湖庫流域的生態(tài)因子及基因表達納米調控設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及抑制水體富營養(yǎng)化設備，特別涉及一種湖庫流域的生態(tài)因子及基因表達納米調控設備。
【背景技術】
[0002]我國的江河湖庫水體污染主要包括氮磷等營養(yǎng)物和有機物污染兩方面。另外，湖庫流域藍藻及赤潮給水域生態(tài)、人體飲水安全也造成了嚴重危害。對于富營養(yǎng)化的控制，發(fā)達國家以控制營養(yǎng)鹽為主，大多采取“高強度治污-自然生態(tài)恢復”的技術路線，即控制外源磷污染負荷并配合生態(tài)恢復措施，在這方面已經(jīng)取得較大成效。去除藻類與控制其生長是湖泊水庫水體恢復與保護的難題。目前國際上采用的技術主要有三類:1〕化學方法:如加入化學藥劑殺藻、加入鐵鹽促進磷的沉淀、加入石灰脫氮等，但是易造成二次污染；2〕物理方法:疏挖底泥、機械除藻、引水沖淤等，但往往治標不治本；3〕生物-生態(tài)方法:按照仿生學的理論對于自然界恢復能力與自凈能力的強化。這是人與自然和諧相處的合乎邏輯的治污思路，是一條創(chuàng)新的技術路線，也是當前生態(tài)修復技術的研宄開發(fā)熱點。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種能夠安全、可靠、高效地抑制水體富營養(yǎng)化發(fā)生的湖庫流域的生態(tài)因子及基因表達納米調控設備。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的:本發(fā)明主要由空壓機、儲氣罐、氣體處理單元、生態(tài)因子控制單元、水質監(jiān)測及系統(tǒng)控制PLC、采樣及監(jiān)測單元、陣列可控納米溶氧盤、微氣泡及微納米氣泡擴散裝置、濾網(wǎng)所組成，其特征是所述的空壓機的出氣端通過氣管與儲氣罐的進氣口相連，儲氣罐的出氣口通過氣管與氣體處理單元的一端相連，氣體處理單元的氣體由出氣口通過氣管進入生態(tài)因子控制單元內，壓力傳感器安裝于氣管上；生態(tài)因子控制單元內的壓力流量控制PLC的信號輸入端通過信號線與水質監(jiān)測及系統(tǒng)控制PLC的信號輸出端相連，壓力流量控制PLC的信號輸入端通過信號線分別與壓力傳感器、流量傳感器相連；壓力流量控制PLC的控制端通過控制線分別與壓力調節(jié)閥、流量調節(jié)閥信號接收端相連，流量調節(jié)閥的出口通過氣管與陣列可控納米溶氧盤的一端相連，所述的水質監(jiān)測及系統(tǒng)控制PLC的信號輸入端通過信號線與采樣及監(jiān)測單元內的水質探頭控制器的信號輸出端相連；水質監(jiān)測及系統(tǒng)控制PLC的控制端通過控制線分別控制放樣閥、取樣閥、循環(huán)水泵的開啟與關閉，取樣閥的右側部通過取樣管與濾網(wǎng)的一端相連，取樣閥的左側部通過取樣管與負壓罐的右側部相連。
[0005]所述的采樣及監(jiān)測單元內的水箱通過水管與循環(huán)水泵的進水口相連，循環(huán)水泵的出口與射流器的進水口相連，射流器通過抽氣管與負壓罐相連，射流器的出水通過水管循環(huán)至水箱內，負壓罐底部的放樣閥的出水口與監(jiān)測槽相連。
[0006]所述的水質探頭控制器的底部連接有水質探頭，水質探頭置于監(jiān)測槽之內。
[0007]所述的水質探頭為公知的溶解氧測定探頭、溫度測定探頭、pH測定探頭、ORP測定探頭、濁度探頭、氨氮測定探頭中的其中一種和/或兩種和/或三種和/或四種/或五種/或六種組成。
[0008]所述的與水質監(jiān)測及系統(tǒng)控制PLC相連的生態(tài)因子控制單元的數(shù)量為3個或3個以上。
[0009]所述的取樣閥的數(shù)量為3個或3個以上。
[0010]所述的濾網(wǎng)的數(shù)量為3個或3個以上。
[0011]所述的氣體處理單元內的氣體凈化單元的進氣口與儲氣罐的出氣口通過氣管連接，氣體凈化單元的出氣口分為兩個氣管，氣管分別與一個氣體閥門的進氣口連接，其中一個氣體閥門的出氣口連接氣體轉化單元，氣體轉化單元的出氣口通過氣管與一個氣體閥門的進氣口連接，氣源的出氣口通過氣管與一個氣體閥門的進氣口連接，氣體凈化單元的出氣口后的另一個氣體閥門的出氣口、氣體轉化單元后的氣體閥門的出氣口與氣源后的氣體閥門的出氣口通過氣管匯總為總的出氣氣管，氣體凈化單元由公知的冷干機、精密過濾器、分子篩或其他氣體凈化產(chǎn)品通過各自產(chǎn)品的進氣端與其它產(chǎn)品的出氣端相連組成，氣體轉化單元由公知的PSA制氧機、臭氧發(fā)生器或其他氣體處理產(chǎn)品組成，進氣為壓縮空氣，出氣為純氧或臭氧，氣源由公知的氧氣瓶或其他氣體的壓縮瓶組成。
[0012]所述的陣列可控納米溶氧盤的數(shù)量為3個或3個以上，陣列可控納米溶氧盤的布點形狀為三角形或四邊形或多邊形，以使微氣泡及微納米氣泡擴散裝置位于曝氣盤所布點形狀之中。
[0013]所述的陣列可控納米溶氧盤由9個或9個以上固定在固定支架上的公知的溶氧曝氣盤組件所組成，固定支架上分布有42個或42個以上固定孔，溶氧曝氣盤組件通過固定孔固定在固定支架上，固定孔可固定額外的溶氧曝氣盤組件，以調整間距和陣列可控納米溶氧盤內的溶氧曝氣盤組件的數(shù)量，固定支架四個端點分別連接一個支腳；所述的溶氧曝氣盤組件的連接方式為:與流量調節(jié)閥相連的氣管在進入陣列可控納米溶氧盤后，分為兩個充氧干管，充氧干管上分別連接一個調節(jié)閥，其中一個調節(jié)閥的出口通過充氧支管連接至陣列可控納米溶氧盤的中部的溶氧曝氣盤組件上，另一個調節(jié)閥的出口通過充氧支管連接至陣列可控納米溶氧盤外圍的溶氧曝氣盤組件上，兩個氣路不相通，并調整通過中部的溶氧曝氣盤組件的氣體的流量和壓力大于外圍的溶氧曝氣盤組件的平均流量和壓力；所述的一個溶氧曝氣盤組件的進氣端與另一個溶氧曝氣盤組件的出氣端相連，氣路末端的溶氧曝氣盤組件的出氣端由堵頭封堵。
[0014]由于采用了上述技術方案，本發(fā)明的有益效果是:
1.本設備以采樣及監(jiān)測單元采集水體多個點位水質數(shù)據(jù)，通過水質監(jiān)測及系統(tǒng)控制PLC可綜合分析大范圍水體水質狀況；
2.采樣及監(jiān)測單元內的水質探頭及水質探頭控制器可監(jiān)測多項水質指標，可保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的詳細充分，最大程度的保證水質監(jiān)測及系統(tǒng)控制PLC水質綜合分析結論的準確性；
3.水質監(jiān)測及系統(tǒng)控制PLC將每個點位的水質狀況傳輸至該點位對應的陣列可控納米溶氧盤的控制單元，即相對應的生態(tài)因子控制單元，可保證生態(tài)因子控制單元可根據(jù)處理效果進行針對性地調整生態(tài)因子；
4.生態(tài)因子控制單元通過控制輸出氣體的流量和壓力，可控制陣列可控納米溶氧盤的出氣量和氣體壓力； 5.每套陣列可控納米溶氧盤上的兩個調節(jié)閥，可使陣列可控納米溶氧盤內中部溶氧曝氣盤組件的流量大、壓力略高、氣泡流速高、氣泡粒徑大，將水體向上托舉、循環(huán)的能力強，外圍溶氧曝氣盤組件的流量、壓力受壓力流量控制PLC的控制，處于最適合范圍，產(chǎn)生的氣泡粒徑小，上升流速慢，則中部快速上升的水流可帶動外圍溶氧曝氣盤組件產(chǎn)生的微納米級氣泡迅速向上流動、在水體中循環(huán)，增加納米級氣泡擴散面積；
6.生態(tài)因子控制單元可將出氣的流量、壓力調整至溶氧曝氣盤組件的開啟壓力，在開啟壓力下，溶氧曝氣盤組件產(chǎn)生的氣泡粒徑最小，部分達到納米級，氣泡的直徑越小，則氣體的利用率越高，則溶氧曝氣盤組件可選用范圍廣，需在使用時調整出氣的壓力和流量即可，可選用金屬或陶瓷盤面的溶氧曝氣盤組件；
7.一個微氣泡及微納米氣泡擴散裝置與四周多個陣列可控納米溶氧盤的組合，可形成中心微氣泡及微納米氣泡擴散裝置上方水體形成向下的流態(tài)；流至微納米氣泡擴散裝置擴散盤平面時，水體流態(tài)變化為以微氣泡及微納米氣泡擴散裝置為中心，平行于擴散盤平面，向四周輻流；以微氣泡及微納米氣泡擴散裝置為中心向外擴散、流動的氣水混合物被周圍陣列可控納米溶氧盤形成的上升流態(tài)帶動，改變流態(tài)向上運動；上升到一定高度的含納米氣泡的水體受微氣泡及微納米氣泡擴散裝置形成的向下流態(tài)影響，與表層水再次向下循環(huán)；
8.水庫表面的水經(jīng)由微氣泡及微納米氣泡擴散裝置與多個陣列可控納米溶氧盤形成的循環(huán)流態(tài)，經(jīng)水庫底部好氧底泥中環(huán)境友好微生物對表層水帶入的營養(yǎng)鹽、有機物等進行分解吸收轉化，降低水體中污染物濃度；
9.生態(tài)因子控制單元通過調節(jié)陣列可控納米溶氧盤通過的氣體流量、壓力及氣泡粒徑，控制陣列可控納米溶氧盤周圍較大范圍內水體流態(tài)循環(huán)、溶解氧濃度，從而形成倒置層流、調控表層水光照時長、調節(jié)水體溫變溫躍、提高水體氧化還原電位、提高溶解氧濃度、均衡水體PH等；
10.氣體處理單元內可根據(jù)需要除安裝冷干機、精密過濾器、分子篩或等凈化處理產(chǎn)品之外，在凈化后可安裝PSA制氧機、臭氧發(fā)生器等能產(chǎn)生純氧、臭氧等氣體的氣體處理裝置，或直接將壓縮空氣與純氧、臭氧等氣體混合；
11.微氣泡及微納米氣泡擴散裝置與陣列可控納米溶氧盤形成的納米級微氣泡破裂瞬間，由于氣液界面消失的劇烈變化，界面上集聚的高濃度離子將積蓄的化學能一下子釋放出來，此時可激發(fā)產(chǎn)生大量的羥基自由基等活性氧；設備若選用臭氧發(fā)生器，則直接可產(chǎn)生大量溶于水的活性氧等；
12.設備通過對生態(tài)因子進行調控，從水體流態(tài)、溶解氧濃度、表層水光照時長、溫變溫躍、水體氧化還原電位、pH、活性氧濃度等方面給水生生物以環(huán)境壓力，當環(huán)境的變化超過機體的承受水平時，某些酶的活性被抑制或消失，另一些酶的活性增強或被誘導，在代謝活動中蛋白質重新被合