CN105984917A - 自来水厂沉淀池积水槽除藻机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自来水厂沉淀池积水槽除藻机器人，包括主机和两个超声波传感器组振板。主机左右两侧各安装两个行走轮，两个超声波传感器组振板通过安装支架分别安装在主机左右两侧下方。所述超声波传感器组振板上安装有若干超声波传感器，两个超声波传感器组振板上的超声波传感器的作用方向向内相对。所述超声波传感器的超声波频率在20KH-40KH之间，最佳频率为28KH。工作时，机器人在积水槽上前后往返爬行，反复清除积水槽两侧的藻类。本发明采用超声波传感器组行走除藻的工作方式，克服了现有相关设备单超声波传感器工作模式作用范围小，功率低的缺点，使得功率和作用范围增大。并且选择了超声波传感器特定的工作频率，提高了除藻效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种水体除藻装置，具体涉及一种自来水厂沉淀池积水槽除藻机器人。
背景技术
藻类是多细胞或单细胞的光合自营原生生物，组织分化甚少，其中，蓝藻属于原核生物，体内具有光合作用的色素，能进行光合作用，制造养分供自身需求；此外，蓝藻的生命力很强，几乎任何水质中都能生长，繁殖速度惊人；目前成为近年来，我国多个重要的湖泊、水库相继暴发蓝藻水华污染，造成水环境恶化，此外，蓝藻水华会造成养殖场的养殖，所以治理蓝藻十分重要。
目前，除藻的方法分为化学法、生物法和物理法。化学法：是向水中放入药物等化学物质，其优点是使用方便、除藻的效果较明显，只是药物使用的量不太容易控制，且对水体产生二次污染。生物法：饲养一定的鱼类，放养大型菌类和水生植物等，但如果投放的菌种稍有不当，也就会引起其它生态污染。物理方法除藻有很多种，如：机械捞藻法、换水法、活性炭吸附法等等都需要花费大量人力物力，开支十分巨大。而超声波除藻技术是近年来发展起来的治理环境的一种新型除藻技术。超声波灭除藻具有操作方便、高效、无污染或减少污染的特点。超声波泛指频率在20kHz以上的声波，是一种弹性机械波，能在水中产生一系列接近于极端的条件，如超过重力加速度几万倍的质点加速度，空化泡破裂产生的瞬间高温和高压(4000K、500 大气压)、急剧的放电，以及强烈的冲击波和射流等。由此衍生的二次波、辐射压、声捕捉、自由基、氧化剂等也可能较大程度地改变介质性质。
超声波抑藻杀藻机理有：破坏细胞壁、破坏气胞、破坏活性酶。水是声波的良导体，这种高频波在水中传播，衰减很少，可以穿得很远。藻类细胞在超声波特定频率作用下，产生共振，使细胞膜振裂，藻类即自行衰退灭亡，先上浮后下沉。同时，空化产生的高温高压和大量自由基，可破坏藻细胞内活性酶和活性物质，从而影响细胞的生理生化活性。此外，超声波引发的化学效应也能分解藻毒素等藻细胞分泌物和代谢产物。与传统常规的水处理装置与技术相比，超声波除藻设备简单，使用方便，效果持久，能耗低。修复环境所需时间短；修复技术资金需要最小；不产生二次污染；原位修复可使污染物在原地被清除，操作简便；运行成本很低，只要传统治污方法的8％左右。
自来水厂沉淀池积水槽一般是不锈钢材质，在自来水处理过程中，积水槽没入水中，水藻大量滋生在不锈钢水槽的侧壁上，影响水质。自来水厂沉淀池积水槽使用时间久了，在集水槽的壁上会附着藻类，需要定期除藻。现有超声波除藻仪用于自来水厂沉淀池积水槽除藻，只能是将除藻仪单个安装在水槽壁上，定点除藻，除藻效果不好。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种自来水厂沉淀池积水槽除藻机器人，可以移动除藻，除藻效果好。
本发明自来水厂沉淀池积水槽除藻机器人，包括主机和两个超声波传感器组振板；其特征是：
主机左右两侧各安装两个行走轮，行走轮由驱动电机驱动。两个超声波传感器组振板通过安装支架分别安装在主机左右两侧下方并且两个超声波传感器组振板与行走轮行走方向平行；
所述超声波传感器组振板上安装有若干超声波传感器，两个超声波传感器组振板上的超声波传感器的作用方向向内相对；
在主机中安装有控制电路板，用于控制行走轮行走以及各超声波传感器工作；
在现场实验中，我们采用了多种频率的超声波进行除藻实验，发现不同频率的超声波，其除藻效果差异较大。所述超声波传感器的超声波频率在20KH~40KH之间除藻效果较好，频率28KH的超声波除藻效果最佳。
本发明自来水厂沉淀池积水槽除藻机器人，使用中，左右两组行走轮分别行走在集水槽左右槽沿上，左右两侧的超声波传感器组振板分别安装在距离集水槽左右侧面（外侧面）10CM处，超声波传感器的作用方向朝向集水槽侧。工作时，机器人的行走轮由驱动电机驱动，在积水槽上前后往返爬行，反复清除积水槽两侧的藻类。
本发明，采用超声波传感器组行走除藻的工作方式，克服了现有相关设备单超声波传感器工作模式作用范围小，功率低的缺点，使得功率和作用范围增大。并且选择了超声波传感器特定的工作频率，提高了除藻效果。
附图说明
图1、是自来水厂沉淀池积水槽的示意图。
图2、是本发明自来水厂沉淀池积水槽除藻机器人结构示意图。其中，1-超声波传感器组振板，2-主机，3-安装支架，4-行走轮。
图3是本发明自来水厂沉淀池积水槽除藻机器人安装到自来水厂沉淀池积水槽上的示意图。
图4是超声波传感器组振板示意图。
图5是本发明自来水厂沉淀池积水槽除藻机器人控制电路框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1所示意的是自来水厂沉淀池中的积水槽。在自来水处理流程中，沉淀池中的水经过处理后通过积水槽到达下一个处理环节，积水槽大部分浸没在水中，在积水槽的外侧壁上，长年滋生大量水藻，影响水质，需要清除。
图2所示的是本发明自来水厂沉淀池积水槽除藻机器人。控制电路板安装在主机2中，主机2下面有四个行走轮4，在主机的下面，前后行走轮之间安装有驱动电机，四个驱动轮托举起整个机器人，并能在控制电路板的控制之下定向运动。安装支架3与主机固定在一起，一对超声波传感器组振板1分装在安装主机的左右下方。
如图4所示，单个超声波传感器探头两两相并连，然后用不锈钢板把超声波传感器组密封在一起，超声波传感器粘合在不锈钢板上。并且要求超声波传感器的作用方向朝向内侧安装。超声波传感器组被一定厚度的不锈钢板集成密封在一起，形成一块密封的振板。
如图3所示，工作时，本发明除藻机器人置于积水槽上方，超声波传感器组振板正方向对准积水槽侧面的外侧，除藻机器人在积水槽上前后往返爬行，反复清除积水槽两侧的藻类。
还可以在两个超声波传感器组振板内分别安装温度传感器，通过数据线与主机连接，用于检测主机的工作温度，环境温度，水温。在积水槽的两端安装接近开关，以防止机器人运动越位，为了方便机器人在积水槽上定向运动，可以考虑在积水槽顶端安装轨道。
我们在现场实验发现，超声波除藻机器人清除自来水厂沉淀池的积水槽上的水藻效果很好，原因有两点：
1、超声波有空化现象，超声波产生空化现象时，产生巨大的负压，削离了附着在积水槽上的藻类。
2、超声波与藻细胞之间产生共振现象，藻细胞被振破而死亡了。这一现象我们在实验室实验也出现了同样的现象。
在现场实验中，我们采用了多种频率的超声波进行除藻，发现效果差异较大，具体结果见表1。
表1
| 超声波频率 | 工作时间 | 工作距离 | 清除面积 |
| 20KH | 7天 | 10CM | 清除60% |
| 28KH | 7天 | 10CM | 清除98% |
| 33KH | 7天 | 10CM | 清除50% |
| 40KH | 7天 | 10CM | 清除20% |
本发明，采用超声波传感器组而不用单一超声波传感器，增大了发出声能的强度，声能强度越大除藻效果越好，同时，多个超声波传感器通过一块不锈钢板集成密封在一起，超声波探头与不锈钢板之间能够产生耦合匹配，能产生更好地作用效果。
Claims (3)
1.自来水厂沉淀池积水槽除藻机器人，包括主机和两个超声波传感器组振板；其特征是：
主机左右两侧各安装两个行走轮，行走轮由驱动电机驱动;
两个超声波传感器组振板通过安装支架分别安装在主机左右两侧下方并且两个超声波传感器组振板与行走轮行走方向平行；
所述超声波传感器组振板上安装有若干超声波传感器，两个超声波传感器组振板上的超声波传感器的作用方向向内相对；
在主机中安装有控制电路板，用于控制行走轮行走以及各超声波传感器工作。
2.根据权利要求1所述自来水厂沉淀池积水槽除藻机器人，其特征是：所述超声波传感器的超声波频率在20KH-40KH之间。
3.根据权利要求1所述自来水厂沉淀池积水槽除藻机器人，其特征是：所述超声波传感器的超声波频率为28KH。
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Publications (1)
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