專利名稱：一種用于水華應(yīng)急處理的船載式超聲除藻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于水華應(yīng)急處理的船載式超聲除藻系統(tǒng)，應(yīng)用于因富營養(yǎng)化致
藻類大量繁殖造成環(huán)境水體污染的處理，屬利用超聲空化技術(shù)安全、經(jīng)濟的去除水源地水 體中藍(lán)藻的環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，由于大量生活污水、工業(yè)廢水、農(nóng)漁牧水的排入，使大部分水體遭受不同 程度的污染，對城市供水造成嚴(yán)重影響。據(jù)調(diào)查，我國430個城市中有90%以上的飲用水 源受到污染，導(dǎo)致水體的富營養(yǎng)化，造成經(jīng)濟損失達377億元，而富營養(yǎng)化最明顯的特征就 是藻類的過度繁殖，給供水工程帶來很大影響。藻類的去除可以根據(jù)原水水質(zhì)情況采用不 同的方法，一般可采用物理法、化學(xué)藥劑法、生物處理法及組合工藝法。常用的物理除藻方 法有微濾機法、氣浮法、直接過濾法、大梯度磁濾器法，活性炭吸附法和超聲除藻等?；瘜W(xué) 除藻是在不改變現(xiàn)有水廠的工作流程，不需增加大型設(shè)備和構(gòu)筑物，且經(jīng)濟有效、簡便易 行的除藻方法，常用的除藻劑有氯、二氧化氯、臭氧、高錳酸鉀等。生物處理利用附著在載 體表面上的生物膜使水腫的藻類被吸附、分解氧化，有些藻類還會被生物膜上原生動物和 后生動物所捕食，而且該法對藻毒素的去除也有很好的效果。藻毒素一般存在于藻細(xì)胞體 內(nèi)，當(dāng)藻細(xì)胞死亡、破裂后藻毒素才溶出，在富營養(yǎng)化水體中，藍(lán)藻的比例明顯增多，而毒藻 類也相應(yīng)增加。1976年在美國賓夕法尼亞的Sewickley爆發(fā)了一次水源性消化道疾病，飲 用水源中的藍(lán)藻很可能是致病的原因。在所有的淡水藻類中，藍(lán)藻中的微囊藻是毒性最強、 危害最大、污染范圍最廣的一種藻類[3]。組合工藝法臭氧_氣浮聯(lián)用工藝、臭氧-活性炭 深度處理工藝、生物膜處理與其他處理工藝聯(lián)用除藻。預(yù)臭氧化、生物處理、活性炭吸附處 理工藝聯(lián)用，這種聯(lián)用工藝與常規(guī)凈水工藝組合是更完善、有效的凈水途徑。此組合工藝對 葉綠素a的去除率可達100%，對色度、濁度、氨、有機物的去除率也均優(yōu)于上面介紹的兩 種組合工藝。除藻技術(shù)多種多樣，各種除藻方法均有其優(yōu)缺點，目前越來越多的新技術(shù)及其 組合正越來越受到重視和開發(fā)，超聲技術(shù)就是其中之一。 超聲波技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種新型的環(huán)境技術(shù)，被稱為環(huán)境友好技術(shù)。利 用超聲波降解(sonolysis)水中的化學(xué)污染物，尤其是難降解的有機污染物，是近年來發(fā) 展起來的一項新型水處理技術(shù)。超聲波是指頻率比人耳可能聽到的頻率范圍更高(> 16kHz)的彈性波，大振幅超聲波(低頻率)能量集中，可使介質(zhì)產(chǎn)生劇烈振動，常用于超 聲清洗、鉆孔、化學(xué)處理、乳化等方面。近年來，國內(nèi)外開始研究超聲波應(yīng)用于水處理，尤其 對廢水中難降解有機物的治理研究，已取得一定成果，隨著聲化學(xué)的誕生和發(fā)展，超聲波對 有機物的降解逐漸受到重視并得到了廣泛的研究。超聲波由一系列疏密相間的縱波構(gòu)成， 并通過液體介質(zhì)向四周傳播。當(dāng)聲能足夠高時，在疏松的半周期內(nèi)，液相分子間的吸引力 被打破，形成空化核?？栈说膲勖s為0. 1 ii s，它在爆炸的瞬間可以產(chǎn)生大約400K和 100MPa的局部高溫高壓環(huán)境]，并產(chǎn)生速度約400km/h具有強烈沖擊力的微射流，這種現(xiàn) 象稱為超聲空化。這些條件足以使有機物在空化泡內(nèi)發(fā)生化學(xué)鍵斷裂、水相燃燒(aqueous
3combustion)、高溫分解(pyrolysis)或自由基反應(yīng)。超聲波抑藻殺藻機理有破壞細(xì)胞壁、 破壞氣胞、破壞活性酶。高強度的超聲波能破壞生物細(xì)胞壁，使細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)流出，這一點已 在工業(yè)上運用。藻類細(xì)胞的特殊構(gòu)造是細(xì)胞體含有多組氣胞，氣胞控制藻類細(xì)胞的升降運 動。超聲波引起的沖擊波、射流、輻射壓等可以破壞氣胞。在適當(dāng)?shù)念l率下，氣胞成為空化 泡而破裂；同時，空化產(chǎn)生的高溫高壓和大量自由基，可破壞藻細(xì)胞內(nèi)活性酶和活性物質(zhì)， 從而影響細(xì)胞的生理生化活性。此外，超聲波引發(fā)的化學(xué)效應(yīng)也能分解藻毒素和藻細(xì)胞分 泌物及代謝產(chǎn)物。 隨著環(huán)境污染的嚴(yán)重性的加重，現(xiàn)在研究了很多種處理方法，但各種方法都有一 些或多或少的缺點。在實際應(yīng)用中還需要開發(fā)更可行更經(jīng)濟的方法。超聲作為一種新的能 量形式集高級氧化、焚燒、超臨界氧化等多種水處理技術(shù)于一身，一次性投入、操作簡便、使 用安全、效率高、持續(xù)性強，十分有利于環(huán)境保護，因此是一種很有發(fā)展前景的水處理的方 法。超聲處理還具有跟別的處理方法一起使用發(fā)揮更大的功效的特點。國內(nèi)外超聲波滅藻 的報道還不是很多，但其相關(guān)的研究還是不少的，這大大增加了超聲波滅藻的可能性和可 行性，因此其應(yīng)是以后重點研究的滅藻方法之一。 現(xiàn)在，國際上的超聲波滅藻的裝置主要有LG So皿d Sonic滅藻儀，Water &Soil Management Associates的Waterman滅藻儀，Sonic Solutions LLC. com提供的 滅藻器，Daniel Smith and Associates, liX提供的Ultrasonic leakdetectors and stethoscopes, hand-held units等。 雖然超聲波用于除藻是一種環(huán)境友好技術(shù)，但尚未有應(yīng)用超聲陣列裝置于機動船 上進行除藻的報道。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種用于水華應(yīng)急處理的船載式超聲除藻系統(tǒng)， 應(yīng)用超聲對水中藍(lán)藻的沉降作用，將水體中的藍(lán)藻沉降于水底，達到清除水源地入水中藍(lán) 藻的效果。
技術(shù)方案因此，采用本發(fā)明所述的一種用于水華應(yīng)急處理的船載式超聲除藻系
統(tǒng)，應(yīng)用超聲對水中藍(lán)藻的沉降作用，將水體中的藍(lán)藻沉降于水底，達到清除水源地入水中
藍(lán)藻的效果，是一種利用超聲技術(shù)安全、經(jīng)濟的去除水源地水體中藍(lán)藻的環(huán)保技術(shù)。 本發(fā)明的用于水華應(yīng)急處理的船載式超聲除藻系統(tǒng)以機動船體為載體，在機動
船體的兩側(cè)分別懸掛有含藻水引流管道，含藻水流入處位于含藻水引流管道的前端，兩根
含藻水引流管道的后端匯集于機動船推動螺旋槳處，超聲發(fā)射器陣列位于含藻水引流管道
內(nèi)，超聲發(fā)射器陣列輻射出的超聲波對水體中的藍(lán)藻作用使其漂浮能力喪失，并在機動船
推動螺旋槳的作用下排出后沉降至水底，達到清除藍(lán)藻的目的。所述超聲發(fā)射器由利用噴
射流體產(chǎn)生超聲的液哨、壓電型超聲換能器或磁致伸縮型超聲換能器等超聲發(fā)生設(shè)備或裝
置構(gòu)成。 有益效果超聲處理是一個很有發(fā)展前途的方法，已應(yīng)用在處理環(huán)境問題的很多 方面。超聲波滅藻具有的優(yōu)點有一次性投入、操作簡便、使用安全、效率高、持續(xù)性強，不易 造成二次污染，并且可以與其他很多處理水藻的方法一起使用，增強滅藻效果。超聲這門學(xué) 科本身也在飛快的發(fā)展中，為超聲波滅藻打下了堅實的基礎(chǔ)。作為一種新的水處理方法，超聲波應(yīng)用在水藻處理方面有著很廣闊的前景。


圖1為本發(fā)明用于水華應(yīng)急處理的船載式超聲除藻系統(tǒng)的示意圖。
圖2為圖1的后視圖，
圖3為圖1的俯視圖， 圖中有超聲發(fā)射器陣列1，含藻水引流2，機動船推動螺旋槳3，機動船體4，含藻 水5，含藻水流入6，含藻水流出7。
具體實施例方式
本發(fā)明的一種用于水華應(yīng)急處理的船載式超聲除藻系統(tǒng)，該系統(tǒng)裝載于機動船 上，利用超聲對水中藍(lán)藻的沉降作用，將水體中的藍(lán)藻沉降于水底，應(yīng)用于湖泊水華爆發(fā)時 的應(yīng)急處理，達到清除湖泊水面漂浮的藍(lán)藻的效果。該系統(tǒng)由包括超聲發(fā)射器陣列1、含藻 水引流管道2和機動船推動螺旋槳3等部分組成。超聲發(fā)射器陣列1位于懸掛于機動船體 4兩側(cè)的含藻水引流管道2內(nèi)；超聲發(fā)射器陣列l(wèi)輻射出的超聲波對水體中的藍(lán)藻5作用 使其漂浮能力喪失，并在機動船推動螺旋槳3的作用下排出后沉降至水底，達到清除藍(lán)藻 的目的。本系統(tǒng)是一種利用超聲技術(shù)安全、經(jīng)濟的去除水源地水體中藍(lán)藻的環(huán)保技術(shù)。
權(quán)利要求
一種用于水華應(yīng)急處理的船載式超聲除藻系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)以機動船體(4)為載體，在機動船體(4)的兩側(cè)分別懸掛有含藻水引流管道(2)，含藻水流入處(6)位于含藻水引流管道(2)的前端，兩根含藻水引流管道(2)的后端匯集于機動船推動螺旋槳(3)處，超聲發(fā)射器陣列(1)位于含藻水引流管道(2)內(nèi)，超聲發(fā)射器陣列(1)輻射出的超聲波對水體中的藍(lán)藻(5)作用使其漂浮能力喪失，并在機動船推動螺旋槳(3)的作用下排出后沉降至水底，達到清除藍(lán)藻的目的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于水華應(yīng)急處理的船載式超聲除藻系統(tǒng)，其特征在于 所述超聲發(fā)射器(1)由利用噴射流體產(chǎn)生超聲的液哨、壓電型超聲換能器或磁致伸縮型超 聲換能器等超聲發(fā)生設(shè)備或裝置構(gòu)成。
全文摘要
一種用于水華應(yīng)急處理的船載式超聲除藻系統(tǒng)，該系統(tǒng)裝載于機動船上，利用超聲對水中藍(lán)藻的沉降作用，將水體中的藍(lán)藻沉降于水底，應(yīng)用于湖泊水華爆發(fā)時的應(yīng)急處理，達到清除湖泊水面漂浮的藍(lán)藻的效果。該系統(tǒng)由包括超聲發(fā)射器陣列(1)、含藻水引流管道(2)和機動船推動螺旋槳(3)等部分組成。超聲發(fā)射器陣列(1)位于懸掛于機動船體(4)兩側(cè)的含藻水引流管道(2)內(nèi)；超聲發(fā)射器陣列(1)輻射出的超聲波對水體中的藍(lán)藻(5)作用使其漂浮能力喪失，并在機動船推動螺旋槳(3)的作用下排出后沉降至水底，達到清除藍(lán)藻的目的。本系統(tǒng)是一種利用超聲技術(shù)安全、經(jīng)濟的去除水源地水體中藍(lán)藻的環(huán)保技術(shù)。
文檔編號E02B15/00GK101725136SQ20091021358
公開日2010年6月9日 申請日期2009年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月6日
發(fā)明者吳巍, 尹立紅, 浦躍樸 申請人:東南大學(xué)