CN216275558U - 一种自动收集水华的集藻装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种自动收集水华的集藻装置，包括多边形井体，所述多边形井体的底部固定在水底，中部位于水中，顶部位于水面以上；所述多边形井体是由多个相同或不同形状的主墙体依次拼接而成的围蔽式多边形井体；多个所述主墙体上均设有多个过水口，多个所述过水口包括进水口和出水口，所述进水口位于主墙体的上部，所述出水口位于进水口的下方，在所述进水口处的内侧壁上均通过限位装置可转动连接有用于封堵进水口的内侧单向板。本实用新型的无功耗自动收集水华的集藻装置，将湖面的水华集中在固定范围内，便于将浮游植物收集转移，减少水华环境上的负面影响，并且收集过程无需能量供应，实现水华的自动集中。

Description

一种自动收集水华的集藻装置

技术领域

本实用新型属于湖泊环境保护领域，具体涉及一种自动收集水华的集藻装置。

背景技术

湖泊水华治理是目前湖泊污染治理的一个重点。湖泊水华在多个方面对社会产生危害：在生态平衡方面，富营养化水体中水华泛滥，会导致沉水植物的消亡，而沉水植物有净化水质的作用，水华对沉水植物的遏制会进一步加剧湖泊水体水质恶化，进而降低湖泊生物多样性，破环生态系统稳定；在湖泊景观方面，水华覆盖水面，气味恶臭难闻，不仅影响湖泊周边旅游业，对居住在湖泊水华区域附近的居民在生理上产生危害；在社会生活生产方面，严重的水华会污染工业与生活用水甚至饮用水，造成严重的城市用水危机，影响湖泊周边地区居民生活与经济发展。

水华多发于城市内富营养湖泊，而城市内湖泊往往又是一个城市的独特景观甚至精神象征，改善湖泊环境，消灭湖泊水华是很多水环境治理的主要目标，是打好生态攻坚战的重要一步，施行一种对环境友好、易于实施、经济生态效益俱佳的水华消灭技术，对湖泊环境治理非常重要。

目前已较为成熟的除藻控藻技术，主要分为四类：物理化学方法、机械除藻技术、生物除藻技术和化学除藻技术。

黏土除藻的核心就是利用絮凝的原理将浮于水面的水华凝聚，使藻与黏土共同沉入水底，从而达到清除水华的目的。此方法适用的水体普遍，对环境无二次污染，但絮凝水面水华需将改性黏土喷洒在水面上，在大面积应用时不便实现，且在风浪大等特殊环境条件下效果有所减弱。

采用的工艺都是直接利用水面吸藻器吸藻，经真空过滤浓缩器或是絮凝气浮浓缩，藻浆真空脱水或者直接运送至工厂加工，达到资源化利用的目的。目前此技术应用最广，水面集藻的技术也不断改进，但本质上都是利用船只收集船体附近水面水华。

此方法操作简单，普通渔民也能操作应用，应用范围广，短时内美化景观效果好，但对于水华污染严重的水域，需长期、大范围持续打捞水华才能对环境有改善作用，人力物力消耗巨大。

生物除藻技术的原理是利用鱼类、贝类等对藻类的捕食来降低水体中的藻类生物量。经典的生物操纵技术是利用鱼类来控制浮游动物，利用浮游动物来控制浮游动物，达到降低叶绿素浓度和提高透明度的目的。

此类技术一旦顺利实现，既达到除藻目的，又对环境友好，且不需人工多加干预，十分理想，但对于富营养化湖泊，浮游动物无法人工控制，鱼类贝类等对藻类的捕食有限，这些生物自身生长也受到水华限制，除藻效率较低。

化学除藻主要是利用硫酸铜杀藻，即利用Cu²⁺具有遏制藻类光合作用、吸收磷和固氮的作用来达到除藻的效果。这个方法对于蓝藻比较有效，特别是能够固氮的蓝藻，对鱼腥藻水华效果较好，少量Cu²⁺即可遏制藻的活性。

这种化学杀藻的方法目前并不提倡使用，因为这种杀藻药剂对水生植物也有毒害作用，对许多其他生物也可能有毒害作用，有较大的二次环境危害性。

实用新型内容

为了解决以上问题，本实用新型公开了一种自动收集水华的集藻装置，将湖面的水华集中在固定范围内，便于将浮游植物收集转移，减少水华环境上的负面影响，并且收集过程无需能量供应，实现水华的自动集中。

为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种自动收集水华的集藻装置，包括多边形井体，所述多边形井体的底部固定在水底，中部位于水中，顶部位于水面以上；所述多边形井体是由多个相同或不同形状的主墙体依次拼接而成的围蔽式多边形井体；多个所述主墙体上均设有多个过水口，多个所述过水口包括进水口和出水口，所述进水口位于主墙体的上部，所述出水口位于进水口的下方，在所述进水口处的内侧壁上均通过限位装置可转动连接有用于封堵进水口的内侧单向板。

进一步的，所述主墙体的下部包括实体固定部，所述实体固定部固定在水底，所述出水口位于实体固定部的上方。

进一步的，在所述出水口处的外侧壁上通过限位装置可转动连接有同于封堵出水口的外侧单向板。

进一步的，所述过水口呈矩阵分布。

进一步的，相邻两个过水口之间的间距为0.05m-0.1m。

进一步的，所述过水口为正方形，正方形的边长为0.3m-0.5m，所述内侧单向板和外侧单向板的面积大于过水口的面积。

进一步的，所述内侧单向板和外侧单向板通过固定在主墙体上的金属轴可转动连接。

进一步的，所述金属轴位于主墙体过水口顶部。

进一步的，有水流流过过水口时，所述内侧单向板和外侧单向板与主墙体之间的最大夹角为90°。

进一步的，所述主墙体为钢筋混凝土材质，宽度为2m-4m，厚度为0.1m-0.4m。其他适宜材料及尺寸亦可，如，可使用钢板并减少厚度，使得装置便于整体拆装，实现仅在需要的时间段投放。

采用本实用新型的无功耗自动收集水华的集藻装置，如果投放水域的水流方向固定，可以适当调整主墙体的方向、墙体间组合方式，达到环境效益和经济效益最大化；若集藻装置修建在航道附近，还需在周围设立警示标志、夜间灯光等指示物，警示周围船只避开。

本实用新型的无功耗自动收集水华的集藻装置的主墙体的材料、表面形状可以依据具体投放水域作出调整，以减少水流对墙体的冲刷破坏作用，减少维护成本，延长装置使用时间；主墙体尺寸、主墙体上的开口形状、开口尺寸、开口数量，以及两类单向板在主墙体上的分布，可以结合投放水域的水文气象条件、水华程度做出适当的调整，以适应投放地的具体情况；外侧单向板和内侧单向板应根据投放地水文条件及水华程度，设置合适的限位器，使得单向板的抬起角度、力度合适，尽量同时保证水面附近水流与水华的单向通过。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

应用范围广，本实用新型的集藻装置可以根据湖泊情况调整形状尺寸，可以在不同大小、深度，不同水文气象条件、水华程度的湖泊中修建使用；对环境友好，集藻装置墙体一般使用对环境友好的钢筋混凝土材料，且无额外化学物质投入，不会对水质产生任何负面影响；适宜大小的过水口允许其他水生生物通过，不会干扰湖泊鱼、贝等水生动物的正常活动；无功耗，本实用新型实现集藻目的完全依靠水体自然流动过程，无需任何功耗，不因电机等内耗会产生额外噪音、光、化学污染，且维护成本极低。

附图说明

图1是本实用新型实施例所述的自动收集水华的集藻装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例所述的主墙体侧视图；

图3是本实用新型实施例所述的进水口与内侧单向板连接结构示意图；

图4是本实用新型实施例所述的出水口与外侧单向板连接结构示意图。

其中，1-正六边形井体，11-主墙体，12-过水口，13-内侧单向板，14-外侧单向板，111-实体固定部，121-进水口，122-出水口。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1-3所示，一种自动收集水华的集藻装置，包括正六边形井体1，所述正六边形井体1的底部固定在水底，中部位于水中，顶部位于水面以上；所述正六形井体1是由六个主墙体11依次拼接而成的围蔽式正六边形井体，所述主墙体11的下部包括实体固定部111，所述实体固定部111固定在水底，主墙体11为钢筋混凝土材质；六个所述主墙体11上均设有多个过水口12，所述过水口呈矩阵分布，相邻两个过水口之间的间距为0.1m，所述过水口为正方形，所述内侧单向板13和外侧单向板14的面积大于过水口12的面积；多个所述过水口12包括进水口121和出水口122，所述进水口121位于主墙体11的上部，所述出水口122位于进水口121的下方，实体固定部111的上方；在所述进水口121处的内侧壁上均可转动连接有用于封堵进水口的内侧单向板13，在所述出水122处的外侧壁上可转动连接有同于封堵出水口的外侧单向板14，所述内侧单向板12和外侧单向板13通过固定在主墙体11上的金属轴可转动连接，所述金属轴位于主墙体11的内部。

在一些实施例中，相邻两个过水口之间的间距为0.05m-0.1m，过水口的边长为0.3m- 0.5m；有水流流过过水口时，所述内侧单向板13和外侧单向板14与主墙体11之间的最大夹角为90°。

在一些实施例中，钢筋混凝土材质的主墙体的宽度为2m-4m，厚度为0.1m-0.4m。

上述自动收集水华的集藻装置的应用方法包括如下步骤：

(1)考察需要修建安装本实用新型集藻装置的湖泊，确定修建集藻装置的区域；

所述湖泊一般为水化严重的富营养。太湖长期严重富营养化，每年都有蓝藻水华爆发，以太湖北面最为严重。再实地考察后，我们选择在太湖中心偏北的“湖心区”修建本实用新型集藻装置。太湖“湖心区”夏、秋水华比较严重，且远离岸边，少有船只通行，适合修建本集藻装置。

(2)决定集藻装置的具体形状与尺寸，并在选定区域修建集藻装置；

用户需要结合修建区域的水华程度、水文条件、气象条件等因素，决定集藻装置的整体形状尺寸和过水口尺寸。水越浅，风浪越大，集藻装置尺寸应越小；水华越严重，过水口尺寸应越大。在“湖心区”，水流方向随风的方向变化无法确定，所以本实例将集藻装置围成六边形，以适应各个方向的水流。太湖全湖风速一般不超过5m/s，水深在3m左右，且湖心区水底泥质较硬，于是实例中集藻装置单面墙埋入水底部分2m，固定整个集藻装置；水中部分3m，水面上部分1.5m，防止风浪影响集藻效果。装置单面墙宽度4m，厚度0.2m，实用钢筋混凝土材料修建。过水口为0.3m边长的正方形，间隔0.1m均匀分布在墙面上；单向板则略大于过水口；使用固定在过水口顶部墙体里的金属轴实现单向板限位活动的目的。

(3)水面附近的水华随水流通过带有定向板过水口，进入集藻装置内；

太湖的水华主要是蓝藻水华，蓝藻细胞中的伪空胞结构使得蓝藻浮到水面，吸收营养盐和光照，浮在水面的蓝藻又相互粘连聚集进一步形成大片水华。集藻装置上部第一排进水口位于水面以上，当湖面水流流向集藻装置，顶开单向板进入装置内，水华也会随水流进入；当风浪推动装置内表层水流向装置外流动时，单向板因水流的推动作用落下，阻止表层水流与水华逃逸出装置；

(4)水底附近的水流通过带有定向板过水口，流出集藻装置外，实现水流交换；

由于表层水流流入集藻装置，为达到水压平衡，且由于定向过水口的存在，湖泊底层水流只能从装置内流出，形成集藻装置内外水循环。太湖蓝藻仅在秋末和冬季沉到湖底“休眠”，而在水化严重的夏季和初秋则会浮于水面，无法随底层水流“逃出”本实用新型集藻装置，从而实现水华的收集目的。

(5)定期派出吸藻船收集集藻装置内水华；

集藻装置安装后，应定期观察装置内水面情况，根据装置内水华收集程度派出吸藻船吸藻，将藻浆真空脱水或者直接运送至工厂加工，达到资源化利用的目的。同时在定期吸藻时应检查各个过水口堵塞情况和墙体受损情况，及时采取相应维护措施。太湖上已经长期有吸藻船在水华严重水域吸藻，本实用新型装置的修建能极高提高集藻吸藻效率。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，对于本领域的普通技术人员而言，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种自动收集水华的集藻装置，其特征在于，包括多边形井体，所述多边形井体的底部固定在水底，中部位于水中，顶部位于水面以上；所述多边形井体是由多个相同或不同形状的主墙体依次拼接而成的围蔽式多边形井体；多个所述主墙体上均设有多个过水口，多个所述过水口包括进水口和出水口，所述进水口位于主墙体的上部，所述出水口位于进水口的下方，在所述进水口处的内侧壁上均通过限位装置可转动连接有用于封堵进水口的内侧单向板。

2.根据权利要求1所述的一种自动收集水华的集藻装置，其特征在于，所述主墙体的下部包括实体固定部，所述实体固定部固定在水底，所述出水口位于实体固定部的上方。

3.根据权利要求1所述的一种自动收集水华的集藻装置，其特征在于，在所述出水口处的外侧壁上通过限位装置可转动连接有同于封堵出水口的外侧单向板。

4.根据权利要求1所述的一种自动收集水华的集藻装置，其特征在于，所述过水口呈矩阵分布。

5.根据权利要求4所述的一种自动收集水华的集藻装置，其特征在于，相邻两个过水口之间的间距为0.05m-0.1m。

6.根据权利要求3所述的一种自动收集水华的集藻装置，其特征在于，所述过水口为正方形，正方形的边长为0.3m-0.5m，所述内侧单向板和外侧单向板的面积大于过水口的面积。

7.根据权利要求3所述的一种自动收集水华的集藻装置，其特征在于，所述内侧单向板和外侧单向板通过固定在主墙体上的金属轴可转动连接。

8.根据权利要求7所述的一种自动收集水华的集藻装置，其特征在于，所述金属轴位于主墙体过水口顶部。

9.根据权利要求8所述的一种自动收集水华的集藻装置，其特征在于，有水流流过过水口时，所述内侧单向板和外侧单向板与主墙体之间的最大夹角为90°。

10.根据权利要求1所述的一种自动收集水华的集藻装置，其特征在于，所述主墙体为钢筋混凝土材质，宽度为2m-4m，厚度为0.1m-0.4m。

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