CN113307375B - 一种旋转式蓝藻捕捉和削减装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旋转式蓝藻捕捉和削减装置，包括旋转中心件和至少两个蓝藻处理模块；旋转中心件包括中心柱和可水平转动且可垂直滑动的套装于中心柱上的浮力旋转平台；蓝藻处理模块均匀间隔的安装于浮力旋转平台的外侧，其包括多边形外框和生物群落，多边形外框上形成有连通内外两侧的蓝藻捕捉通道，生物群落包括浮法种植的植物、微生物和水生动物，浮法种植盘位于多边形外框的内侧；植物浮法种植于浮法种植盘上，微生物和水生动物悬挂养殖于浮法种植盘的下方；本申请提供的旋转式物理捕捉蓝藻和生物链消减相结合的标本兼治的方法，既节省了人力物力，提高蓝藻处理的效率，又能更有效保护和利用水资源。

Description

一种旋转式蓝藻捕捉和削减装置

技术领域

本发明涉及水体富营养化处理技术领域，具体涉及一种旋转式蓝藻捕捉和削减装置。

背景技术

水华(Water bloom)，是由水体中氮磷含量过高和强光合作用下导致藻类突然性过度增殖的一种自然现象，同时也是一种二次污染，涉及到的藻类有蓝藻、绿藻、硅藻等。水华发生时，通常水的颜色呈现绿色或蓝绿色。

随着经济快速发展和人口的激增，生产与生活污染物大量进入水体，往水体中排放的氮素和磷素过多，使得水体的富营养化超出环境容量和自净能力，水华频繁出现，面积逐年扩散，持续时间逐年延长。据多年的研究，内陆湖泊水华主要是蓝藻水华，以微囊藻为主。蓝藻水华频发，内陆江河、湖泊水体及近海水域受到严重污染，降低了水资源利用效能；大量死亡藻类释放的有毒物质、致臭物质和有机物使局部水质和空气质量严重恶化，影响了水体的生态、渔业、景观等功能，甚至威胁到饮用水的安全。

水体富营养化所导致的蓝藻水华，是目前相对静止水体的生态修复的一大难点。水体消减蓝藻水华的核心，是阻断蓝藻大规模高效繁殖的前提条件。而阻断蓝藻大规模高效繁殖的最好的、最根本的办法，就是减少水体中的营养物质；现有技术的蓝藻水华解决方案中，有靠调水稀释水体富营养化的，有进行冲洗换水的（有污染物转移的嫌疑），有采用人工打捞收集的方式进行处理，也有采用机械打捞的，还有采用水生动物增殖放流的，但是这些处理方式效率低，能耗高、且不持久；还有采用化学药物消除蓝藻的技术，这种技术虽然暂时消除表面的蓝藻，但是会对水体中其他的生物造成不良影响，给水生态环境造成危害。

发明内容

基于上述表述，本发明提供了一种旋转式蓝藻捕捉和削减装置，以解决现有技术中蓝藻处理存在的上述技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种旋转式蓝藻捕捉和削减装置，包括旋转中心件和至少两个蓝藻处理模块；

所述旋转中心件包括中心柱和水平转动且垂直滑动的套装于所述中心柱上的浮力旋转平台；

所述蓝藻处理模块均匀间隔的安装于所述浮力旋转平台的外侧，其包括多边形外框和生物群落，所述多边形外框上构建有连通内外两侧的蓝藻捕捉通道，所述生物群落包括植物、微生物和水生动物，所述多边形外框的内侧设置有浮法种植盘；所述植物浮法种植于所述浮法种植盘上，所述微生物和水生动物悬挂养殖于所述浮法种植盘的下方。

与现有技术相比，本申请的技术方案具有以下有益技术效果：

本申请中的蓝藻处理模块在自然风力的推动下沿旋转中心件转动时，水体中的蓝藻经过多边形外框一侧的蓝藻捕捉通道进入多边形外框的内部，水生动物捕获蓝藻并食用，水生动物的排泄物被微生物分解后形成植物的养料，被净化后的水体从多边形外框另一侧的蓝藻捕捉通道送出，本申请提供的蓝藻捕捉和削减装置采用物理捕捉、生物消减相结合的方法，既节省了人力物力，增加了了蓝藻处理的效率和质量，同时可以有效避免药物使用带来的水体生态影响问题。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步的，所述多边形外框为矩形外框。

进一步的，所述矩形外框由若干波纹管和若干平面四通管依次首尾相连，所述矩形外框对应所述平面四通管的位置形成所述蓝藻捕捉通道。

波纹管其外表面形成有褶皱形的中空波纹壁，放置在水体中时，其自身能提供很大的浮力，确保波纹管位置与蓝藻在水中的分布高度一致，保证蓝藻的收集与消减高效。

进一步的，所述波纹管的里面设置有微生物固载材料。

微生物固载材料的设置可以有效的对水体中富营养大分子颗粒进行分解，相当于对水体进行预处理。

进一步的，所述微生物固载材料包括微生物膜飘带、碳纤维、浮石或者陶粒中的一种或多种。

进一步的，所述蓝藻处理模块还包括若干蓝藻聚拢组件，所述蓝藻聚拢件一一对应的安装于所述波纹管的外侧，用于将所述平面四通管外侧的蓝藻聚拢至所述波纹管水平四通的外端口沿。

进一步的，每一所述蓝藻聚拢组件包括软质条状件和支撑件，所述软质条状件的两端固定于对应的所述波纹管水平四通的外端口沿，所述支撑件的一端固定于对应的所述波纹管的中部，另一端与所述软质条状件的中部抵接，以使所述软质条状件在所述波纹管外侧形成“个”字结构。

相邻的两个“个”字结构在其之间的平面四通管的开口外侧形成喇叭状，蓝藻处理模块在旋转运动的作用下可以将蓝藻聚拢至平面四通管开口里面集中，以便于蓝藻的捕捉。

进一步的，所述波纹管的管径尺寸为30-50cm，相邻两个所述平面四通管的间距为200-300cm。

进一步的，所述浮法种植盘从内至外依次形成第一养殖区域、种植区域和第二养殖区域，所述第一养殖区域的下部悬挂微生物富集材料；所述种植区域用于种植植物；所述第二养殖区域的下部悬挂水生动物保护网养殖捕食蓝藻的水生动物。

进一步的，所述水生动物至少包括白鲢鱼、鳙鱼、泥鳅、河蚌中的一种。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种蓝藻捕捉和削减装置的俯视结构示意图；

图2为图1中X区域的放大示意图；

图3为生物群落的分布示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、旋转中心件；2、蓝藻处理模块；11、中心柱；12、浮力旋转平台；21、多边形外框；22、生物群落；23、蓝藻聚拢件；211、波纹管；212、平面四通管；221、浮法种植盘；222、植物；223、微生物富集材料；224、水生动物；231、软质条状件；232、支撑件；a、第一养殖区域；b、种植区域；c、第二养殖区域。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

如图1至图3所示，本申请提供了一种旋转式蓝藻捕捉和削减装置，包括旋转中心件1和两个蓝藻处理模块2。

其中，旋转中心件1包括中心柱11和水平转动的套装于中心柱11上的浮力旋转平台12。

生态修复水体比较浅的一般情况下，中心立柱11可以用适当强度的金属管、水泥杆或者木桩制成，当需要进行生态修复的水体比较深时，中心立柱11可以改为中空自带浮力管与水底锚件固定的结构，浮力旋转平台12可转动的套装于中心立柱11的外侧，也能够随着水位的涨落而上下相应起伏，优选的，中心立柱11包括中心轴和圆形套管，圆形套管套设在中心轴上，圆形套管可随着水位的涨落而上下相应起伏，也能够在自然风力作用下旋转，浮力旋转平台12就安装在圆形套管的上端沿口位置，圆形套管的外侧放射性的设置有若干的直角三角支撑结构，其中圆形套管作为直角三角支撑结构的一条直角边，另一条直角边形成横梁和浮力旋转平台12连接。

可以理解的是，浮力旋转平台12的形状是可以根据需要改变的，一般而言，为了保证中心立柱11的四周受理基本平衡，浮力旋转平台12的形状是规则的多边形，浮力旋转平台12的边数决定了蓝藻处理模块2数量；其中，浮力旋转平台12比较优选的材料是用PC板材做外壳，里面填充浮力比较恒久的高密度EPS辅料，确保在浮力旋转平台12和矩形框架上都能够承载操作人员施工。

蓝藻处理模块2均匀间隔的安装于浮力旋转平台12的外侧，其包括多边形外框21和生物群落22，多边形外框21上形成有连通内外两侧的蓝藻捕捉通道，生物群落22包括植物222、微生物223和水生动物224、植物根系保护网225，多边形外框的内侧设置有浮法种植盘221；植物222浮法种植于浮法种植盘221上，微生物223和水生动物224悬挂养殖于浮法种植盘221的下方。

在本申请优选的实施例中，多边形外框21为矩形外框。

其中，该矩形外框21由若干波纹管211和若干平面四通管212依次首尾相连形成，可以理解的是，本申请所指的平面四通管212为十字形平面四通管，在矩形外框21的边所在部分，平面四通管212的两个相对的接口直接连接两侧的波纹管，在矩形外框21的靠外的顶点部分，用平面四通管212两个相邻的接口与位于两个边上的波纹管211连接，这样就可以通过多个平面四通管212和多个波纹管211连接形成一个完整的矩形外框结构。

矩形外框21对应平面四通管212的位置形成蓝藻捕捉通道，具体的，平面四通管的其中一组相对侧与波纹管211连接，另一组相对侧分别对应位于矩形外框21外部和内部，这就形成供蓝藻穿过的蓝藻捕捉通道。

本申请实施例中采用波纹管作为矩形外框的主体部分，由于波纹管211外表面形成有褶皱形的中空密封波纹，放置在水体中时，其自身能提供很大的浮力，确保波纹管位置与蓝藻在水中的高密度分布水层高度基本一致，保证蓝藻的高效收集与消减。

一般蓝藻在水体中高密度分布主要集中在水面30-40cm水层位置，波纹管211的管径尺寸为30-50cm，相邻两个平面四通管212的间距为200-300cm，相对适宜的平面四通管212间距可以有利于蓝藻的充分捕捉。

优选的，波纹管211的内侧设置有微生物固载材料；其中微生物固载材料的设置可以有效的对水体中富营养大分子颗粒进行分解，相当于对水体进行预处理，具体的，微生物固载材料包括微生物膜飘带、碳纤维、浮石或者陶粒中的一种或多种。

为了更便于蓝藻的捕捉，蓝藻处理模块2还包括若干蓝藻聚拢组件23，蓝藻聚拢件23一一对应的安装于波纹管211的外侧，用于将平面四通管212外侧的蓝藻聚拢至平面四通管212开口附近。

进一步的，每一蓝藻聚拢组件23包括软质条状件231和支撑件232，软质条状件231的两端固定于对应的波纹管212的外侧端口，支撑件232的一端固定于对应的波纹管211的中部，另一端与软质条状件231的中部抵接，以使软质条状件231在波纹管211的外侧形成“个”字结构。

其中，软质条状件231一般可以选择为条状布袋内装浮力球，支撑件232可以为长1.5米左右的竹竿或者PVC管，其中软质条状件231的两端固定于两个相邻的平面四通管212的邻侧端口，软质条状件231的长度大于两个相邻的平面四通管212的端口的距离；支撑件232一端固定在对应的的波纹管211的中部，另一端顶住软质条状件231的中间点，这样，软质条状件231和支撑件232在两个相邻的212端口中间就形成了“个”字结构；这样相邻的两个“个”字结构之间的平面四通管212的开口外侧形成喇叭状V字漏斗结构，是整个装置在旋转时可以将蓝藻聚拢至喇叭状V字漏斗结构的内侧进而被收入矩形外框里面，以便于蓝藻的捕捉。

优选的，所述矩形外框21距旋转中心最远的侧边的的波纹管211沿该侧边的长度方向向两端延伸，具体的安装方法为，将向外延伸的波纹管211连接到矩形外框21距旋转中心最远的顶点所在处的平面四通管212外端结构处，形成蓝藻捕捉的抓手，在旋转过程中可以对蓝藻进行更有效的拦截，进一步提高捕捉效率。

优选的，在本实施例中，浮法种植盘221从内至外依次形成第一养殖区域a、种植区域b和第二养殖区域c，其中，第一养殖区域a的下部悬挂微生物富集材料；微生物富集材料为帘膜状或者条膜状，当整个装置旋转的时候，悬挂微生物富集材料能够帮助微生物富集、高速繁衍和生长，悬挂微生物富集材料的密度和深度，应不阻碍整个水生态修复装置的旋转。

种植区域用于浮法种植植物，为了防止水生动物啃食植物根系，本申请在种植区域的下部悬挂植物根系保护网225，可以有效保护植物根系。

第二养殖区域的下部悬挂水生动物保护网，水生动物养殖于水生动物保护网内部，水生动物保护网的设置可以有效的保证水生动物的网内的区域活动，同时，可以确保水生动物能对植物根系上脱落的微生物进行有效捕食，捕鱼的飞禽和水体中的肉食鱼类也不会伤害到水生动物的网内高密度养殖的水生动物。

在本申请中，水生动物应该是喜食蓝藻的动物品种及其食物链，一般至少包括白鲢鱼、鳙鱼、泥鳅、河蚌、石螺中的一种。

本申请中的蓝藻处理模块2在沿旋转中心件1转动时，水体中的蓝藻经过多边形外框21一侧的蓝藻捕捉通道进入多边形外框21的内部，水生动物捕获蓝藻并食用，水生动物的排泄物被微生物分解后形成植物的养料，被净化后的水体从多边形外框另一侧的蓝藻捕捉通道送出；本领域技术人员可以理解的是，蓝藻的疯涨具有比较显著的季节特征，本申请的系统在蓝藻没有爆发期间，整个结构在净化水质，捕捉水体中导致蓝藻疯涨的富营养物质，从根本上抑制蓝藻在未来疯涨；本申请提供的蓝藻捕捉和削减装置采用物理捕捉生态消减相结合的方法，及节省了人力物力，增加了了蓝藻处理的效率和质量，同时可以有效避免药物使用带来的水体生态影响问题。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种旋转式蓝藻捕捉和削减装置，其特征在于，包括旋转中心件和至少两个蓝藻捕捉处理模块；

所述旋转中心件包括中心柱和水平转动且垂直滑动的套装于所述中心柱上的浮力旋转平台；

所述蓝藻捕捉处理模块均匀间隔的安装于所述浮力旋转平台的外侧，其包括多边形外框和生物群落，所述多边形外框上构建有连通内外两侧的蓝藻捕捉通道，所述生物群落包括植物、微生物和水生动物，所述多边形外框的内侧设置有浮法种植盘；所述植物浮法种植于所述浮法种植盘上，所述微生物和水生动物悬挂养殖于所述浮法种植盘的下方；所述多边形外框为矩形外框，且围绕中心柱在自然风力推动下旋转，所述矩形外框由若干波纹管和与波纹管相匹配的若干平面四通管依次首尾相连，所述矩形外框对应所述平面四通管的位置形成所述蓝藻捕捉通道。

2.根据权利要求1所述的蓝藻捕捉和削减装置，其特征在于，所述波纹管的内侧设置有微生物固载材料。

3.根据权利要求2所述的蓝藻捕捉和削减装置，其特征在于，所述微生物固载材料包括微生物膜飘带、碳纤维、浮石或者陶粒中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的蓝藻捕捉和削减装置，其特征在于，所述蓝藻处理模块还包括若干蓝藻聚拢组件，所述蓝藻聚拢件一一对应的安装于所述波纹管的外侧，用于将所述平面四通管外侧的蓝藻聚拢至所述平面四通管开口里面。

5.根据权利要求4所述蓝藻捕捉和削减装置，其特征在于，每一所述蓝藻聚拢组件包括软质条状件和支撑件，所述软质条状件的两端固定于对应的所述波纹管两侧的平面四通管的外端口沿，所述支撑件的一端固定于对应的所述波纹管的中部，另一端与所述软质条状件的中部抵接，以使所述软质条状件在所述波纹管外侧形成“个”字结构。

6.根据权利要求1所述的蓝藻捕捉和削减装置，其特征在于，所述波纹管的管径尺寸为30-50cm，相邻两个所述平面四通管的间距为200~300cm。

7.根据权利要求1所述的蓝藻捕捉和削减装置，其特征在于，所述浮法种植盘从内至外依次形成第一养殖区域、种植区域和第二养殖区域，所述第一养殖区域的下部悬挂微生物富集材料；所述种植区域用于种植植物且悬挂植物根系保护网；所述第二养殖区域的下部悬挂水生动物保护网养殖水生动物。

8.根据权利要求1所述的蓝藻捕捉和削减装置，其特征在于，所述水生动物至少包括白鲢鱼、泥鳅、河蚌中的一种。

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