CN102524124A - 浅海海底营养盐注气提升装置及方法 - Google Patents

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樊炜
金涛
周艳
付现桥
方辉
戴林伟
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Abstract

本发明公布了一种浅海海底营养盐注气提升装置及方法。现有方法较难实现，且能耗大。本发明包括浮动平台、空气压缩机、密封舱、通气管和出气架。浮动平台上设置有空气压缩机，浮动平台下方设置有密封舱，在所述的密封舱内装有控制空气压缩机工作的控制设备和检测水体的多种传感器。空气压缩机的输出连接至通气管的一端，通气管的另一端与出气架的进气口连接。出气架由多根围绕进气口呈放射状均布的管路组成，每根管路朝向海面的方向上设置有注气喷嘴。本发明采用从海底注气的办法来提升深层海水，从而提高海洋表层海水的营养盐浓度，可以克服用水泵抽水的一系列缺点，在恶劣的海洋环境下可靠工作。

Description

浅海海底营养盐注气提升装置及方法
技术领域
本发明属于海洋装备技术与海洋渔业领域，涉及一种浅海海底营养盐注气提升装置及方法。
背景技术
营养盐的多少是决定某一水域生产力高低的重要因素之一。而在一般海域，适合鱼类生长繁殖的真光层海水比起底层海水，营养盐浓度要低的多。如何利用人工的方法将富含营养盐的底层海水提升到海洋表层是人们迫切需要解决的问题。
然而，由于海洋环境的特殊性，国内外对该方面的理论研究还很不全面，现有的手段主要是利用水泵将底层海水抽至海洋表层后与表层海水混合，但这种提升方式具有很大的局限性。首先，用水泵抽水的提升效率并不高，如果水泵需要每天工作几小时，则会消耗大量能量，考虑到作业环境是海洋，能源的补充也变得很困难；其次，该方法所能影响到的水域面积过小,抽上来的底层海水跟真光层海水混合后，全靠海水流动和扩散来提高周边海水营养盐浓度，对于一些大型渔场，这种方法需要多个装置才能起到较好效果。
目前，国内尚没有一种高效节能、操作方便安全的营养盐提升方法。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种浅海海底营养盐注气提升装置及方法。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
浅海海底营养盐注气提升装置,包括浮动平台、空气压缩机、密封舱、通气管和出气架。
浮动平台上设置有空气压缩机，浮动平台下方设置有密封舱，在所述的密封舱内装有控制空气压缩机工作的控制设备和检测水体的多种传感器。
空气压缩机的输出连接至通气管的一端，通气管的另一端与出气架的进气口连接，空气压缩机的出气口上还设置有气体流量计，所述的通气管与浮动平台垂直设置。
出气架由多根围绕进气口呈放射状均布的管路组成，每根管路朝向海面的方向上设置有注气喷嘴。
利用上述装置进行营养盐提升的方法是：
启动发电机，待供电稳定后，打开空气压缩机的控制开关，产生的压缩空气流经气体流量计和通气管后到达各海底延伸管的注气喷嘴处，当海底延伸管内气体压力达到设定值后，注气喷嘴打开并开始向海水中注气。
注气喷嘴处产生的均匀稳定的气泡进入海水中，一方面，该区域内海水与气泡的混合液平均密度较周围海水减小，为了抵消密度减小的效果，密度较低的海水与气泡混合液就会向着上层密度高的海水区域运动，可将海中深层富含高营养盐的海水扬升至海水上层；另一方面，进入海水中的大量气泡带有一定的动能，气泡上浮时会带动水流，形成向上的升力，进而将海中深层富含高营养盐的海水扬升至海水上层。
本发明采用从海底注气的办法来提升深层海水，从而提高海洋表层海水的营养盐浓度，可以克服用水泵抽水的一系列缺点，在恶劣的海洋环境下可靠工作。本发明安全、高效，并且操作简便，为海洋渔业的可持续发展提供帮助。
附图说明
图1为本发明方法所使用的装置结构示意图；
图2 开式注气系统原理图；
图3半开式注气系统原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是本发明方法所使用的装置结构示意图。
浅海海底营养盐注气提升装置,包括浮动平台3、空气压缩机1、密封舱2、通气管4和出气架5。
浮动平台3上设置有空气压缩机1，浮动平台3下方设置有密封舱2，密封舱2内装有控制空气压缩机1工作的控制设备和检测水体的多种传感器。
空气压缩机1的输出连接至通气管4的一端，通气管4的另一端与出气架5的进气口连接，空气压缩机的出气口上还设置有气体流量计，通气管与浮动平台垂直设置。
出气架5由多根围绕进气口呈放射状均布的管路组成，每根管路朝向海面的方向上设置有注气喷嘴6。
浮动平台3上的发电机开始工作，为空气压缩机1提供电力，控制空气压缩机1的功率输出一定流量的压缩空气，压缩空气流经空气流量计和竖直通气管4后到达出气架5，并从注气喷嘴6处进入海水中，然后气泡的上浮带动周边海水一起向上运动产生人工涌升流，从而实现营养盐的提升。
图2是开式注气系统原理图。注气喷嘴6喷出的气体（气源）进入海水中，其周围是一个开放的水域环境。
图3是半开式注气系统原理图。注气喷嘴6嘴喷出的气体（气源）进入海水中，其周围水域环境一边离海岸较近，另一边是开放的水域环境。

Claims (2)

1.浅海海底营养盐注气提升装置,包括浮动平台、空气压缩机、密封舱、通气管和出气架，其特征在于：
浮动平台上设置有空气压缩机，浮动平台下方设置有密封舱，在所述的密封舱内装有控制空气压缩机工作的控制设备和检测水体的多种传感器；
空气压缩机的输出连接至通气管的一端，通气管的另一端与出气架的进气口连接，空气压缩机的出气口上还设置有气体流量计，所述的通气管与浮动平台垂直设置；
出气架由多根围绕进气口呈放射状均布的管路组成，每根管路朝向海面的方向上设置有注气喷嘴。
2.利用如权利要求1所述的浅海海底营养盐注气提升装置进行营养盐提升的方法，其特征在于该方法是：
启动发电机，待供电稳定后，打开空气压缩机的控制开关，产生的压缩空气流经气体流量计和通气管后到达各海底延伸管的注气喷嘴处，当海底延伸管内气体压力达到设定值后，注气喷嘴打开并开始向海水中注气；
注气喷嘴处产生的均匀稳定的气泡进入海水中，一方面，该区域内海水与气泡的混合液平均密度较周围海水减小，为了抵消密度减小的效果，密度较低的海水与气泡混合液就会向着上层密度高的海水区域运动，可将海中深层富含高营养盐的海水扬升至海水上层；另一方面，进入海水中的大量气泡带有一定的动能，气泡上浮时会带动水流，形成向上的升力，进而将海中深层富含高营养盐的海水扬升至海水上层。
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