CN113461081A - 一种基于深井技术的水体蓝藻处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于深井技术的水体蓝藻处理系统及方法，包括埋设在水体中的原位深井机构，以及径向竖直设置在所述原位深井机构内部的深压装置，所述原位深井机构上端连接有负压管机构，所述负压管机构向所述深压装置和所述原位深井机构内部流动的水体加压，所述负压管机构出水口延伸至水体底部；所述深压装置通过移动架架设在所述原位深井机构的端部，且所述深压装置的底部与所述原位深井机构的底部连通。发明将蓝藻吸入至深井中并实现蓝藻在深井内的流动，并在深井内对蓝藻加压灭活，耗能小，通量大，且设置在水面上，占地面积小，运行成本低。
Description
技术领域
本发明涉及蓝藻处理技术领域，具体涉及一种基于深井技术的水体蓝藻处理系统及方法。
背景技术
在一些营养丰富的水体中，蓝藻常于夏季大量繁殖，并在水面形成一层蓝绿色而有腥臭味的浮沫，大规模的蓝藻爆发，被称为“绿潮”。绿潮引起水质恶化，严重时耗尽水中氧气而造成鱼类的死亡。蓝藻中有些种类(如微囊藻)还会产生微囊藻毒素，含毒素的蓝藻细胞在水体中漂游，并通过食物链积累效应危害养殖对象，直至危害人体。
为了恢复河流的正常生态，提高水质，现引入加压控藻工艺来对蓝藻富集的水域进行治理。具体方法有罐式加压法和泵式加压法，罐式加压法采用将水体吸入加压罐的方式沉降蓝藻，并将上层水体再次排出，其优点是处理能力强，但占地面积大，连续出水能力差，通量小；泵式加压法是将水体吸入泵体中进行加压，虽然占地面积小，连续进出水能力强，但依然具有通量小的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于深井技术的水体蓝藻处理系统及方法，以解决现有技术中蓝藻处理通量小，能耗高的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：
本发明提供了一种基于深井技术的水体蓝藻处理系统，包括埋设在水体中的原位深井机构，以及径向竖直设置在所述原位深井机构内部的深压装置，所述原位深井机构上端连接有负压管机构，所述负压管机构向所述深压装置和所述原位深井机构内部流动的水体加压，所述负压管机构出水口延伸至水体底部；
所述深压装置通过移动架架设在所述原位深井机构的端部，且所述深压装置的底部与所述原位深井机构的底部连通，所述深压装置端部通过所述移动架设置在低于水体藻类生长的位置且用于将带藻类水体受压引流至所述原位深井机构底部，所述原位深井机构底部带藻类的水体向上流动并通过负压管机构排至水体底部。
作为本发明的一种优选方案，所述深压装置包括引流管道、集藻机构以及推流机构，所述引流管道径向竖直套设在所述原位深井机构内部，所述移动架带动所述引流管道架设在所述原位深井机构上，所述集藻机构设置在所述引流管道的上端并穿过所述原位深井机构与水体连通，所述推流机构设置在所述引流管道的内壁中段。
作为本发明的一种优选方案，所述集藻机构包括若干个安装在所述引流管道外壁上的抽水软管，所述抽水软管穿过所述原位深井机构的端部连接有两个交叉成V型的漂杆，所述漂杆杆体部位安装有若干个球型浮标，所述球型浮标带动所述漂杆水平漂浮在水体上。
作为本发明的一种优选方案，所述推流机构包括涡轮，以及安装所述涡轮的固定架体，所述固定架体横向固定安装在所述引流管道内部，所述固定架体上设置有带动所述涡轮转动的动力装置，所述动力装置与所述原位深井机构连接，所述涡轮在转动时带动水体流动并将处于所述引流管道上层的水体运输至所述原位深井机构。
作为本发明的一种优选方案，所述原位深井机构包括井体、浮台、太阳能电池板、水质监测系统、藻密度监测系统以及通讯系统，所述井体套设在所述引流管道外侧且侧壁上竖直设置有供所述抽水软管移动的条形孔，所述井体与所述负压管机构连通，所述浮台滑动套设在所述井体端部；
所述太阳能电池板、所述水质监测系统、所述藻密度监测系统和所述通讯系统分别固定设置在所述浮台上，所述太阳能电池板分别连接所述水质监测系统、所述藻密度监测系统、所述通讯系统以及所述动力装置，所述通讯系统连接所述水质监测系统和所述藻密度监测系统，所述移动架设置在所述浮台上。
作为本发明的一种优选方案，所述移动架包括架设在所述浮台上的固定板，所述固定板横向设置在所述井体上端，所述固定板上设置有穿过孔，所述穿过孔内部设置有提拉杆，所述提拉杆穿过所述穿过孔与所述引流管道连接。
作为本发明的一种优选方案，所述负压管机构包括与所述井体连通的出水管，以及设置在所述出水管内部的负压泵，所述负压泵的抽气口朝向所述井体且用于将所述井体内的水体排出。
作为本发明的一种优选方案，所述引流管道底部设置有环状粗网，所述环状粗网内边缘与所述引流管道的外边缘连接，所述环状粗网的外边缘与所述井体底部的内边缘连接。
作为本发明的一种优选方案，所述浮台内边缘设置有栏杆，所述栏杆包围设置在所述井体的边缘，所述固定板两端架设在所述栏杆上。
本发明提供了一种基于深井技术的水体蓝藻处理方法，包括如下步骤：
步骤100、在具有大量藻体的水体底部铸造原位深井机构，并在原位深井机构内部安装有具有引流效果的深压装置；
步骤200、通过深压装置将带藻水体引入原位深井机构，使得藻体从水体浅层进入水体深层，水体在流动过程中压力变大，且受到的光照逐渐降低；
步骤300、设置在原位深井机构端部的负压管机构对从深压装置流至原位深井机构的藻体进一步加压，并带有引流效果，将沉降后的藻体排出原位深井机构。
本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：
本发明在蓝藻泛滥的水体土层内向下设置深井，且深井的井口设置在水体表面，通过安装在水体上的深井以及设置在深井上的负压泵，将蓝藻吸入至深井中并实现蓝藻在深井内的流动，并在深井内加压灭活，且水面上的蓝藻在水体流动作用下被带入深井中，耗能小，通量大，且设置在水面上，占地面积小，运行成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本发明实施例提供基于深井技术的水体蓝藻处理系统及方法的结构示意图；
图2为本发明实施例提供基于深井技术的水体蓝藻处理系统的局部结构示意图；
图3为本发明实施例提供推流机构的结构示意图。
图中的标号分别表示如下：
1-原位深井机构；2-深压装置；3-负压管机构；4-移动架；5-环状粗网；6-栏杆；
101-井体；102-浮台；103-太阳能电池板；104-条形孔；201-引流管道；202-集藻机构；203-推流机构；301-出水管；302-负压泵；401-固定板；402-穿过孔；403-提拉杆；
2021-抽水软管；2022-漂杆；2023-球型浮标；2031-涡轮；2032-固定架体；2033-动力装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图3所示，本发明提供了一种基于深井技术的水体蓝藻处理系统，包括埋设在水体中的原位深井机构1，以及径向竖直设置在所述原位深井机构1内部的深压装置2，所述原位深井机构1上端连接有负压管机构3，所述负压管机构3向所述深压装置2和所述原位深井机构1内部流动的水体加压，所述负压管机构3出水口延伸至水体底部；
所述深压装置2通过移动架4架设在所述原位深井机构1的端部，且所述深压装置2的底部与所述原位深井机构1的底部连通，所述深压装置2端部通过所述移动架4设置在低于水体藻类生长的位置且用于将带藻类水体受压引流至所述原位深井机构1底部，所述原位深井机构1底部带藻类的水体向上流动并通过负压管机构3排至水体底部。
深压装置2用于对带有蓝藻的水体进行引流，并将蓝藻引流至原位深井机构1的底部，负压管机构3对深压装置2和原位深井机构1内的水体进行加压，蓝藻在受到压力后，其细胞内伪空泡被压扁，压扁后促进蓝藻沉降至原位深井机构1底部，蓝藻在底部失去光照无法进行光合作用，灭活并丧失繁殖能力，失活的蓝藻最终通过负压管机构3排至水体的底部。
原位深井机构1固定在水体的土层内部，深压装置2漂浮在原位深井机构1中，原位深井机构1端部高度随着水位的变化而变化，并带动深压装置2端部的高度变化，深压装置2的端部高度与具有蓝藻水体的水面高度一致，当水体流动时，其中带有蓝藻的水体在引流作用下自动流入深压装置2内部。
对比罐式加压法和泵式加压法，基于深井技术的水体蓝藻处理系统具有耗能低，通量大，不占陆地体积的优势。
在本实施例中，所述深压装置2包括引流管道201、集藻机构202以及推流机构203，所述引流管道201径向竖直套设在所述原位深井机构1内部，所述移动架4带动所述引流管道201架设在所述原位深井机构1上，所述集藻机构202设置在所述引流管道201的上端并穿过所述原位深井机构1与水体连通，所述推流机构203设置在所述引流管道201的内壁中段。
引流管道201为筒状的长通道，其内部的水体从外部从上至下流入并从侧边从下至上流出，在引流过程中，其端部的集藻机构202漂浮在水体表面，用于收集含有大量蓝藻的水体，且其高度与水体表面平齐。在引流过程中，推流机构203将位于引流管道201上部的水体推动至引流管道201底部，为蓝藻加压。
具体的，在本实施例中，所述集藻机构202包括若干个安装在所述引流管道201外壁上的抽水软管2021，所述抽水软管2021穿过所述原位深井机构1的端部连接有两个交叉成V型的漂杆2022，所述漂杆2022杆体部位安装有若干个球型浮标2023，所述球型浮标2023带动所述漂杆2022水平漂浮在水体上。
当水体流动时，蓝藻漂浮在水体上层并跟随水体流动，在流动过程中受到漂杆2022的节流，并随着推流机构203的推动进入至引流管道201中，其中漂杆2022在原位深井机构1的带动下一直漂浮在水体上。
具体的，在本实施例中，所述推流机构203包括涡轮2031，以及安装所述涡轮2031的固定架体2032，所述固定架体2032横向固定安装在所述引流管道201内部，所述固定架体2032上设置有带动所述涡轮2031转动的动力装置2033，所述动力装置2033与所述原位深井机构1连接，所述涡轮2031在转动时带动水体流动并将处于所述引流管道201上层的水体运输至所述原位深井机构1。
具体的，所述动力装置2033为具有防水功能的转动电机，其电源设置在原位深井机构1上。
在本实施例中，所述原位深井机构1包括井体101、浮台102、太阳能电池板103、水质监测系统、藻密度监测系统以及通讯系统，所述井体101套设在所述引流管道201外侧且侧壁上竖直设置有供所述抽水软管2021移动的条形孔104，所述井体101与所述负压管机构3连通，所述浮台102滑动套设在所述井体101端部；
所述太阳能电池板103、所述水质监测系统、所述藻密度监测系统和所述通讯系统分别固定设置在所述浮台102上，所述太阳能电池板103分别连接所述水质监测系统、所述藻密度监测系统、所述通讯系统以及所述动力装置2033，所述通讯系统连接所述水质监测系统和所述藻密度监测系统，所述移动架4设置在所述浮台102上。
在一个具体的实施例中，所述浮台102为环形结构且其材质为具有很大浮力的空心泡沫、木材或塑料等，有效增加引流管道201的浮力，使得漂杆2022能够漂浮在水面上。所述太阳能电池板103包括太阳能发电板和蓄电池，其中，所述太阳能发电板连接所述蓄电池，所述蓄电池分别连接水质监测系统、藻密度监测系统、通讯系统以及动力装置2033。
具体的，太阳能发电板可以采用硅系太阳能电池板，至于蓄电池，可以根据实际的使用需要来确定所需要的的各种参数，例如蓄电的电量，使用时间，使用的温度环境，安全需要等等，以此来选取蓄电池，在一个具体的实施例中，例如可以选取锂离子电池作为蓄电池。
其中，锂离子电池是一种充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。锂离子电池使用一个嵌入的锂化合物作为一个电极材料。锂离子电池具有高能量密度，无记忆效应，在不使用时只有缓慢电荷损失。除了消费类电子产品，越来越进步的锂离子电池也越来越普及，可用于军事，纯电动汽车和航空航天应用。
在一个具体的实施例中，所述通讯系统包括：wifi网络模块和/或4G模块。wifi是一种允许电子设备连接到一个无线局域网的技术，通常使用2.4G UHF或5G SHF ISM射频频段。连接到无线局域网通常是有密码保护的；但也可是开放的，这样就允许任何在WLAN范围内的设备可以连接上。以此可以很方便实现通信，以及数据交换。此外，还可以利用现有的4G网络来实现通信，以此利用的就是4G模块。
通过对水质以及藻密度的监测，从而可以监测出系统对水质的改变，以及除灭蓝藻的效率曲线，以此来控制动力装置2033等需要电源的设备的开关，减少能源的消耗。
优选的，所述移动架4包括架设在所述浮台102上的固定板401，所述固定板401横向设置在所述井体101上端，所述固定板401上设置有穿过孔402，所述穿过孔402内部设置有提拉杆403，所述提拉杆403穿过所述穿过孔402与所述引流管道201连接。
在本实施例中，所述负压管机构3包括与所述井体101连通的出水管301，以及设置在所述出水管301内部的负压泵302，所述负压泵302的抽气口朝向所述井体101且用于将所述井体101内的水体排出。
优选的，为了防止大体积垃圾堵塞负压泵302，所述引流管道201底部设置有环状粗网5，所述环状粗网5内边缘与所述引流管道201的外边缘连接，所述环状粗网5的外边缘与所述井体101底部的内边缘连接。大体积垃圾在流动过程中滞留在环状粗网5内。
优选的，在本实施例中，所述浮台102内边缘设置有栏杆6，所述栏杆6包围设置在所述井体101的边缘，所述固定板401两端架设在所述栏杆6上。
一种基于深井技术的水体蓝藻处理方法，包括如下步骤：
步骤100、在具有大量藻体的水体底部铸造原位深井机构，并在原位深井机构内部安装有具有引流效果的深压装置；
步骤200、通过深压装置将带藻水体引入原位深井机构，使得藻体从水体浅层进入水体深层，水体在流动过程中压力变大，灭活沉降，且受到的光照逐渐降低，光合作用停止，失去繁殖能力；
步骤300、设置在原位深井机构端部的负压管机构对从深压装置流至原位深井机构的藻体进一步加压，并带有引流效果，将沉降后的藻体排出原位深井机构。
通过本实施例的基于深井技术的水体蓝藻处理系统及方法，通过安装在水体上的深井以及设置在深井上的负压泵，将蓝藻吸入至深井中并实现蓝藻在深井内的流动，并在深井内加压灭活，且水面上的蓝藻在水体流动作用下被带入深井中，耗能小，通量大，且设置在水面上，占地面积小，运行成本低。
以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于深井技术的水体蓝藻处理系统，其特征在于，包括埋设在水体中的原位深井机构(1)，以及径向竖直设置在所述原位深井机构(1)内部的深压装置(2)，所述原位深井机构(1)上端连接有负压管机构(3)，所述负压管机构(3)向所述深压装置(2)和所述原位深井机构(1)内部流动的水体加压，所述负压管机构(3)出水口延伸至水体底部；
所述深压装置(2)通过移动架(4)架设在所述原位深井机构(1)的端部，且所述深压装置(2)的底部与所述原位深井机构(1)的底部连通，所述深压装置(2)端部通过所述移动架(4)设置在低于水体藻类生长的位置且用于将带藻类水体受压引流至所述原位深井机构(1)底部，所述原位深井机构(1)底部带藻类的水体向上流动并通过负压管机构(3)排至水体底部。
2.根据权利要求1所述的一种基于深井技术的水体蓝藻处理系统，其特征在于，所述深压装置(2)包括引流管道(201)、集藻机构(202)以及推流机构(203)，所述引流管道(201)径向竖直套设在所述原位深井机构(1)内部，所述移动架(4)带动所述引流管道(201)架设在所述原位深井机构(1)上，所述集藻机构(202)设置在所述引流管道(201)的上端并穿过所述原位深井机构(1)与水体连通，所述推流机构(203)设置在所述引流管道(201)的内壁中段。
3.根据权利要求2所述的一种基于深井技术的水体蓝藻处理系统，其特征在于，所述集藻机构(202)包括若干个安装在所述引流管道(201)外壁上的抽水软管(2021)，所述抽水软管(2021)穿过所述原位深井机构(1)的端部连接有两个交叉成V型的漂杆(2022)，所述漂杆(2022)杆体部位安装有若干个球型浮标(2023)，所述球型浮标(2023)带动所述漂杆(2022)水平漂浮在水体上。
4.根据权利要求2所述的一种基于深井技术的水体蓝藻处理系统，其特征在于，所述推流机构(203)包括涡轮(2031)，以及安装所述涡轮(2031)的固定架体(2032)，所述固定架体(2032)横向固定安装在所述引流管道(201)内部，所述固定架体(2032)上设置有带动所述涡轮(2031)转动的动力装置(2033)，所述动力装置(2033)与所述原位深井机构(1)连接，所述涡轮(2031)在转动时带动水体流动并将处于所述引流管道(201)上层的水体运输至所述原位深井机构(1)。
5.根据权利要求3所述的一种基于深井技术的水体蓝藻处理系统，其特征在于，所述原位深井机构(1)包括井体(101)、浮台(102)、太阳能电池板(103)、水质监测系统、藻密度监测系统以及通讯系统，所述井体(101)套设在所述引流管道(201)外侧且侧壁上竖直设置有供所述抽水软管(2021)移动的条形孔(104)，所述井体(101)与所述负压管机构(3)连通，所述浮台(102)滑动套设在所述井体(101)端部；
所述太阳能电池板(103)、所述水质监测系统、所述藻密度监测系统和所述通讯系统分别固定设置在所述浮台(102)上，所述太阳能电池板(103)分别连接所述水质监测系统、所述藻密度监测系统、所述通讯系统以及所述动力装置(2033)，所述通讯系统连接所述水质监测系统和所述藻密度监测系统，所述移动架(4)设置在所述浮台(102)上。
6.根据权利要求5所述的一种基于深井技术的水体蓝藻处理系统，其特征在于，所述移动架(4)包括架设在所述浮台(102)上的固定板(401)，所述固定板(401)横向设置在所述井体(101)上端，所述固定板(401)上设置有穿过孔(402)，所述穿过孔(402)内部设置有提拉杆(403)，所述提拉杆(403)穿过所述穿过孔(402)与所述引流管道(201)连接。
7.根据权利要求5所述的一种基于深井技术的水体蓝藻处理系统，其特征在于，所述负压管机构(3)包括与所述井体(101)连通的出水管(301)，以及设置在所述出水管(301)内部的负压泵(302)，所述负压泵(302)的抽气口朝向所述井体(101)且用于将所述井体(101)内的水体排出。
8.根据权利要求5所述的一种基于深井技术的水体蓝藻处理系统，其特征在于，所述引流管道(201)底部设置有环状粗网(5)，所述环状粗网(5)内边缘与所述引流管道(201)的外边缘连接，所述环状粗网(5)的外边缘与所述井体(101)底部的内边缘连接。
9.根据权利要求6所述的一种基于深井技术的水体蓝藻处理系统，其特征在于，所述浮台(102)内边缘设置有栏杆(6)，所述栏杆(6)包围设置在所述井体(101)的边缘，所述固定板(401)两端架设在所述栏杆(6)上。
10.一种基于权利要求1-9任一项所述的一种基于深井技术的水体蓝藻处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤100、在具有大量藻体的水体底部铸造原位深井机构，并在原位深井机构内部安装有具有引流效果的深压装置；
步骤200、通过深压装置将带藻水体引入原位深井机构，使得藻体从水体浅层进入水体深层，水体在流动过程中压力变大，且受到的光照逐渐降低；
步骤300、设置在原位深井机构端部的负压管机构对从深压装置流至原位深井机构的藻体进一步加压，并带有引流效果，将沉降后的藻体排出原位深井机构。
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