水生態修復機的製作方法

2023-04-25 03:40:01 3

專利名稱：水生態修復機的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種改善水質修復生態，防治藍藻的水生態調控技術及 設備。特別涉及一種用於環境保護和水產養殖領域的集聲、光、機、電、無 線信號傳輸、計算機及軟體等多種技術設備集成一體的水生態修復機。屬於 水質修復生態技術領域。
技術背景幾十年來我國經濟高速發展和人民生活水平迅速提高，但同時產生了各 種排放物造成了環境的汙染。目前我國已成為僅次於美國的世界第二大產生排放物的國家。各種排放物已造成了我國70%的江河湖泊的汙染，50%的飲 用水源在2、 3類水質，特別是水體的富營養化而引發了藍藻頻繁爆發。藍藻 在水體中的過量增殖使水色藍綠而渾濁，我國傳統上稱此現象為"水華"。藍 藻爆發時，散發出腐臭腥毒氣味，水質惡劣，已成為嚴重的環境汙染問題。 二 00七年五月江蘇太湖水域的藍藻爆發，使得環太湖流域上千萬人無生活飲 用水，及部分企業無生產用水。歷時約一個月，造成了重大損失和惡劣影響。 尤其嚴重的是藍藻爆發時的突變種含有毒素，如銅綠微囊藻的有毒突變種含 有微囊毒素，水華魚腥藻的有毒突變種含有魚腥藻毒素，水華束綠藻的有毒 突變種含有束綠藻毒素。若人畜飲用藍藻爆發時的水源，往往中毒，導致痙 攣，嚴重的會造成死亡。自二00五年以來，在我國安徽巢湖，武漢東湖，雲 南滇池以及長江三峽的七大支流等每年都不同程度地頻繁出現藍藻爆發，己嚴重危害到幾億民眾的生活和生產用水。而我國人均水資源擁有量僅為世界人均擁有量的1/3，是水資源嚴重匱乏的國家。另外，在我國用於水產養殖 的630萬公頃水域，由於大量使用各種有機飼料，使得養殖水體呈富營養化， 也造成了藍藻頻繁爆發，導致養殖水域缺氧而使魚浮頭甚至死亡。在藍藻爆 發的水域的水產品被嚴重汙染，體內聚集一定量的毒素，人畜不能食用。現 已證明藍藻吸收水體有害有毒物質後其毒性放大1.3萬倍，魚類食用有害有 毒藻類後其毒性又放大17萬一800萬倍。目前大多數養殖單位採取排水換水 的方式改善水質，其結果是將藍藻爆發的危害轉嫁到下遊水域，使藍藻危機 的水域年復一年的擴大蔓延，日益加劇！同樣的情況也普遍發生在城市的景 觀水域。由於藍藻是不可能用滅殺的方法消除的。如其不過量增殖，不出現藍藻 爆發，藍藻是無害的。目前治理藍藻的方法主要是想方設法的去滅殺藍藻， 而藍藻又根本滅殺不盡，只要其生存環境條件合適又會過量增殖而爆發。以 至於形成了部分水域藍藻年年爆發。不解決水體富營養化的問題，藍藻爆發 的危害是無法根本解決的！ 發明內容本發明的目的是以滅殺過量增殖的藍藻為一種治理手段。更重要的是從 根本上消除藍藻過量增殖的環境條件，使其處於平衡生態環境中的生物鏈的一部分，最終使藍藻實現與其他生物及人類"和平共處"的狀態。本發明的技術解決方案其結構是包括超聲波滅藻器，水體藥物緩釋器、 浮式多功能工作平臺，其中超聲波滅藻器與浮式多功能工作平臺中的水上葉 輪機、吸附過濾裝置相接，水體藥物緩釋器裝在浮式多功能工作平臺中的浮式平臺上。本發明的有益效果本發明將太陽能動力系統技術運用在水生態修復和環保領域是考慮到大水面的環境治理和生態修復。比如在四百畝合264000 nf面積的水域做治理汙染、修復生態的工程，經測算鋪設水下電纜的各項費 用大約需要48萬元左右，因過多的電纜在水下存在嚴重的安全隱患，萬一漏 電將會造成人生安全和重的的財產損失。採用太陽能為動力源，在400畝水 域安裝本發明功率為IOOW的設備，約16—20臺，太陽能動力源的費用約為 48萬一52萬，與鋪設水下電纜大致相當，但省去了電費，更重要的是利用可 再生自然能源做到了 "零耗能、零汙染、零排放"。用環保的方法治理水汙染， 用生態的方法修復水生態。本發明的無人操控全智能化將生態調控技術和水 環境治理、水生態修復過程結合於一體，加快了恢復自然生態的進程。在多 種設備同時運行的狀態下，起到了調控生態修復生態的作用。實驗表明，一 呈富營養化的養殖水域年年爆發藍藻，經2個月左右的治理， 一年中沒有再 爆發藍藻。另一嚴重爆發藍藻的水域經2個月治理後，滅殺藍藻70%以上， 水質明顯好轉。


附圖l是本發明的結構示意圖。附圖2是水域生態綜合調控技術系統及設備工作原理示意圖。 附圖3是監控系統工作原理示意圖。圖中的l是太陽能採光板，2是太陽能採光板安裝支架，3是變速器，4 是浮式平臺，5是變速器輸入軸，6是增氧機，7是錨固支架，8是平臺擺動 機構，9是吸附過濾裝置，IO是連杆，ll是蓄能電池等設備安裝櫃，12是水上葉輪機，13是超聲波滅藻器，14是水體藥物緩釋器。
具體實施方式
對照附圖l，其結構是包括超聲波滅藻器13，水體藥物緩釋器14、浮式 多功能工作平臺，其中超聲波滅藻器13與浮式多功能工作平臺中的水上葉輪 機12相接，水體藥物緩釋器14裝在浮式多功能工作平臺中的浮式平臺4上。 所述的浮式多功能工作平臺，其結構是太陽能採光板1安裝在太陽能採 光板安裝支架2上，變速器3連接在浮式平臺4上，變速器輸入軸5端與一 帶有導電滑環的連杆聯接且該輸入軸5延伸到水中，變速器輸入軸5的下端 連接增氧機6，錨固支架7支撐浮式平臺4，裝在吸附過濾裝置9上的平臺擺 動機構8，浮式平臺上安裝蓄能電池等設備安裝櫃ll，水上葉輪機12通過連 杆10與變速器輸入軸5的上端相接，變速器的輸出軸接在太陽能採光板的安 裝支架上。所述的浮式平臺4有配重平衡裝置。所述的連杆IO有可始終導電的滑環裝置，其長度可進行伸縮調節。 所述的浮式工作平臺動力源安裝支架經變速後的旋轉角速度保持15° /H，亦即360° /天。所述的錨固支架7有安裝吸附濾網裝置的結構和接口，錨固支架呈管狀， 管內用作向設備輸出電源的穿線管。所述的連杆以及錨固支架上分別有供監控各種機械電子設備工作狀況的傳 感器安裝結構。所述的水體藥物緩釋器14，其結構是一個可以懸掛或用緊固件聯接到其 它機械上的容器旋蓋，上有防脫落的止轉扣帶，容器體內側用容量刻度顯示的用藥量裝上需要投放的藥品，濾網的四周是濾網壓邊蓋。將己裝有藥物的容器；與改善水質的機械聯接起來，改善水質的機械在水中運轉；流動的水 通過濾網滲透進容器，經過水浸泡溶解的藥物又從濾網中滲透出來。濾網的 目數按需要溶解和滲出速度的需要進行安裝。工作機械將水體攪動起來，通 過水體的不斷的循環，流動，將容器中滲出的藥物均勻的擴散到整個水域。所述的超聲波滅藻器有數個發射頭，該數個發射頭以水平面為基準呈縱 向60°角垂直扇形排列，功率《5W，整體殼體與其它工作機械聯接或懸掛的 安裝孔，電源輸入端有做旋轉運動時導線不致纏繞的導電滑環，電源輸入端 有掌控輸出時間控制器，電源輸入端還有一可使整體殼體旋轉的旋轉葉輪。 水生態修復機工作過程根據水域面積和治理的要求，安放若干臺智能 水生態修復機，由計算機下達指令，水生態修復機開始工作。太陽能驅動水上 葉輪機械，葉輪機械旋轉且整機圍繞浮式工作平臺作行星式運動。由連杆通過 變速器帶動太陽能採光板旋轉作向陽性跟蹤。連杆輸入軸的入水端增氧葉輪也 同時工作。安裝在水上葉輪機械上的超聲波滅藻機隨葉輪旋轉並在設定的時間 作360°的旋轉掃描，滅殺藍藻。連杆上安裝的水體藥物緩釋器隨連杆運動。 由於水流的作用將藥物均勻溶釋於水中。水體流經吸附過濾裝置時，由於藻類 分泌的黏液被吸附在過慮裝置上。無線傳輸監控系統將採集的數據適時輸入計 算機供管理人員掌握。對照附圖2，從水生態修復機的工作過程可以看出，按功能劃分，整套設 備可分為三大部份。(1 )太陽能動力源和浮式工作平臺為整機提供動力和運行的基礎部份A; (2)自動監控系統，監控數據傳輸系統和計算機及軟體管理系統為整機的監管部分B。(3)水體藥物緩釋器，超聲波滅藻機和水上葉輪機械，吸附過濾藍藻裝置等設備為改善水質治理藍藻的工作部分C; 水汙染治理和水生態修復的工作機理如下 水上葉輪機械攪動水體使水循環流動起來，太陽幅射的紫外線滅殺了部 分藍藻和雜菌，陽光蒸發了部分含有毒有害物質的水分，風和空氣吹散了一 部分氨氮腥臭氣味，雨雪補充了新的水源。實踐證明通過自然的作用，可降 低水體中50%左右的氨氮20%左右的亞硝酸和氧化硫含量。"流水不腐，戶 樞不蠹"，循環流動的水體利用自然界的"自淨化功能"逐步改善水質，修復 生態。小型超聲波滅藻機在水體中不斷旋轉掃描，利用超聲波震蕩波破壞藍 藻的細胞壁，滅殺部分藍藻。試驗表明，超聲波滅藻器使用特定頻率工作1一5分鐘的時間可滅殺其作用距離範圍內的55%左右的藍藻。超聲波在達到 》20KH的功率大於0.35/C nf的情況下在水中產生的"空化"效應能降解水 溶性有機物，降低水體富營養化程度。吸附過濾裝置利用藍藻體表分泌的黏液將部分藍藻吸附於過濾網上。被 粘黏在吸附過濾網上，藍藻等失去了其趨光性漂浮水面的能力，也失去了光 合成活性不再增殖，被水中的魚貝類生物食用。大約可減少水體中15%左右 的藍藻。藥物緩釋器投放有益複合生物菌吞噬部分雜菌和藻類，並補充由滅殺藍 藻後水體浮遊生物下降的不平衡狀況。同時也可以成為部分水產品的餌料。 原藍藻光合作用增加水體溶氧量的正面功能被人工投放的有益生物複合菌所 替代，並且有益生物菌也對水體中的有機物進行降解，使水質酸化，降低了水體富營養化程度。對照附圖3，水汙染治理和水生態修復的工作過程是在計算機監控管理 系統下完成的。具體體現以下幾個方面(1)根據藍藻的生存習性班滅藻，由於藍藻的趨光性，使得白天水體 中上層藻類密度高，此時超聲波滅藻器開啟工作，主要作用於水體中上層， 夜晚藍藻沉浮到水底，由時間控制器控制超聲滅藻器自動關閉，底層的藍藻 消殺依靠吸附過濾裝置。所述的時間控制器乃是依據電源工作狀態所設定的 延時開關裝置。(2)太陽能電源依據氣象條件工作，陰雨、降雪的氣象條件太陽能動力 採光不足，但此時由於雨雪的水源補充到水體中，水質得到自然改善，此時 恰為藍藻增殖減緩或停止的時段，因此太陽能動力源停止供電，充分利用大 自然的作用改善水質，修復生態。(3)依據水質條件治理和修復，整臺設備在工作初期以治理水汙染、滅殺藍藻為主的階段，依據水文氣象條件儘可能連續運轉。在工作後期以改善水質， 修復生態為主階段，白天太陽能採光板自動跟蹤太陽移動，能源充足，整臺 設備只在晴好的白天運轉而夜晚部分設備停止工作。
權利要求
1、水生態修復機，其特徵是包括超聲波滅藻器，水體藥物緩釋器、浮式多功能工作平臺，其中超聲波滅藻器與浮式多功能工作平臺中的水上葉輪機相接，水體藥物緩釋器裝在浮式多功能工作平臺中的浮式平臺上。
2、 根據權利要求1所述的水生態修復機，其特徵是所述的浮式多功能工作平臺，其結構是太陽能採光板安裝在太陽能採光板安裝支架上，變速器連 接在浮式平臺上，變速器輸入軸端與一帶有導電滑環的連杆聯接且該輸入軸 下端延伸到水中，變速器輸入軸的下端連接增氧機，錨固支架支撐浮式平臺， 吸附過濾裝置裝在平臺擺動機構上，浮式平臺上安裝蓄能電池等設備安裝櫃， 水上葉輪機通過連杆與變速器輸入軸相接，變速器的輸出軸上端接在太陽能 採光板的安裝支架上，所述的浮式平臺有配重平衡裝置。
3、 根據權利要求2所述的水生態修復機，其特徵是所述的連杆是可 始終導電的滑環裝置，其長度可進行伸縮調節。
4、 根據權利要求2所述的水生態修復機，其特徵是所述的浮式工作平臺 動力源安裝支架經變速後的旋轉角速度保持15° /H，亦即360° /天。
5、 根據權利要求2所述的水生態修復機，其特徵是所述的錨固支架有安 裝吸附濾網裝置的結構和接口。
6、 根據權利要求2所述的水生態修復機，其特徵是所述的連杆以及錨固 支架上分別有供監控各種機械電子設備工作狀況的傳感器安裝結構。
7、根據權利要求1所述的水生態修復機，其特徵是所述的水體藥物緩 釋投放器包括容器旋蓋、容器體、濾網壓邊蓋、止轉扣帶、容器刻度、濾網， 其中容器蓋裝在容器體上，容器旋蓋二側是止轉扣帶，容器體的一側有容量刻度，容器體內有濾網，濾網的四周是濾網壓邊蓋。
8、根據權利要求7所述的水生態修復機，其特徵是所述的濾網在容器上 的分布呈120。園周分布。
9、根據權利要求1所述的水生態修復機，其特徵是所述的超聲波滅藻器 有數個發射頭，該數個發射頭以水平面為基準呈縱向60°角垂直扇形排列， 功率《5W，整體殼體與其它工作機械聯接或懸掛的安裝孔，電源輸入端有做 旋轉運動時導線不致纏繞的導電滑環，電源輸入端有掌控輸出時間控制器， 電源輸入端還有一可使整體殼體旋轉的旋轉葉輪。
全文摘要
本發明涉及一種水生態修復機，其特徵是包括超聲波滅藻器，水體藥物緩釋器、浮式多功能工作平臺等機器設備，其中超聲波滅藻器與浮式多功能工作平臺中的水上葉輪機相接，水體藥物緩釋器裝在浮式多功能工作平臺中的浮式平臺上。優點將超聲波滅藻器、水體藥物緩釋器、藍藻吸附過濾裝置和水上葉輪機械集成於一體，以共同作用的機理，達到了改善水質修復生態，防治藍藻爆發的效果。促進和提高生態環境自身的「免疫力」——水生態環境的「自淨化功能」，使水生態環境逐步恢復到平衡的狀態。本發明在防止藍藻爆發和治理藍藻爆發均有成功的案例。
文檔編號C02F1/36GK101402472SQ200810235190
公開日2009年4月8日 申請日期2008年11月17日 優先權日2008年11月17日
發明者李肖文, 陳偉東 申請人:陳偉東;李肖文