管、混流道和出水管，所述進(jìn)水管帶有與水面空氣連通的空氣入口，在所述進(jìn)水管和/或出水管外套設(shè)有單極磁環(huán)。實施本專利技術(shù)的方法可以快速、高效、低能地降低河湖水中的COD、BOD、SS含量，防止有機(jī)淤泥的淤積，消除水體臭氣，還能防止夏季魚蝦缺氧死亡，具有無可比擬的優(yōu)越性。該專利技術(shù)主要針對水質(zhì)凈化領(lǐng)域，是生物床技術(shù)的改進(jìn)和革新，與水華防控沒有直接的關(guān)系。技術(shù)專利CN200420024141. 9公開了一種用于富營養(yǎng)化治理以及有機(jī)廢水生化治理的人工造流曝氣生化裝置，屬于水處理設(shè)施
該裝置包括馬達(dá)、外套管、傳動軸、螺旋槳，所述外套管的上下兩端裝有軸承，軸承中心裝有傳動軸，所述馬達(dá)為潛水馬達(dá)，所述傳動軸的上端通過連軸結(jié)構(gòu)與潛水馬達(dá)的動力輸出軸連接，下端通過并緊結(jié)構(gòu)與螺旋槳連接。所述外套管上制有進(jìn)氣孔，所述傳動軸為制有進(jìn)氣槽的空心軸。使用時，潛水馬達(dá)置于水下，在外套管的進(jìn)氣孔處接引至水面的送氣管，這樣傳動軸的長度大大縮短，不僅降低了對材質(zhì)和加工精度的要求，而且不影響水本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種人工造流裝置，包括工程船舶，其特征在于：所述工程船舶的船艙內(nèi)設(shè)置有污水泵、船舶柴油機(jī)以及發(fā)電機(jī)組；所述工程船舶上還設(shè)有可調(diào)式進(jìn)水管和可調(diào)式出水管；所述可調(diào)式進(jìn)水管的進(jìn)水口端與水文絞車連接，另一端與污水泵的進(jìn)水口通過一段軟管相連；所述可調(diào)式出水管的出水口端與水文絞車連接，另一端與污水泵的出水口通過一段軟管相連；所述污水泵的功率為160～300kw，揚(yáng)程15～25m，排量在1000m3/h以上。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：畢永紅，黃文敏，米武娟，胡征宇，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院水生生物研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。