一种基于低强度超声波强化混凝技术的控藻船的制作方法

1.本实用新型涉及控藻船技术领域，特别是涉及一种基于低强度超声波强化混凝技术的控藻船。


背景技术：

2.随着人类生产活动日益增加，对环境资源的开发利用也逐渐增大，由于工业的迅速发展以及高度集中的城市人口，大量含有污染物质的工业废水和生活污水未经适当处理就排入水体，使水体中氨氮、磷以及有机污染物等耗氧物质浓度的升高，增加了水中的营养物质的负荷量，提升水体中富营养化程度，从而加剧藻类的过量繁殖。以蓝藻为主的藻类的过度繁殖会导致水质变得极差，如不及时进行治理，水体会进一步恶化，最终造成极大的生态灾害，乃至出现水体黑臭状态，严重威胁人类饮用水安全。
3.对于已爆发蓝藻水华的富营养化河湖水体，常用的原位控藻措施主要有人工/机械打捞、喷洒化学除藻药剂和生物除藻等，其中，人工/机械除藻在处理小面积水域的蓝藻爆发可以快速起到效果，缺点是工作量大，费用高；喷洒化学除藻试剂除藻虽然起效快而且明显，但是化学试剂量大，试剂费用高，而且还会导致二次污染；生物除藻法采用的生物包括微生物、水生植物和水生动物，利用生物的生命活动对水中污染物进行转化、降解及转移，具有费用低廉、持续性好等优点，但存在控制难、见效慢和物种入侵等问题。
4.物理法超声波除藻技术是通过利用机械力和空化效应产生的冲击波、高温高压、射流等对藻细胞结构和功能及生物活性进行破坏的作用抑藻，具有清洁、高效、反应速度快等显著特点。但现有的超声波控藻船普遍存在能耗高、作用范围有限、除藻效果有待提升、蓝藻快速死亡释放藻毒素等问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是针对现有控藻技术中存在的技术缺陷，而提供一种作用范围更广、处理费用更低、控藻效果更好、安全性更高的智能化控藻船，适用于大面积河湖水体蓝藻水华控制的基于低强度超声波强化混凝技术的控藻船。
6.为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是：
7.一种基于低强度超声波强化混凝技术的控藻船，包括船体，所述船体上设置有用于自动投加壳聚糖改性海泡石的自动加药装置、叶绿素传感器、低强度超声波振子、超声波发生器、加药管；所述低强度超声波振子与超声波发生器相连，所述加药管与自动加药装置相连，所述叶绿素传感器、超声波发生器和自动加药装置分别与plc控制器相连。
8.优选的，所述低强度超声波振子竖直布置并没入水下0.5m，所述叶绿素传感器竖直布置并没入水下0.2m，所述加药管的一端没入水下0.3m。
9.其中，所述叶绿素传感器、超声波发生器、自动加药装置和plc控制器分别与电源相连。
10.优选的，所述电源为可充电电池。
11.其中，所述船体的船尾有螺旋桨。
12.本实用新型具有可移动、作用范围大(最大作用面积超过1.5万平米/min)、能耗低、自动化联动控制等优点；
13.本实用新型通过投加天然材料加工而成的改性海泡石，可进一步加强低强度超声波控藻效果，且不会对水体造成二次污染；
14.本实用新型船体大小可根据需求定制，用于多种处理规模。
附图说明
15.图1是本实用新型提供的低强度超声波强化混凝技术控藻船的剖视图。
16.图2是本实用新型提供的低强度超声波强化混凝技术控藻船的俯视图。
17.图中，1
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船体、2
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电源，3
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plc控制器，4
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自动加药装置，5
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叶绿素传感器，6
‑
低强度超声波振子,7
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超声波发生器，8
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加药管，9
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螺旋桨。
具体实施方式
18.以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
19.如图1
‑
2所示，本实用新型的低强度超声波强化混凝技术控藻船，包括：
20.船体1、电源2，plc控制器3，自动加药装置4，叶绿素传感器5，低强度超声波振子6，超声波发生器7，加药管8和螺旋桨9。
21.所述叶绿素传感器5、超声波发生器7和自动加药装置4分别与plc控制器3相连。
22.所述叶绿素传感器5、超声波发生器7、自动加药装置4和plc控制器3分别与电源2相连。
23.所述低强度超声波振子6与超声波发生器相连。
24.所述加药管8与自动加药装置4相连。
25.本实用新型中，所述船体为玻璃钢电动船只，船体尺寸为l：4.6m，h：1.7m，w：2.2m，船尾有螺旋桨，行进速度为1米/秒。
26.所述自动加药装置为现有技术设备，由加药桶、计量泵、搅拌机、自动仪表、液位计、控制电箱、投药管组成，主要作用在于存放药剂和将药剂注入待处理水体中，促进蓝藻聚集和沉降。其中，加药桶材质为聚乙烯塑胶原料，最大容积为1000l；计量泵流量选型按(1.2
×
水体平均深度)kg/min。
27.所述加药管的一端与自动加药装置连接，另一端没入水下0.3m，主要作用是将自动加药装置的壳聚糖改性海泡石输送到水体中。
28.所述改性海泡石为壳聚糖改性海泡石，主要作用在于强化低强度超声波促进蓝藻聚集下层的作用。壳聚糖改性海泡石制作方法如下：将1kg壳聚糖加至100l 1％盐酸使之充分溶解，并加水900l，以上溶液充分混匀后缓慢加入20kg海泡石(过100目筛网)并搅拌，形成均匀的固液混合物。
29.当然，上述加药装置也可以是投加其它类似的药剂，不限于上述实施例。
30.所述低强度超声波振子，没入水下0.5m，工作状态下可产生100khz、40w超声波辐射，作用范围半径100m，可在不直接破坏蓝藻细胞个体的情况下，破坏蓝藻细胞气囊结构、
增加蓝藻胞外分泌物，更有利于蓝藻细胞聚集和沉降，从而抑制蓝藻繁殖。所述超声波发生器主要作用在于调节超声波功率和频率。
31.所述叶绿素传感器，没入水下0.2m，主要作用在于对水体中叶绿素浓度进行实时监测。
32.所述plc控制器，主要作用在于根据叶绿素传感器监测结果，控制超声波振子和自动加药装置启停：叶绿素浓度若超过20μg/l，则启动超声波振子；叶绿素浓度若超过40μg/l，则同时启动超声波振子和自动加药装置。
33.所述电源为可充电电池，主要作用在于为超声波振子、自动加药装置、叶绿素传感器、plc控制器提供电力能源。
34.工作时，启动电源2，叶绿素传感器5在没入水面下启动定时监测，叶绿素浓度监测数据反馈至plc控制器3，当所检测到的叶绿素浓度超过20μg/l时，plc控制器3启动超声波发生器7，开启超声波振子6，只采用低强度超声波促进蓝藻聚集和下沉，预防蓝藻水华爆发；当所检测到的叶绿素浓度超过40μg/l时，同时启动自动加药装置4和超声波发生器7，利用低强度超声波和改性海泡石联合作用加强蓝藻聚集和下沉，快速控制蓝藻水华爆发。
35.相比其他物理化学控藻技术，本实用新型技术成本更低，在水华爆发初期只需使用低强度超声波辐照诱导，作用1万平米水面的成本约1.3元；由于超声波较温和，不会造成蓝藻细胞快速破裂和藻毒素溶出，且投加的改性海泡石为天然材料，整体而言安全性较高。
36.相比其他超声波除藻装置，本本实用新型技术超声波功率更低，功率只有40w；作用范围更大，每分钟的作用范围超过1.5万平米；利用叶绿素传感器和plc控制器，实现自动化抑藻。
37.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。