一种扬水增氧除藻方法与设备技术

一种扬水增氧除藻设备，包括一个两端开口的外筒体、超声头及超声头、扬水装置即水流驱动装置，扬水装置安装在筒的上端或下端，超声头安装在筒的中部，筒的上端开口临近水面。所述设备还包括自控曝气盘，包括外接电源或与太阳能电池板一道、电能储存装置、电气控制装置、微纳米气泡发生器、曝气系统、水中叶绿素(a)探测装置；电能储存装置电连接电气控制装置，电能储存装置作为电源，电能储存装置的输出连接超声头、分子筛式纯氧机和曝气系统的电执行装置电源输入端。

A method and equipment for raising water to increase oxygen and remove algae

【技术实现步骤摘要】
一种扬水增氧除藻方法与设备
本专利技术属于水环境治理
，具体是一种利用太阳能并自控(微纳米)曝气与除藻设备，该曝气除藻方法与设备可用于河道、池塘、水库、湖泊水治理、景观水体维护、水产养殖等行业。
技术介绍
河湖(包括池塘、水库)污染原因并导致藻类繁殖(尤其是蓝藻对环境的影响更大)的原因是复杂的，而治理污染是一项复杂的综合工程。总结多年治理河湖污染的经验：其中给“水体增氧”是行之有效的方法之一。水体增氧技术可快速增加水中溶解氧含量，提供好氧微生物充足的氧气来源，可有效降解水中有机物，降低COD、氨氮等水质指标，恢复水体生态系统。当前国内外人工增氧方法主要有：化学法、生物法和物理法。化学增氧法增氧快，但对水环境有副作用；生物增氧法增氧慢，对水环境无副作用；物理增氧法增氧快，对水环境无副作用。所以目前以物理增氧为水质高效净化的主流方法，在水体治理和水产养殖中已有广泛的应用。目前物理增氧主要有以下三种方法：表面曝气增氧、射流曝气增氧、鼓风曝气增氧。鼓风曝气能产生足够的压力，使气体在液体中充分扩散和接触，使氧气在液体中充分搅拌和溶解，因此是水体增氧效率最高的一种方式，在污水处理、水产养殖等行业广泛应用。但鼓风曝气设备体积大、能耗高、噪音大，在实际生产中受到诸多限制。近年来，微纳米气泡技术被专利技术并逐渐应用，其设备可将空气与水高密度相溶混合，形成云一样“乳白色”的气液混合液，产生直径数十纳米到数百微米之间的微纳米气泡。由于气泡细小，不受空气在水中溶解度的影响，不受温度、压力等外部条件限制，可以在污水中长时间停留，具有良好的气浮效果，纳米级气泡可引入大量的羧基、羟基等含氧基团，强化曝气过程中的氧化作用，极大提高对污染物质的去除效率，同时可灭杀水体中的藻类萌生物。普通曝气盘结构复杂、体积大、稳定性差、能耗较高。在水体增氧(氧水接触循环)过程中需要对环境指标进行监测，尤其是从环境监测角度来看，特别是藻类研究方面，需要连续监测叶绿素a(chla)这个指标，叶绿素包括叶绿素a、b、c、d、f、原叶绿素、细菌叶绿素等，叶绿素a的指标是重要的藻类繁殖的基础，叶绿素a是各种藻类中都存在的叶绿素类型，因此监测通常选择叶绿素a而不选择总叶绿素。
技术实现思路
本专利技术目的是，提出一种增氧除藻方法与设备，尤其是太阳能型智能微纳米曝气超声除藻增氧的方法设备，以一个小空间，超声除藻及扬水与太阳能自动控制高效结合起来，再加上微纳米气泡曝气装置能够达到稳定性好、以二次绿色能源高效曝气进行水处理。并在增氧除藻过程中需要对环境指标进行监测，以节能的方法能够连续多次在一定时间循环处理较大面积的水体，并保证水处理的质量；此外，从环境监测角度来看本专利技术方法，从监测叶绿素a指标密切监测。本专利技术的技术方案是，一种扬水增氧除藻设备，包括一个两端开口的外筒体、超声头及超声头、扬水装置即水流驱动装置，扬水装置安装在筒的上端或下端，超声头安装在筒的中部，筒的上端开口临近水面；且超声头朝向筒内的上部或下部均可，最好再装在一个筒体内。进一步的，本专利技术还是一种太阳能微纳米曝气超声除藻增氧的设备，所述设备还包括自控曝气盘，包括外接电源或与太阳能电池板一道、电能储存装置、分子筛式纯氧机、电气控制装置、微纳米气泡发生器、曝气系统、水中叶绿素(a)探测装置；电能储存装置电连接电气控制装置，电能储存装置作为电源，电能储存装置的输出连接超声头、分子筛式纯氧机和曝气系统的电执行装置电源输入端；设有的曝气系统包括出气管、曝气盘，曝气系统的出气管和曝气盘，曝气盘浸入(等待处理)水中，水中叶绿素(a)探测装置输出接电执行装置控制端。上述装置包括船体的浮动装置内。设有分子筛式纯氧机的氧气输出端接曝气系统的气体输入端。电执行装置控制端，用以控制分子筛式纯氧机和曝气系统的工作。因设有的水流驱动装置，电气控制装置的输出端连接水流驱动装置电执行装置控制端水，典型的水流驱动装置为水泵或螺旋浆叶。水流驱动装置扬水设备或与曝气设备组合的设备。设有连续监测叶绿素a的传感器，输出信号接电执行装置控制端。超声除藻扬水增氧的方法，基于所述设备，连续监测叶绿素(a)这个指标，电能储存装置的输出连接超声头和所述自控曝气盘工作，设有水流驱动装置，电气控制装置的输出端连接水流驱动装置电执行装置控制端水，典型的水流驱动装置为水泵或螺旋浆叶。水流驱动装置扬水设备或与曝气设备组合的设备。设有连续监测叶绿素a的传感器，输出信号接电执行装置控制端。上述装置包括船体的浮动装置内。本专利技术的改进是，加上太阳能微纳米曝气超声除藻增氧的方法，上述装置包括船体的浮动装置内。本专利技术是一种以电能尤其是以太阳能(也包括市电及蓄电储能装置)为动力，通过高效水循环技术来改变局部水动力条件，给水体复氧和解层(破除无扰动的死水)；同时配合超声波除藻装置可以破坏蓝藻生存环境和竞争优势，提高水体自净能力；整套设备可通过水质监测系统尤其是水中叶绿素(a)探测装置来实现全自动控制设备运行状态和微纳曝气的工作频率及时间。通过引进扬水曝气设备，整合自动化智能控制、在线监测技术、扬水曝气以及超声波控藻技术，对水库扬水曝气技术进行二次研发，通过收集在线监测水质数据，提出自动化控制流程，实现缺氧条件下，自动对水体进行曝气增氧，同时根据叶绿素浓度自动化启动设备循环系统，控制藻类的生长，达到改善滞水区水力条件和控藻的目标。本专利技术是以太阳能为动力的活水(本申请人的公司产品)+超声装置。活水装置实现区域性水体横向和纵向水质交换，达到水体复氧的目的，而非专门的曝气设备。对探头在水中的深度做限定。在水面以下0.4～2m。超声只对筒内藻类进行灭杀作用。其整体除藻工作原理为超声对筒内藻类进行灭杀，而后通过活水装置经过多次循环，实现筒内小区域水体与外界大环境水体进行多次交换，最终达到区域除藻的目的。超声头的频率等参数。频率为20KHZ～300KHZ可调；功率为50～800W可调(探头功率2W以上)；作用范围为以探头为圆心，直径10～200m(实际效用会受当地水文条件影响)。装置运行周期：活水(扬水)装置24h运行，过水量300～700L/h可调；间歇运行80s，停20s。有益效果：本专利技术利用体积限定的筒体，获得一个与小功率超声处理效率和效果相匹配的环境，加上扬水和增氧(水面与空气的接触扰动增氧)，使得太阳能或小功率的电源能够在一定周期(可以是一至三个月或更长)内处理较为广域的水面，当然如果设计100W以上的超声功率输出，可以设计更大体积的筒体，例如达到200升以上的较粗直径的筒体(超声有效处理的体积只是筒内一个部分，筒的其它部分用于导流)，探头有效处理的水的体积达到15升，并由扬水装置将处理后的水带走；本专利技术设计每W输出的超声功率处理0.3-1升水，扬水的流量为0.15-0.5升/秒，8-15天处理1500吨以上的水；筒输出的扬水构成一个增氧和水处理的循环；在河湖(包括池塘、水库库区)开展自动化扬水曝气设备安装试验，监测分析水体充氧效果、水质改善效果以及控藻效果：根据相关实验，参考实施例的参数，在这些参数下作用1.5～3个月，叶绿素a的去除率一般在40％～65％。而不加治理措施的对比区域叶绿素a前后并无显著变化。尤其是以太阳能为动力，曝气+超声除藻效果好，整套设备可通过水质监测系统来本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扬水增氧除藻设备，其特征是，包括一个两端开口的外筒体、超声头及超声头、扬水装置即水流驱动装置，扬水装置安装在筒的上端或下端，超声头安装在筒的中部，筒的上端开口临近水面。

【技术特征摘要】
1.一种扬水增氧除藻设备，其特征是，包括一个两端开口的外筒体、超声头及超声头、扬水装置即水流驱动装置，扬水装置安装在筒的上端或下端，超声头安装在筒的中部，筒的上端开口临近水面。2.根据权利要求1所述的扬水增氧除藻设备，其特征是，所述设备还包括自控曝气盘，包括外接电源或与太阳能电池板一道、电能储存装置、电气控制装置、微纳米气泡发生器、曝气系统、水中叶绿素(a)探测装置；电能储存装置电连接电气控制装置，电能储存装置作为电源，电能储存装置的输出连接超声头、分子筛式纯氧机和曝气系统的电执行装置电源输入端；设有的曝气系统包括出气管、曝气盘，曝气系统的出气管和曝气盘，曝气盘浸入(等待处理)水中，水中叶绿素(a)探测装置输出接电执行装置控制端；上述装置设在包括船体的浮动装置内。3.根据权利要求1所述的扬水增氧除藻设备，其特征是，设有分子筛式纯氧机的氧气输出端接曝气系统的气体输入端；电执行装置控制端，用以控制分子筛式纯氧机和曝气系统的工作。4.根据权利要求1所述的扬水增氧除藻设备，其特征是，设有的水流驱动装置，电气控制装置的输出端连接水流驱动装置电执行装置控制端水，水流驱动装置包括水泵或螺旋浆叶；或水流驱动装置也是扬水设备或与曝气设备组合的设备。5.一种根据权利要求1-4之一所述的太阳能微纳米曝气超声除藻增氧的设备进行超声除藻增氧的方法，其特征是，基于所述设备，连续监测叶绿素(a)这个指标，电能储存装置的输出连接超声头和所述自控曝气盘工作，设有水流驱动装置，电气控制装置的输出端连接水流驱动装置电执行装置控制端水，典型的水流驱动装置为水泵或螺旋浆叶；水流驱动装置扬水设备或与曝气设备组合的设备；设有连续监测叶绿素a的传感器，输出信号接电执行装置控制端；上述装置包括船体的浮动装置内。6.根据权利要求5所述的太阳能微纳米曝气超声除藻增氧的...

【专利技术属性】
技术研发人员：童俊，朱慧峰，卢士强，朱永青，孙远军，诸葛天阳，宋晨，
申请(专利权)人：上海市供水调度监测中心，上海市环境科学研究院，南京领先环保技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31