CN105923667A - 抑制养殖水体蓝藻生长的加压控藻充氧装置和控制方法 - Google Patents

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Abstract

养殖水体加压循环控藻充氧装置，属于水污染治理技术领域。养殖水体加压循环控藻充氧装置，包括进水泵、两个并联的加压罐、加压泵、浮箱、连接管路和阀门，浮箱设于加压罐顶部，使整个装置漂浮于养殖池中；出水总管末端设有溅水盘，将出水飞溅到空中而充氧。进水泵将养殖水注入加压罐，关闭进出口阀门，用加压泵向加压罐内通入高压水，罐中压力很快上升到60m以上水柱压力，然后再将加压过的水放回养殖池。蓝藻在加压罐中受到水压作用，气囊破裂，浮力消失，不能再悬浮在水面生长繁殖，而是沉淀到水底衰亡。两个加压罐轮流加压，保障进出水连续。由于水不可压缩，给加压罐加压的能耗很小。该方法属于物理方法，不产生任何副作用，安全环保。

Description

抑制养殖水体蓝藻生长的加压控藻充氧装置和控制方法
技术领域
本发明属于水污染治理技术领域，涉及一种养殖水体蓝藻生长控制和充氧的装置和控制方法，特别涉及一种适用于控制养殖水体蓝藻生长繁殖、提高水体溶解氧的加压循环控制蓝藻生长繁殖、溅水曝气充氧的装置和控制方法。
背景技术
养殖水体中剩余饵料、水生动物粪便使水体营养丰富，导致蓝藻大量繁殖、消耗溶解氧，均对水产养殖造成很大危害。藻类在表层水体中能得到光照，进行光合作用而生长繁殖，在下层水体中无光，将不能生长繁殖。蓝藻细胞内存在气囊，为蓝藻提供浮力，使蓝藻能长时间悬浮在表层水体中生长繁殖，因而蓝藻比其他藻类更容易生长繁殖。蓝藻腐烂后细胞内藻毒素释放到水中，对人体、水生动物有毒害作用。其他藻类，如绿藻、硅藻等不释放藻毒素，且对养殖有利，却由于蓝藻的竞争得不到生长。传统控制养殖水体藻类生长繁殖的方法是，向水中投加化学药剂、生物制剂等杀藻剂，化学药剂有CuSO4、HClO、H2O2等，Cu2+使藻类叶绿素重金属中毒，HClO、H2O2等氧化剂能氧化藻细胞，生物制剂中的特殊细菌能破坏藻细胞蛋白质。化学药剂、生物制剂会将所有藻类杀死，包括有益的绿藻和硅藻。化学药剂、生物制剂会对水生生物和人体产生较大危害，威胁生态安全和人体健康。水中的溶解氧是水生动物呼吸的氧气来源，水中溶解氧一般不得低于4mg/L，否则会引起动物缺氧窒息死亡。因此，养殖中需要设置专门的曝气充氧设备。常用的充氧设备有倒伞形叶轮式表面曝气机，安装在水面，将水旋转甩向空中，从而将空气掺入水中充氧，需要消耗电能。
发明内容
本发明为了解决现有养殖水体蓝藻生长控制技术所存在的上述缺点和不足，提供一种抑制养殖水体蓝藻生长的加压控藻充氧装置和控制方法，利用加压罐循环处理养殖水，养殖水注入加压罐，关闭进出口阀门，再向加压罐中通入高压水使加压罐中压力升高，之后将压力罐中被加压的水放回水体，蓝藻在加压罐中受到水压作用，气囊破裂，浮力消失，随水流回到水体的蓝藻不能再悬浮在水面生长繁殖，而是沉淀到水底，在水底无光条件下衰亡，表层藻类浓度降低，降低了繁殖基数，减少了繁殖总量，相当于对蓝藻进行了“节育”，加压罐出水通过溅水盘，将水飞溅到空气中，从而将空气掺入水中充氧，加压控制蓝藻生长不产生任何副作用，对水生动物无害，安全环保。
本发明的技术方案是：抑制养殖水体蓝藻生长的加压控藻充氧装置，包括进水泵，进水总管，两个并联的加压罐，出水总管，设置在所述加压罐头部的进水管，设置在所述加压罐尾部的出水管，所述进水管与所述进水总管相连，所述出水管与出水总管相连，所述进水管上设置进水单向阀，所述出水管上均设置出水阀门，在两加压罐尾部还设置彼此相连的压力水管，所述压力水管上设有加压泵和加压阀门；其特征在于：所述加压罐上设有浮箱，所述加压罐内部横断面上设有整流板，所述出水总管末端设有溅水盘，所述溅水盘由底板、两侧板、起端板和齿坎组成，所述两侧板和起端板垂直固定在所述底板上并围成顶部和末端开口的矩形流道，所述齿坎固定在所述底板末端上，所述加压控藻充氧装置通过锚固绳固定后与打入养殖池底的锚固桩相连接。
所述整流板为圆形板，整流板的数量至少为3个，整流板的直径与加压罐内径相同，整流板上均布有孔洞，孔洞总面积使水流流过时的流速介于0.5～1.0m/s。
所述浮箱为中空密闭容器，固定在两个加压罐的顶部，浮箱在水中提供的浮力大于加压控藻充氧装置在水中的重量。
所述齿坎固定在所述溅水盘底板的末端上，齿坎为矩形薄板，齿坎间距为5～10cm，溅水盘底板的上表面位于养殖水体水面上下5cm范围内。
所述加压泵的最大扬程为60～80m，额定工作流量大于5L/min。
抑制养殖水体蓝藻生长的加压控藻充氧装置的控制方法，包括如下步骤：
(1)先将发明装置放入养殖体水中；
(2)启动进水泵，将水注满两个加压罐；
(3)关闭一个加压罐出水管上的出水阀门，并开启与该加压罐相连压力水管上的加压阀门；
(4)打开另一个加压罐出水管上的加压阀门，并关闭与该加压罐相连压力水管上的加压阀门；
(5)开启加压泵，压力水注入第一个加压罐，由于水是不可压缩的，加压罐中压力很快上升，维持至少30s；
(6)打开第一个加压罐出水管上的出水阀门，并关闭与该加压罐相连压力水管上加压阀门；
(7)关闭另一个加压罐出水管上的出水阀门，并打开与该加压罐相连压力水管上加压阀门；
(8)养殖池水进入第一个加压罐，将罐内加压过的水挤出，而压力水注入第二个加压罐，对罐内水加压；当第一个加压罐内的加压水全部被挤出时关闭出水管上的出水阀门，进行下一轮加压，两个加压罐轮流进水、加压、出水，保障整个装置连续进出水；
(9)加压罐出水经过溅水盘，受到齿坎的阻挡而飞溅，水滴抛洒到空气中，将空气掺入水中，从而对水体充氧。
本发明的有益效果为：本发明提出的抑制养殖水体蓝藻生长的加压控藻充氧装置和控制方法，装置结构新颖，方法工作原理清晰，将养殖水注入加压罐中加压后再放回水体，加压使蓝藻失去上浮能力下沉到水底，在水底无光条件下衰亡，从而控制蓝藻生长，加压罐出水时经过溅水盘将空气掺入水中充氧，控制养殖水体蓝藻生长繁殖、提高水体溶解氧。
具体有效效果如下：
(1)养殖水经过本发明装置加压循环处理后，水中蓝藻细胞内气囊破裂，浮力消失，失去气囊浮力的蓝藻不能再悬浮在水面生长繁殖，而是下沉到水底衰亡，从而控制蓝藻的生长繁殖，该方法是物理方法，不需要向水中投加杀藻剂、抑制剂等生物化学药剂，不产生二次污染，避免了对生态环境的伤害；
(2)本装置利用出水流速动能，通过溅水充氧，增加养殖水体溶解氧，不需要再外加能耗。
附图说明
图1为本发明装置组成结构示意图。
图2为本发明装置纵剖面结构示意图。
图3为本发明装置布置运行结构示意图。
图中：进水泵1、进水总管2、进水管3、进水单向阀4、加压罐5、浮箱6、出水管7、出水阀门8、出水总管9、溅水盘10、加压泵11、压力水管12、加压阀门13、整流板14、底板15、侧板16、起端板17、齿坎18、锚固桩19、锚固绳20。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1-3所示，抑制养殖水体蓝藻生长的加压控藻充氧装置，由进水泵1、进水总管2、两个并联的加压罐5、出水总管9、加压泵11、压力水管12、进水单向阀4、加压阀门、锚固桩19、锚固绳20组成，加压罐5进口设有进水管3，出口设有出水管7，进水管3上设有进水单向阀4，出水管7上设有出水阀门8，两个加压罐进水管并联后通过进水总管2与进水泵1相连，两个加压罐出水管并联后与出水总管9相连，加压泵11通过压力水管12与加压罐5相连，压力水管12上设有加压阀门13，锚固桩19打入养殖池底，锚固绳20将整个装置固定在锚固桩19上，在加压罐5顶部设有浮箱6，出水总管9末端设有溅水盘10，进水泵1和加压泵11采用清水潜水泵，进水泵和加压泵均淹没于水面下，出水阀门8和加压阀门13采用防水电动球阀，进水单向阀4采用旋启式单向阀。
加压罐5为圆柱形密闭容器，两端为球形，加压罐卧式布置，进水管3、出水管7设于加压罐两端，加压罐5内部沿纵轴线均匀布设5个整流板14，整流板14为圆形板，其直径与加压罐5内径相同，刚好能将整流板放入加压罐内，四周固定在加压罐内壁上，整流板14上均匀布置有圆形孔洞，孔洞直径30mm，孔洞总面积使水流流过时的流速为0.5m/s，加压罐采用钢材焊接制作。
浮箱6为中空的矩形密闭容器，用钢材制作，焊接固定在两个加压罐顶部，浮箱6在水中提供的浮力等于本发明装置(除去锚固桩以外的部分)在水中的重量的1.3倍，在加压罐和所有管路内进水的运行状态下能将本发明装置悬浮于水中，并有安全富余。
溅水盘10由底板15、两侧板16、起端板17、4个齿坎18组成，两侧板16、起端板17垂直固定在底板15上，用干板制作，焊接围成顶部和末端开口的矩形流道，齿坎18为矩形薄钢板，焊接固定在底板15末端上，齿坎间距5cm，溅水盘10底板的上表面位于养殖水体水面上5cm。
加压泵最大扬程70m，额定工作流量6L/min。
一种利用抑制养殖水体蓝藻生长的加压控藻充氧装置的控制方法，包括如下步骤：
(1)先将发明装置放入养殖体水中；
(2)启动进水泵1，将水注满两个加压罐5；
(3)关闭第一个加压罐出水管7上的出水阀门8，并开启与该加压罐相连压力水管12上的加压阀门13；
(4)打开第二个加压罐出水管12上的加压阀门13，并关闭与该加压罐相连压力水管12上的加压阀门13；
(5)开启加压泵11，压力水注入第一个加压罐，由于水是不可压缩的，加压罐中压力很快上升，维持至少30s；
(6)打开第一个加压罐5出水管7上的出水阀门8，并关闭与该加压罐相连压力水管12上加压阀门13；
(7)关闭第二个加压罐出水管7上的出水阀门8，并打开与该加压罐相连压力水管12上加压阀门13；
(8)养殖池水进入第一个加压罐，将罐内加压过的水挤出，而压力水注入第二个加压罐，对罐内水加压；当第一个加压罐内的加压水全部被挤出时关闭出水管7上的出水阀门8，进行下一轮加压，两个加压罐轮流进水、加压、出水，保障整个装置连续进出水；
(9)加压罐5出水经过溅水盘10，受到齿坎18的阻挡而飞溅，水滴抛洒到空气中，将空气掺入水中，从而对水体充氧。
如图1所示，一种养殖水体蓝藻生长控制和充氧的装置和控制方法的工作原理如下：将本发明装置放入养殖水体中，进水泵1将养殖池水抽入加压罐5，经加压泵11加压后，将加压罐水放回养殖池，从而对养殖池水循环处理。经过加压后的蓝藻细胞内气囊破裂，蓝藻失去气囊浮力后，不能再悬浮于水池水面生长繁殖，而是沉淀到池底衰亡，降低了表层蓝藻浓度，降低了繁殖基数，从而降低了繁殖总量。在蓝藻生长初期开始运行本装置，能将蓝藻浓度控制在很低的水平。加压罐出水经过溅水盘10，受到齿坎15的阻挡而飞溅，水滴抛洒到空气中，将空气掺入水中，从而对水体充氧。
具体实验在江苏省某养殖水体进行，实验装置布置如图3所示，将本发明装置放置在养殖池一侧水中，本发明装置运行时，进出水推动养殖池中水循环流动，实现对全池水的循环处理。经本发明装置处理后，养殖池内蓝藻浓度降低了85%，溶解氧提高了4mg/L。

Claims (6)

1.抑制养殖水体蓝藻生长的加压控藻充氧装置，包括进水泵(1)，进水总管(2)，两个并联的加压罐(5)，出水总管(9)，设置在所述加压罐(5)头部的进水管(3)，设置在所述加压罐(5)尾部的出水管(7)，所述进水管(3)与所述进水总管(2)相连，所述出水管(7)与出水总管(9)相连，所述进水管(3)上设置进水单向阀(4)，所述出水管(7)上均设置出水阀门(8)，在两加压罐(5)尾部还设置彼此相连的压力水管(12)，所述压力水管(12)上设有加压泵(11)和加压阀门(13)；其特征在于：所述加压罐(5)上设有浮箱(6)，所述加压罐(5)内部横断面上设有整流板(14)，所述出水总管(9)末端设有溅水盘(10)，所述溅水盘(10)由底板(15)、两侧板(16)、起端板(17)和齿坎(18)组成，所述两侧板(16)和起端板(17)垂直固定在所述底板(15)上并围成顶部和末端开口的矩形流道，所述齿坎(18)固定在所述底板(15)末端上，所述加压控藻充氧装置通过锚固绳(20)固定后与打入养殖池底的锚固桩(19)相连接。
2.根据权利要求1所述的抑制养殖水体蓝藻生长的加压控藻充氧装置，其特征在于：所述整流板(14)为圆形板，整流板(14)的数量至少为3个，整流板(14)的直径与加压罐(5)内径相同，整流板(14)上均布有孔洞，孔洞总面积使水流流过时的流速介于0.5～1.0m/s。
3.根据权利要求1所述的抑制养殖水体蓝藻生长的加压控藻充氧装置，其特征在于：所述浮箱(6)为中空密闭容器，固定在两个加压罐(5)的顶部，浮箱(6)在水中提供的浮力大于加压控藻充氧装置在水中的重量。
4.根据权利要求1所述的抑制养殖水体蓝藻生长的加压控藻充氧装置，其特征在于：所述齿坎(18)固定在所述溅水盘(10)底板的末端上，齿坎(18)为矩形薄板，齿坎(18)间距为5～10cm，溅水盘底板(15)的上表面位于养殖水体水面上下5cm范围内。
5.根据权利要求1所述的抑制养殖水体蓝藻生长的加压控藻充氧装置，其特征在于：所述加压泵(11)的最大扬程为60～80m，额定工作流量大于5L/min。
6.一种利用如权利要求1所述的抑制养殖水体蓝藻生长的加压控藻充氧装置的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)先将发明装置放入养殖体水中；
(2)启动进水泵(1)，将水注满两个加压罐(5)；
(3)关闭第一个加压罐出水管(7)上的出水阀门(8)，并开启与该加压罐相连压力水管(12)上的加压阀门(13)；
(4)打开第二个加压罐出水管(12)上的加压阀门(13)，并关闭与该加压罐相连压力水管(12)上的加压阀门(13)；
(5)开启加压泵(11)，压力水注入第一个加压罐，由于水是不可压缩的，加压罐中压力很快上升，维持至少30s；
(6)打开第一个加压罐(5)出水管(7)上的出水阀门(8)，并关闭与该加压罐相连压力水管(12)上加压阀门(13)；
(7)关闭第二个加压罐出水管(7)上的出水阀门(8)，并打开与该加压罐相连压力水管(12)上加压阀门(13)；
(8)养殖池水进入第一个加压罐，将罐内加压过的水挤出，而压力水注入第二个加压罐，对罐内水加压；当第一个加压罐内的加压水全部被挤出时关闭出水管(7)上的出水阀门(8)，进行下一轮加压，两个加压罐轮流进水、加压、出水，保障整个装置连续进出水；
(9)加压罐(5)出水经过溅水盘(10)，受到齿坎(18)的阻挡而飞溅，水滴抛洒到空气中，将空气掺入水中，从而对水体充氧。
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