CN102577922A - 沉水植物-藻类共培养设备 - Google Patents

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李孝红
左丹
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Abstract

沉水植物-藻类共培养设备，属于水处理领域，是模拟沉水植物和藻类的生存环境，测试沉水植物对藻类生长代谢影响情况的实验装置，其包括支撑设备、培养设备、照明设备、曝气设备。其中：支撑设备：底部带四个万向轮(6)的钢架(1)，用于放置其他三套设备；培养设备：用带有箱盖(3)的水箱(2)模拟河体，供沉水植物和藻类生存，盖上的通气孔(8)可与曝气设备相连通，水箱一侧设有取样孔(7)，可提取不同水深的样本；照明设备：固定在钢架上的灯管(5)为沉水植物和藻类提供光照，并可调节光照时间和强度；曝气设备：用充气泵(4)为沉水植物和藻类供氧，并可通过调节泵运行时间来调节供氧量。本装置占地小、移动方便、运行环境稳定。

Description

沉水植物-藻类共培养设备
技术领域
沉水植物-藻类共培养设备属于水处理领域，涉及一种利用模拟再生水回用环境来测试沉水植物对藻类生长代谢影响情况的实验装置。
背景技术
沉水植物-藻类共培养设备，是用于测试再生水回用过程中沉水植物对藻类生长代谢的影响情况与沉水植物的种类、数量以及藻类种类关系的一个重要实验装置。
再生水应用于补充天然水体或作为景观水体的主要补水水源是目前城市污水再生利用的主要途径之一，以北京市为例，根据水务局的数据，2009年北京市城市河湖利用再生水1.8亿立方米，占到北京市全年再生水利用总量的近30％。但由于再生水的水质特点，营养物本底浓度较高，排入景观水体后在其它条件适宜的情况下更易导致水中发生水华，出现水体富营养化的问题，从而引发一系列环境问题。因此，众多研究人员致力于研究各种不同的技术手段，力图找到有效的措施或方法解决再生水带来的景观水体富营养化问题。
近年来研究化感作用抑藻的技术逐渐成为控制水体富营养化的途径之一。通过选择种植适宜的水生植物来抑制藻类生长，不需投加化学药剂也不需要耗能，在抑藻的同时还能起到美化水环境的功效，可以视为是一种“低碳绿色”的水体藻类控制技术。水生植物的抑藻效果会随着水生植物的种类、群落的配置、水体的透明度、水中污染物的浓度等因素而受到影响。需要通过大量实验分析出水生植物和藻类之间的关系，找出适合的植物应用于再生水的富营养化控制，目前国内常用的化感作用的研究方法主要是实验室室内试验和野外试验。野外试验虽然最接近于再生水体的真实水体环境，但由于受到场地、环境变化的影响，不易控制实施。室内实验又分为共培养实验、种植水试验、浸出液试验，其中共培养实验不仅易于控制而且也能比较直观的反应水生物对藻类的抑制作用。
应用本实验装置可以模拟再生水的水体环境，测试藻类生长代谢情况随沉水植物种类、数量的变化规律；沉水植物对藻类的影响状况随环境的变化情况；不同水质情况下，沉水植物对藻类生长代谢的影响；沉水植物-藻类共存的条件下，藻类对沉水植物生长的影响。实验结果既可以使学生对沉水植物抑藻有直接的认识和掌握，也可以为再生水富营养化控制提供数据参考。在净化再生水水质的同时还能美化环境。
发明内容
本发明提供一套可以模拟沉水植物对再生水富营养化控制情况，并能取样检测沉水植物对水中藻类影响情况的实验装置，以弥补测再生水富营养化控制方法和控制效果的实验教学装置在高等院校实验教学中的空白。
为了实现上述目的，本发明设计了一套沉水植物-藻类共培养设备，包括支撑设备、培养设备、照明设备、曝气设备。其中特征在于：所述支撑设备由底部带四个万向轮6钢架1组成，钢架1分为上下两层；培养设备主要是两个顶部带有箱盖3的用于植入沉水植物和藻类的水箱2，箱盖3上有供曝气管10通过的通气孔8，水箱的一侧设有可提取不同水深的样本用于进行检测和数据分析的取样孔7，培养设备置于钢架1的下层；照明设备由固定在钢架1上层的一组灯管5组成；曝气设备由充气泵4以及曝气管10、曝气头9组成，充气泵4通过曝气管10连接到曝气头9，曝气管10通过箱盖3上的通气孔8，曝气头9置于水箱2中，曝气设备置于钢架1的下层。照明设备中的灯管5置于培养设备中水箱的上方。其中，在有再生水的培养设备中植入沉水植物和藻类；照明设备提供光照；曝气设备通过充气泵4及曝气管10、曝气头9提供氧气；定期从玻璃箱一侧不同水深的取样孔取样，进行检测和数据分析。
所述的水箱2为有机玻璃水箱，箱盖3为透明玻璃。
所述的水箱2的个数标配为2个，如有需要，可根据实验因素适量调整水箱个数至2-4个。
所述的钢架1的底部含有四个万向轮6。
所述灯管5的标配为4根，每根灯管5设有独立开关，如有需要，可根据实验光强的强弱调整灯管个数至2-8根
所述的取样孔7为沿竖直方向布置的多个通孔。
所述的灯管5在同一水平面上均匀布置。
所述的曝气头9在每个水箱中的个数为多个。
本发明具有以下有益效果及优点：
1.支撑设备采用钢架，坚固耐用，方便照明设备的安装和承受培养设备、曝气设备的重量。钢架下面安装万向轮可以灵活移动。
2.培养设备中的再生水可以取自实际水体，也可根据需要配置不同成分的培养液，有机玻璃箱的数量也可根据需要调整数量。使得实验数据更接近实际，有利于沉水植物化感抑藻的检测分析，同时也可以适当调整有机玻璃箱的尺寸，用于挺水植物化感抑藻的检测，为实际工程设计中再生水富营养化控制提供实验数据参考。
3.照明设备中采用照明灯管提供光照，可以根据需要增减照明灯管数量，提供不同强度的光照，可以通过控制开关调整光照时间。
4.曝气设备采用充气泵供氧，通过曝气管和曝气头传送到培养设备中，可以根据需要调整曝气量和曝气时间，曝气头的数量也可以根据需要增减。在曝气过程中不仅提供了氧气可起到了搅拌作用，使培养环境更接近于实际水体，从而实验数据更具有参考价值。
5.本装置具有占地小，运行稳定，可灵活移动，可进行不同水植物种类、不同藻类、不同再生水种类、不同环境条件的实验，具有很强的应用价值，有利于推广使用。
附图说明
图1：优选实施例的系统示意图；
图2：优选实施例的整体结构框图；
图3：优选实施例的培养设备细节图；
图中，1-钢架，2-水箱，3-箱盖，4-充气泵，5-灯管，6-万向轮，7-取样孔，8-通气孔，9-曝气头，10-曝气管。
具体实施方式
下面结合附图1～附图3对本发明以优选实施例进行说明
本实施例分为四部分，一是支撑设备，二是培养设备，三是照明设备，四是曝气设备。本实施例整体结构框图见图1。
一、支撑设备
支撑设备由钢架1和万向轮6组成，分为两层，下层可以放置培养设备和曝气设备，上层和可以安装灯管5，可以随时调整位置。
二、培养设备
培养设备由加箱盖3的有机玻璃水箱2组成，并有两套水箱可做不同培养条件的对比试验。在水箱中加入培养液，植入沉水植物和藻类后，曝气管10通过箱盖3上的通气孔8穿过，再将氧气分散给不同的曝气头9进行曝气。根据需要可以从不同深度的取样孔7取样。
三、照明设备
照明设备由安装在钢架上的灯管5组成，当培养开始时，可以根据需要调整光照时间和光照强度。
四、曝气设备
曝气设备由充气泵4以及曝气管10、曝气头9组成，充气泵提供的空气通过塑料曝气管10、曝气头9到达培养设备。可通过调节曝气泵4的运行来调节曝气量和曝气时间。
本着灵活方便，易于控制并且运行稳定的要求，本实施例由灵活移动的钢架作为支撑设备，易于控制的灯管作为光源，曝气设备由运行稳定的充气泵组成。
培养箱内有多个曝气头可以均匀曝气，培养箱加盖可以减少外界的干扰。
上述的水箱2的数目可以调整为2至4个。
所述灯管5的标配为4根，每根灯管5设有独立开关，如有需要，可根据实验光强的强弱调整灯管个数至2-8根。
灯管和曝气泵的运行调节可以给沉水植物和藻类提供不同的生存条件，以方便做单变量的对比试验。
本实施例设计的装置可以完成以下测试和试验功能：1)模拟再生水中沉水植物和藻类的生存状况；2)藻类生长代谢情况随沉水植物种类、数量的变化规律；3)沉水植物对藻类的影响状况随环境的变化情况；4)不同水质情况下，沉水植物对藻类生长代谢的影响；5)沉水植物-藻类共存的条件下，藻类对沉水植物生长的影响。具有运行条件易于控制，可以进行不同方面的实验；设备拆装移动方便，试验范围广等特点。

Claims (8)

1.沉水植物-藻类共培养设备，包括支撑设备、培养设备、照明设备、曝气设备；其特征在于：所述支撑设备由底部含有四个万向轮(6)的钢架(1)组成，钢架(1)分为上下两层；培养设备主要是顶部带有箱盖(3)的用于植入沉水植物和藻类的水箱(2)，箱盖(3)上有供曝气管(10)通过的通气孔(8)，水箱(2)的一侧设有可提取不同水深的样本用于进行检测和数据分析的取样孔(7)，培养设备置于钢架1的下层；照明设备由固定在钢架(1)上端的一组灯管(5)组成；曝气设备由充气泵(4)以及曝气管(10)、曝气头(9)组成，充气泵(4)通过曝气管(10)连接到曝气头(9)，曝气管(10)通过箱盖(3)上的通气孔(8)，曝气头(9)置于水箱(2)中，曝气设备置于钢架(1)的下层。；照明设备中的灯管(5)置于培养设备中水箱的上方；其中，在有再生水的培养设备中植入沉水植物和藻类；照明设备提供光照；曝气设备通过充气泵(4)及曝气管(10)、曝气头(9)提供氧气；定期从玻璃箱一侧不同水深的取样孔取样，进行检测和数据分析。
2.根据权利要求1所述的沉水植物-藻类共培养设备，其特征在于：所述的水箱(2)为有机玻璃水箱，箱盖(3)为透明玻璃。
3.根据权利要求1所述的沉水植物-藻类共培养设备，其特征在于：所述的钢架(1)的底部含有四个万向轮(6)。
4.根据权利要求1所述的沉水植物-藻类共培养设备，其特征在于：所述的水箱(2)的个数为2-4个。
5.根据权利要求1所述的沉水植物-藻类共培养设备，其特征在于：所述灯管(5)的根数为2-8根，每根设有独立开关。
6.根据权利要求1所述的沉水植物-藻类共培养设备，其特征在于：所述的取样孔(7)为沿竖直方向布置的通孔的数目大于2两个。
7.根据权利要求1所述的沉水植物-藻类共培养设备，其特征在于：所述的灯管(5)在同一水平面上均匀布置。
8.根据权利要求1所述的沉水植物-藻类共培养设备，其特征在于：所述的曝气头(9)在每个水箱中的个数大于等于2个。
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