浮筒式波浪能超聲曝氣凈化裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于節(jié)能減排技術領域，涉及一種浮筒式波浪能超聲曝氣凈化裝置。
【背景技術】
[0002] 我國是一個嚴重缺水的國家，水資源總量并不豐富，淡水資源總量為28000億m3， 居世界第六位，而人均可資利用的水資源量約為900m3,僅為世界人均水資源占有量的四分 之一。全國600多個城市中有400多個存在供水不足問題。除了水資源缺乏問題之外，隨著經 濟和社會的發(fā)展，中國逐漸陷入嚴重的水質危機，水污染問題已成為中國乃至世界的重要 生態(tài)環(huán)境問題之一。中國水污染問題的成因復雜、面廣量大，污染物種類多、負荷高，大大加 劇了中國的水稀缺程度，并威脅公眾的身體健康和生活水平，造成了巨大的經濟社會損失。
[0003] 根據2011年的《中國環(huán)境狀況公報》顯示，我國長江、黃河、珠江、松花江、淮河、海 河、遼河、浙閩片河流、西南諸河和內陸諸河十大水系監(jiān)測的469個國控斷面中，I~ΙΠ 類、IV ~V類和劣V類水質斷面比例分別為61.0%、25.3%和13.7%。2012年的水質斷面比例為 68.9 %、20.9 %、10.2 %。2013年的水質情況相比2012年無明顯變化，將三年的水質情況取 平均值得斷面比例為67.2%、21.8%、11%。由此可見，我國的淡水環(huán)境問題突出。
[0004] 同樣，海洋環(huán)境形勢也十分嚴峻。近岸海域監(jiān)測點位代表面積共281012平方千米。 其中，一類、二類、三類、四類和劣四類海水面積分別為64809平方千米、120739平方千米、 39127平方千米、18008平方千米和38329平方千米。
[0005] 水體富營養(yǎng)化是指由于水體中氮磷等營養(yǎng)鹽的增加引起藻類等水生生物的大量 繁殖，從而使得水體溶解氧降低、透明度下降、水體功能受到破壞的現象(Vo 11 enweider et al，1982)。表征水體富營養(yǎng)化的指標有溶解氧、碳源和營養(yǎng)鹽類(氮和磷)等。目前一般采用 的指標是：水體中氮含量超過〇 . 2~0.3ppm，生化需氧量大于lOppm，磷含量大于0.01~ 0.02ppm，pH值7~9的淡水中細菌總數每毫升超過10萬個，表征藻類數量的葉綠素 a含量大 于10ymg/L。水體富營養(yǎng)化常導致藻類暴發(fā)性生長，形成水華或赤潮(H.Kenneth et al， 2010)水華指的是在富營養(yǎng)化的水體中，藻類(尤其是藍藻）的異常繁殖，某些藻種生物量 (一般超過〇.lmg/L)遠超過其它藻種的平均水平的現象(HeislerdOOS)』。世紀以來，水體 富營養(yǎng)化問題已經成為困擾全球眾多水體的主要環(huán)境問題。據調查(Chorus et al，1999; Smith et al，2003)，亞太地區(qū)54%的湖泊呈富營養(yǎng)化狀態(tài)，歐洲、北美洲、南美洲和非洲富 營養(yǎng)化的比例分別為53%、48%、41 %和28%。近20年來，我國湖泊富營養(yǎng)化發(fā)展速度相當 快。調查結果表明，富營養(yǎng)化湖泊個數占被調查湖泊的比例由20世紀70年代末至80年代前 期的41%發(fā)展到80年代后期61%，至20世紀90年代后期又上升到77%，可見我國湖泊富營 養(yǎng)化的發(fā)展趨勢十分嚴峻。
[0006] 湖庫富營養(yǎng)化的最直接結果是導致水中藍藻、綠藻等藻類大量生長，最終形成赤 潮、水華等現象，造成水中動植物因缺少光照和氧氣死亡，水生生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞。據2010 年《中國海洋環(huán)境質量公報》顯示，2010年全年全海域發(fā)現赤潮69次，累計面積10892km2，赤 潮發(fā)現次數與2009年(68次)基本持平，但對比過去二十年我國近岸赤潮發(fā)生頻次，明顯發(fā) 現近十年比20世紀90年代十年間發(fā)生的頻次增加。赤潮的發(fā)生不僅會對人類健康產生危 害，而且會影響近海區(qū)域魚、貝等海洋生物的繁殖，造成巨大的經濟損失。所以說，對赤潮、 水華等現象的治理與防治是維持和保護水體生態(tài)平衡的重要措施。
[0007] 赤潮、水華發(fā)生時，藻類大量聚集在水體表層，不僅影響水體景觀，而且會阻礙水 生植物的光合作用，影響水-氣界面間氧氣的交換，而同時水體中的浮游生物則會大量消耗 氧氣，使得水體溶解氧急劇下降，最終導致水中生物如魚類等因缺氧而室息死亡，水生生物 種類減少、水生生態(tài)系統(tǒng)紊亂、水生生物多樣性遭到破壞(徐大偉等，2007;陳水勇等，1999; Diego-McGlone et al，2008)。此外很多藻類還會產生藻毒素、異味物質（土腥素、硫醇、口引 哚、胺類、酮類等)和其它次生代謝的有毒有害物質，影響各種水生和半水生動物或通過食 物鏈傳遞威脅人類的健康(Bury et al，2007;Chorus et al，1999)，在1996年，巴西就發(fā)生 了一起因藻毒素污染腎透析用水導致52人死亡的嚴重事件(Azevedo et al，2002)。還有一 些藻類直接或間接對人類的健康產生嚴重威脅，世界衛(wèi)生組織報告表明水華暴發(fā)時采集的 水樣60%都含有毒素，而當飲用水源水中藻密度大于105個/mL時，人類將產生長期的疾病 (Bartram et al,2003)〇
[0008] 現階段除藻方法主要分為三大類:物理除藻、化學除藻、生物除藻。物理方法主要 包括以下幾種:機械去除法、紫外線照射法、超聲波除藻發(fā)、γ射線照射法、遮光法、過濾法 等，由于機械除藻法是針對于應急除藻，無法做到預防除藻，同時耗費大量人力物理，經濟 效益不劃算。遮光法、過濾法在自然條件下實現比較困難，紫外線照射法及γ射線照射法同 樣實現起來比較困難，同時輻射可能會帶來污染。而超聲波除藻對生態(tài)環(huán)境沒有二次污染， 且除藻效率比較高，經研究，用頻率為200kHZ的超聲波6天的抑藻率可高達68%，所以超聲 波除藻無疑是可用于湖庫治理的最好方法。
[0009] 化學方法包括投加藥劑法、粘土絮凝法、預氧化法及活性炭法等，但其對水生生態(tài) 的破壞較大。雖然活性炭法的效果較好，但因成本過高不適宜大范圍使用。
[0010] 生物方法包括水生生物法和水生植物法兩種，但均會造成其它物種入侵，最終破 壞生態(tài)平衡。
[0011] 現有的超聲波除藻裝置和水體曝氣凈化裝置基本上是利用人工電纜為其輸電，再 將裝置固定于湖庫的某一位置進行除藻和水體充氧。這樣的方式存在兩個重要缺陷：第一 是無法進行預防性除藻，只有當藻類大面積產生后才能進行。第二是無法進行大范圍除藻， 人工電纜的長度限制了超聲波除藻儀的工作范圍，只能在岸邊等位置除藻，不能對湖庫中 心及近岸海域的藻類進行清理。
【發(fā)明內容