CN109853496A - 一种浮筒式全自动化蓝藻快速处置装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种浮筒式全自动化蓝藻快速处置装置。该装置中，浮筒底部设有电动舵机和螺旋桨推进器，藻液收集仓内的水泵通过吸藻管将藻液吸入收集仓中，处理仓内设有多层处理层，每一处理层内均设有超声波发生器，处理仓中水泵将收集仓中的藻液吸入处理仓并经各处理层依次进行超声处理，使藻蓝蛋白丧失活性，同时分解藻毒素等藻细胞分泌物和代谢物。控制仓内设有蓄电池、定位模块、微处理器和无线连接模块，蓄电池为整个装置供能，微处理器控制装置工作，定位模块和无线连接模块使工作人员能通过无线终端定位并知晓装置工作状态。本发明的装置结构简单，适用于蓝藻爆发后的全自动快速处置，处置效率高。
Description
技术领域
本发明涉及水体除杂技术领域，具体涉及一种浮筒式全自动化蓝藻快速处置装置。
背景技术
由于生活污水及工农业废水将N、P等污染物带入湖泊，湖泊的水体富营养化程度在不断加剧，水体富营养化的防治成为世界性难题。水体富营养化易引起蓝藻爆发，产生水华、赤潮、水体缺氧、鱼类死亡等问题，藻类还会释放藻毒素，危及用水安全。蓝藻的清除不但可以改善水体景观、促进水生态平衡，还可以去除水体中的N、P等污染物，减轻水体富营养化程度。
现在清理蓝藻主要通过打捞收集，集中处理，并通过进一步降解得到藻泥藻渣。这种方法处理工艺复杂，时间较长，效率较低，特别在蓝藻爆发后，成本较大，有效清理蓝藻的难度较高。
发明内容
本发明提出了一种结构简单，可全自动快速处置蓝藻且处置效率高的浮筒式蓝藻快速处置装置。
本发明所采用的技术方案为：
一种浮筒式全自动化蓝藻快速处置装置，包括：自下而上依次设置的浮筒、藻液收集仓、藻液处理仓和控制仓；所述浮筒浮在水面上，其底部固定设置电动舵机和螺旋桨推进器，所述电动舵机前端设置用于测量蓝藻浓度的蓝藻传感器；
所述藻液收集仓侧面伸出若干弯入至水面下的吸藻管；所述藻液收集仓内每一吸藻管对应的位置固定设置一第一水泵，每一吸藻管与对应位置处第一水泵的进口相连；每一第一水泵的出口均依次连接有第一水流传感器和第一自动式流量控制阀；
所述藻液处理仓内自下而上设置若干密闭处理层，每一处理层内均设有第二水泵和若干超声波发生器，每一第二水泵的出口均连接有第二自动式流量控制阀，每一第二水泵进口均连接有软管；最下层处理层的第二水泵连接的软管伸入所述藻液收集仓中；每两相邻的处理层中，上层处理层中的第二水泵连接软管伸入下层处理层中；最上层处理层底部设置出水管，所述出水管上设置电动调节阀；此外，每一处理层顶部均设有第二水流传感器；
所述控制仓中设有蓄电池和微处理器；所述蓄电池为所述微处理器、所述电动舵机、所述螺旋桨推进器、所述蓝藻传感器、所述电动调节阀、各超声波发生器、各水泵、各水流传感器和各自动式流量控制阀供能；所述蓝藻传感器和所述各水流传感器将数据上传至所述微处理器，所述微处理器控制所述电动舵机、所述螺旋桨推进器、所述电动调节阀、所述各超声波发生器、所述各水泵和所述各自动式流量控制阀工作。
进一步地，所述控制仓中还设有定位模块和无线连接模块；所述定位模块和所述无线连接模块分别与所述微处理器相连；所述蓄电池为所述定位模块和所述无线连接模块供能。
进一步地，所述控制仓上部固定设置太阳能板，所述太阳能板与所述蓄电池相连。
进一步地，上述蓝藻快速处置装置还包括气浮装置，所述气浮装置包括：若干沿所述浮筒底部边缘均匀设置的电动升缩杆，所述电动升缩杆沿上下方向伸缩，每一电动升缩杆底部均连接有一曝气盘；所述蓄电池为多个电动升缩杆和多个曝气盘供能，所述微处理器控制所述多个电动升缩杆和所述多个曝气盘工作。浮筒底部的气浮装置不仅能够提高装置的处置效率，还能够提高水中溶解氧的含量，改善水环境。
进一步地，所述浮筒和所述多个曝气盘侧面沿周向均设有防撞条，所述浮筒侧面和所述多个曝气盘侧面还分别设有红外接近传感器；多个红外接近传感器将数据分别上传至所述微处理器，所述蓄电池为所述多个红外接近传感器供能。
进一步地，所述螺旋桨推进器的数量为两个，所述电动舵机和两螺旋桨推进器呈等边三角形设置。
本发明的有益效果在于：
本发明的装置结构简单，成本低，其通过三层超声波处置蓝藻，能够实现自动化高效率处置，特别在蓝藻爆发阶段，能够有效杀死蓝藻，防止更大的水生危害。
附图说明
图1为本发明的蓝藻快速处置装置的结构示意图；
图2为藻液收集仓的结构示意图；
图3为电动舵机和螺旋桨推进器的结构示意图；
图4为控制仓的结构示意图；
附图标记：1，浮筒；1-1，电动舵机；1-2螺旋桨推进器；1-3，蓝藻传感器；2，藻液收集仓；2-1，吸藻管；2-2，第一水泵；2-3，第一水流传感器；2-4，第一自动式流量控制阀；3，藻液处理仓；3-1，一级处理层；3-2，二级处理层；3-3，三级处理层；3-4，超声波发生器；3-5，软管；3-6，出水管；3-7，电动调节阀；4，控制仓；4-1，太阳能板；4-2，蓄电池；4-3，微处理器；4-4，定位模块；4-5，无线连接模块；5，气浮装置；5-1，电动升缩杆；5-2，曝气盘；5-3，防撞条；5-4，红外接近传感器。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述。
如图1所示的蓝藻快速处置装置，包括：浮筒1、藻液收集仓2、藻液处理仓3、控制仓4和气浮装置5。其中，气浮装置5设置在浮筒1下方，浮筒1上方自下而上依次设置藻液收集仓2、藻液处理仓3和控制仓4，三个仓体均保持水密性。
具体地，如图1和图3所示，浮筒1为扁圆柱形，其材质为航海级专用塑料。浮筒1漂浮在水面上，为整个蓝藻快速处置装置提供浮力。浮筒1底部前端固定设置一个电动舵机1-1，浮筒1底部后端固定设置两个螺旋桨推进器1-2。优选地，电动舵机1-1和两个螺旋桨推进器1-2呈等边三角形设置在浮筒1底部。电动舵机1-1控制蓝藻快速处置装置的前进方向，螺旋桨推进器1-2为蓝藻快速处置装置前进提供动力。此外，电动舵机1-1的前端还设置有蓝藻传感器1-3，蓝藻传感器1-3用于在线分析蓝藻叶绿素浓度，本实施例中，蓝藻传感器1-3的型号为中清环保EPT-460L。
如图1和图2所示，藻液收集仓2为扁圆柱形，其内部为容纳藻液的腔体。藻液收集仓2固定设置在浮筒1上端面上，藻液收集仓2的直径小于浮筒1。8根吸藻管2-1自藻液收集仓2侧面一体伸出，并沿着藻液收集仓2的周向均匀设置。具体地，吸藻管2-1一端自藻液收集仓2侧面通入藻液收集仓2内，另一端弯入至水面下。藻液收集仓2内每一吸藻管2-1对应的位置固定设置一第一水泵2-2，第一水泵2-2具有潜水性。8根吸藻管2-1与8个第一水泵2-2的进口一一对应相连，每一第一水泵2-2出口均依次连接有第一水流传感器2-3和第一自动式流量控制阀2-4。
藻液处理仓3为圆柱形，固定设置在藻液收集仓2上端面上，藻液处理仓3的直径小于藻液收集仓2的直径。藻液处理仓3内部为密闭空腔，其内部一体设置2块水平隔板，将密闭空腔分隔为三个等大的密闭处理层，三个处理层自下而上依次为一级处理层3-1、二级处理层3-2和三级处理层3-3。每一处理层底部内侧壁面上均固定设有三个超声波发生器3-4，每一处理层顶部均固定设有具有潜水性的第二水泵，每一第二水泵出口均连接有第二自动式流量控制阀，每一第二水泵进口均连接有软管3-5。
一级处理层3-1的第二水泵连接的软管自一级处理层3-1侧面引出并从藻液收集仓2侧面底部伸入藻液收集仓2内。二级处理层3-2的第二水泵连接的软管自二级处理层3-2侧面引出并从一级处理层3-1侧面底部伸入一级处理层3-1内。三级处理层3-3的第二水泵连接的软管自三级处理层3-3侧面引出并从二级处理层3-2侧面底部伸入二级处理层3-2。三级处理层3-3底部引出一根出水管3-6，出水管3-6上设置电动调节阀3-7。此外，每一处理层顶部均固定设有第二水流传感器。
如图1和图4所示，控制仓4为圆柱形，固定设置在藻液处理仓3上端面上，控制仓4的直径大小与藻液处理仓3的直径相同。控制仓4上端设有太阳能板4-1，控制仓4内固定设置蓄电池4-2、微处理器4-3、定位模块4-4和无线连接模块4-5。如图1所示，气浮装置5包括：四个电动升缩杆5-1和四个曝气盘5-2。四个电动升缩杆5-1沿着浮筒1底部边缘均匀设置，电动升缩杆5-1沿上下方向伸缩。每一电动升缩杆5-1下端固定连接一曝气盘5-2。作为改进，浮筒1侧面和每一个曝气盘5-2侧面沿周向均设置一圈防撞条5-3，防撞条5-3材质为橡胶，每一个曝气盘5-2侧面还分别设有红外接近传感器5-4。
本实施例中，浮筒1、藻液收集仓2、藻液处理仓3和控制仓4同轴线设置。
太阳能板4-1与蓄电池4-2相连，蓄电池4-2为微处理器4-3、电动舵机1-1、螺旋桨推进器1-2、蓝藻传感器1-3、超声波发生器3-4、电动调节阀3-7、电动升缩杆5-1、曝气盘5-2、红外接近传感器5-4、各水泵、各水流传感器和各自动式流量控制阀等耗电元器件供能，蓄电池4-2还为定位模块4-4和无线连接模块4-5供电，供电均通过导线连接方式实现。
蓝藻传感器1-3、红外接近传感器5-4和各水流传感器将数据上传至微处理器4-3，微处理器4-3控制电动舵机1-1、螺旋桨推进器1-2、超声波发生器3-4、电动调节阀3-7、电动升缩杆5-1、曝气盘5-2、各水泵和各自动式流量控制阀工作。定位模块4-4和无线连接模块4-5分别与微处理器4-3相连。装置内信号的连接传输通过信号线连接的方式实现。
本发明的蓝藻快速处置装置的具体工作过程为：
首先，设置在电动舵机1-1前端的蓝藻传感器1-3感知周围的藻浓度，蓝藻传感器1-3将藻浓度数据上传至微处理器4-3，微处理器4-3控制电动舵机1-1调整前进方向并启动螺旋桨推进器1-2，使装置到达蓝藻密集区域。
然后，微处理器4-3打开气浮装置5，电动升缩杆5-1向下伸出，曝气盘5-2产生微小气泡。这一过程中，位于水体中下层的蓝藻附着在气泡上，随气泡一起上浮至水面，可提高处置效率，同时还可以增加水体的溶解氧浓度，改善水质。曝气盘5-2侧面设置的红外接近传感器5-4感知水底地形地貌和水体环境，微处理器4-3根据红外接近传感器5-4上传的信号调节电动升缩杆5-1上下升缩，避开水中杂物，曝气盘5-2侧面的防撞条5-3保护气浮装置5免受碰撞损坏。
接着，微处理器4-3打开8个第一水泵2-2，并通过8个第一自动式流量控制阀2-4控制流量。藻液混合物通过8根吸藻管2-1进入藻液收集仓2中，第一水泵2-2出口的第一水流传感器2-3感应到水流后，将数据上传至微处理器4-3，微处理器4-3打开一级处理层3-1内的第二水泵，将藻液收集仓2内的藻液吸入一级处理层3-1，当一级处理层3-1顶部的第二水流传感器感应到水流时，微处理器4-3关闭一级处理层3-1内的第二水泵并打开该层中的三个超声波发生器3-4，进行5分钟的超声波处理，超声波会使藻类细胞破裂，使藻蓝蛋白丧失了活性功能，另外，也能分解藻毒素等藻细胞分泌物和代谢产物，使水体的有害藻种类减少，总密度降低。
5分钟结束后，微处理器4-3打开二级处理层3-2内的第二水泵，将一级处理层3-1内的处理液吸入二级处理层3-2中，当二级处理层3-2顶部的第二水流传感器感应到水流时，微处理器4-3关闭二级处理层3-2中的第二水泵并打开二级处理层中的三个超声波发生器3-4，进行5分钟的超声波处理，5分钟结束后，微处理器4-3打开三级处理层3-3内的第二水泵，将二级处理层3-2内的处理液吸入三级处理层3-3中，当三级处理层3-3顶部的第二水流传感器感应到水流时，微处理器4-3关闭三级处理层3-3中的第二水泵并打开三级处理层3-3中的三个超声波发生器3-4，进行5分钟的超声波处理，5分钟结束后，微处理器4-3打开排水管3-6上的电动调节阀3-7，将处理液排出，依此循环处置。
控制仓4上部装有太阳能板4-1，可将太阳能转化为电能并储存在蓄电池4-2中，蓄电池4-2为整个装置提供电源，微处理器4-3控制整个装置运行。控制仓4内部设置定位模块4-4和无线连接模块4-5，无线连接模块4-5与移动终端进行远程通讯，将蓝藻处置装置的实时位置信息发送到移动终端，便于了解装置的工作状态和工作运行轨迹。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种浮筒式全自动化蓝藻快速处置装置，其特征在于，包括：自下而上依次设置的浮筒(1)、藻液收集仓(2)、藻液处理仓(3)和控制仓(4)；浮筒(1)浮在水面上，浮筒(1)底部固定设置电动舵机(1-1)和螺旋桨推进器(1-2)，电动舵机(1-1)前端设置蓝藻传感器(1-3)；
藻液收集仓(2)侧面伸出若干弯入至水面下的吸藻管(2-1)；藻液收集仓(2)内每一吸藻管(2-1)对应的位置固定设置一第一水泵(2-2)，每一吸藻管(2-1)与对应位置处第一水泵(2-2)的进口相连；每一第一水泵(2-2)出口均依次连接有第一水流传感器(2-3)和第一自动式流量控制阀(2-4)；
藻液处理仓(3)内自下而上设置若干密闭处理层，每一处理层内均设有第二水泵和若干超声波发生器(3-4)，每一第二水泵出口均连接有第二自动式流量控制阀，每一第二水泵进口均连接有软管(3-5)；最下层处理层的第二水泵连接软管伸入藻液收集仓(2)中；每两相邻的处理层中，上层处理层中的第二水泵连接软管伸入下层处理层中；最上层处理层底部设置出水管(3-6)，出水管(3-6)上设置电动调节阀(3-7)；此外，每一处理层顶部均设有第二水流传感器；
控制仓(4)中设有蓄电池(4-2)和微处理器(4-3)；蓄电池(4-2)为微处理器(4-3)、电动舵机(1-1)、螺旋桨推进器(1-2)、蓝藻传感器(1-3)、电动调节阀(3-7)、各超声波发生器、各水泵、各水流传感器和各自动式流量控制阀供能；蓝藻传感器(1-3)和所述各水流传感器将数据上传至微处理器(4-3)，微处理器(4-3)控制电动舵机(1-1)、螺旋桨推进器(1-2)、电动调节阀(3-7)、所述各超声波发生器、所述各水泵和所述各自动式流量控制阀工作。
2.根据权利要求1所述的浮筒式全自动化蓝藻快速处置装置，其特征在于，控制仓(4)中还设有定位模块(4-4)和无线连接模块(4-5)；定位模块(4-4)和无线连接模块(4-5)分别与微处理器(4-3)相连；蓄电池(4-2)为定位模块(4-4)和无线连接模块(4-5)供能。
3.根据权利要求1所述的浮筒式全自动化蓝藻快速处置装置，其特征在于，控制仓(4)上部固定设置太阳能板(4-1)，太阳能板(4-1)与蓄电池(4-2)相连。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的浮筒式全自动化蓝藻快速处置装置，其特征在于，还包括气浮装置(5)，气浮装置(5)包括：若干沿浮筒(1)底部边缘均匀设置的电动升缩杆(5-1)，电动升缩杆(5-1)沿上下方向伸缩，每一电动升缩杆(5-1)底部均连接有一曝气盘(5-2)；蓄电池(4-2)为多个电动升缩杆和多个曝气盘供能，微处理器(4-3)控制所述多个电动升缩杆和所述多个曝气盘工作。
5.根据权利要求4所述的浮筒式全自动化蓝藻快速处置装置，其特征在于，浮筒(1)和所述多个曝气盘侧面沿周向均设有防撞条(5-3)，浮筒(1)侧面和所述多个曝气盘侧面还分别设有红外接近传感器(5-4)；多个红外接近传感器分别将数据上传至微处理器(4-3)，蓄电池(4-2)为所述多个红外接近传感器供能。
6.根据权利要求1所述的一种浮筒式全自动化蓝藻快速处置装置，其特征在于，螺旋桨推进器(1-2)的数量为两个，电动舵机(1-1)和两螺旋桨推进器(1-2)呈等边三角形设置。
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