CN115304124A - 一种水源水输送系统中沼蛤生物污损的防治方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及市政给水技术领域，且公开了一种水源水输送系统中沼蛤生物污损的防治方法，包括以下步骤：S1、每年3月‑11月的沼蛤繁殖和生长发育期间，原水输送系统的管理人员通过设备运行控制终端上的触摸控制屏启动原水沼蛤防治系统；S2、原水进水泵按输水流量将原水抽送入进水前池；S3、设备运行控制终端中的雷达液位计实时在线测量进水前池或进水沉砂池中的动态水深，并将实时水深数据传输至PLC自动控制模块。该水源水输送系统中沼蛤生物污损的防治方法，通过超声波对水体范围内形成无死角的高能超声波声场，基于高能超声波声场的空化效应和机械效应对入侵输水系统的沼蛤幼虫和幼贝进行高效灭杀，灭杀范围广，效果好。
Description
技术领域
本发明涉及市政给水技术领域，具体为一种水源水输送系统中沼蛤生物污损的防治方法。
背景技术
沼蛤(Limnoperna fortunei)是一种广泛生长于淡水河、湖和水库的底栖动物，以浮游生物和有机碎屑为食物源，能够在一定水流速度、富含浮游生物且缺少沼蛤上级消费者的输水系统环境中大量滋生。沼蛤的生长发育周期主要经历无壳幼虫期(veliger)、幼贝期(juvenile)和成熟贝期(adult)三个阶段，其中，处于无壳幼虫期(veliger)和幼贝期(juvenile)的沼蛤具有显著的入侵特征。
输水系统出现沼蛤入侵并造成生物污损，可腐蚀混凝土管道结构壁面造成混凝土保护层脱落，造成输水管道、闸门、水泵、滤网滤池等设施、设备堵塞，造成水质恶化，从而影响输水系统运行的耐久性、稳定性和安全性，导致大量输水电耗损失和输水系统维修、维护的经济损失。沼蛤生物污损对输水系统造成的影响，在输送水量大、距离长，配套设施、设备多的水源水输送管道系统中体现的尤为严重，已在多个远距离输水项目中造成巨大损失。
为了应对输水系统中普遍存在的沼蛤生物污损问题，目前普遍采用的防治方法主要包括：设置过滤设施、喷涂防附着涂料、药剂灭杀、物理灭杀等。现有技术措施虽然能够起到一定的沼蛤生物污损治理作用，但在可靠性、经济性、大型工程可行性等方面仍存在明显不足，因此需要发明出一种水源水输送系统中沼蛤生物污损的防治方法来解决上述问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种水源水输送系统中沼蛤生物污损的防治方法，在使用过程中，通过超声波对水体范围内形成无死角的高能超声波声场，基于高能超声波声场的空化效应和机械效应对入侵输水系统的沼蛤幼虫和幼贝进行高效灭杀，灭杀范围广，效果好，且在使用过程无需向原水中引入化学药剂，不会对水体造成污染，并且在使用过程中，可以根据水位调节超声波的范围，操作简单，维护方便，通过设置的独立超声波换能器，便于后期进行更换与维护，使用成本低。
(二)技术方案
为实现上述对入侵输水系统的沼蛤幼虫和幼贝进行高效灭杀，本发明提供如下技术方案：一种水源水输送系统中沼蛤生物污损的防治方法，包括以下步骤：
S1、每年3月-11月的沼蛤繁殖和生长发育期间，原水输送系统的管理人员通过设备运行控制终端上的触摸控制屏启动原水沼蛤防治系统。
S2、原水进水泵按输水流量将原水抽送入进水前池。
S3、设备运行控制终端中的雷达液位计实时在线测量进水前池或进水沉砂池中的动态水深，并将实时水深数据传输至PLC自动控制模块。
S4、PLC自动控制模块接收到水深信号后，通过多频率超声波发生器将工频交流电转换为与超声波换能器相匹配的高频交流电信号，随后自动控制位于实时水位以下超声波声源模块安装组件上的多组多频率全向超声波声源模块通电工作，自动控制位于实时水位以上的多组多频率全向超声波声源模块断电停止工作。
S5、在位于实时水位以下的多组多频率全向超声波声源模块的共同作用下，在进水前池或进水沉砂池的全部水体范围内形成无死角的高能超声波声场，基于高能超声波声场的空化效应和机械效应对入侵输水系统的沼蛤幼虫和幼贝进行高效灭杀。
S6、重复步骤S1-S5的操作，在每年3月-11月的沼蛤繁殖和生长发育时期持续使用沼蛤防治系统，保护长距离原水输送系统免受沼蛤生物污损影响。
优选的，所述步骤S1中，设备运行控制终端包括有雷达液位计、PLC自动控制模块、多频率超声波发生器与触摸控制屏，所述雷达液位计固定安装在进水前池的内部，且所述雷达液位计的测量范围优选为0.1-30m,所述PLC自动控制模块固定安装在设备运行控制终端的内部，所述触摸控制屏固定安装在设备运行控制终端的正面，所述多频率超声波发生器固定安装在设备运行控制终端的内部。
优选的，所述步骤S4中，超声波声源模块安装组件包括不锈钢梁、不锈钢圆钢、不锈钢管与不锈钢固定座，所述不锈钢梁固定安装在进水前池的顶部，所述不锈钢固定座固定安装在进水前池的底部，所述不锈钢圆钢以及不锈钢管固定安装在不锈钢固定座以及不锈钢梁之间，且所述不锈钢圆钢、不锈钢管以及多组多频率全向超声波声源模块焊接在一起,并直接插入到池底。
优选的，所述步骤S4中，多频率全向超声波声源模块包括防水外壳与超声波换能器，所述防水外壳固定安装在不锈钢圆钢以及不锈钢管之间，所述防水外壳的内壁上固定安装有超声波换能器。
优选的，所述多频率超声波发生器的单机超声波发生频率为28kHz、40kHz和68kHz，28kHz、40kHz和68kHz的超声波发生器配置比例为1:1:1，单机功率为3kW-4kW。
优选的，所述多频率全向超声波声源模块的超声波发生频率为28kHz、40kHz和68kHz，28kHz、40kHz和68kHz的全向超声波声源模块配置比例为1:1:1，单个超声波换能器功率为60W-80W。
优选的，所述多频率全向超声波声源模块在目标布置空间中布置时，距离侧壁、底面的距离值等于超声波的有效作用距离(m)，超声波有效作用距离(m)取值为0.25m-0.5m。
优选的，所述多频率全向超声波声源模块在目标布置空间中均匀布置，其布置的立体空间体积按下式计算：
多频率全向超声波声源模块布置区域体积(m3)＝所在区域的设计取水流量(m3/s)×水力停留时间(s)，
其中水力停留时间(s)取值为150s-210s。
优选的，所述多频率全向超声波声源模块在目标空间中的布置方式为垂直方向的同一组立柱上布置相同频率的全向超声波声源模块，水平方向上的相邻立柱之间布置不同频率的全向超声波声源模块,所述多组多频率全向超声波声源模块在目标空间中的布置密度为1-4个/m3.。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种水源水输送系统中沼蛤生物污损的防治方法，具备以下有益效果：
1、该水源水输送系统中沼蛤生物污损的防治方法，在使用过程中，通过超声波对水体范围内形成无死角的高能超声波声场，基于高能超声波声场的空化效应和机械效应对入侵输水系统的沼蛤幼虫和幼贝进行高效灭杀，灭杀范围广，效果好。
2、该水源水输送系统中沼蛤生物污损的防治方法，在使用过程无需向原水中引入化学药剂，不会对水体造成污染，并且在使用过程中，可以根据水位调节超声波的范围，操作简单，维护方便，通过设置的独立超声波换能器，便于后期进行更换与维护，使用成本低。
附图说明
图1为本发明沼蛤生物污损防治装置在原水输送系统进水前池中的平面布置示意图；
图2为本发明设备运行控制终端正面剖视示意图；
图3为本发明设备运行控制终端正面示意图；
图4为本发明超声波声源模块安装组件剖视示意图；
图5为本发明多频率全向超声波声源模块剖视示意图；
图6为本发明28kHz多频率全向超声波声源模块示意图；
图7为本发明40kHz多频率全向超声波声源模块示意图；
图8为本发明68kHz多频率全向超声波声源模块示意图；
图9为本发明进水前池中的超声波声场模拟示意图。
图中：1、进水前池；2、设备运行控制终端；21、触摸控制屏；22、PLC自动控制模块；23、多频率超声波发生器；24、雷达液位计；3、超声波声源模块安装组件；31、不锈钢梁；32、不锈钢固定座；33、不锈钢圆钢；34、不锈钢管；4、多频率全向超声波声源模块；41、防水外壳；42、超声波换能器。
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。
请参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：一种水源水输送系统中沼蛤生物污损的防治方法，包括以下步骤：
S1、每年3月-11月的沼蛤繁殖和生长发育期间，原水输送系统的管理人员通过设备运行控制终端2上的触摸控制屏21启动原水沼蛤防治系统。
设备运行控制终端2包括有雷达液位计24、PLC自动控制模块22、多频率超声波发生器23与触摸控制屏21，雷达液位计24固定安装在进水前池1的内部，且雷达液位计24的测量范围优选为0.1-30m,PLC自动控制模块22固定安装在设备运行控制终端2的内部，触摸控制屏21固定安装在设备运行控制终端2的正面，多频率超声波发生器23固定安装在设备运行控制终端2的内部。
S2、原水进水泵按输水流量将原水抽送入进水前池1。
S3、设备运行控制终端2中的雷达液位计24实时在线测量进水前池1或进水沉砂池中的动态水深，并将实时水深数据传输至PLC自动控制模块22；
S4、PLC自动控制模块22接收到水深信号后，通过多频率超声波发生器23将工频交流电转换为与超声波换能器42相匹配的高频交流电信号，随后自动控制位于实时水位以下超声波声源模块安装组件3上的多组多频率全向超声波声源模块4通电工作，自动控制位于实时水位以上的多组多频率全向超声波声源模块4断电停止工作。
超声波声源模块安装组件3包括不锈钢梁31、不锈钢圆钢33、不锈钢管34与不锈钢固定座32，不锈钢梁31固定安装在进水前池1的顶部，不锈钢固定座32固定安装在进水前池1的底部，不锈钢圆钢33以及不锈钢管34固定安装在不锈钢固定座32以及不锈钢梁31之间，且不锈钢圆钢33、不锈钢管34以及多组多频率全向超声波声源模块4焊接在一起,并直接插入到池底。
多频率全向超声波声源模块4包括防水外壳41与超声波换能器42，防水外壳41固定安装在不锈钢圆钢33以及不锈钢管34之间，防水外壳41的内壁上固定安装有超声波换能器42。
S5、在位于实时水位以下的多组多频率全向超声波声源模块4的共同作用下，在进水前池1或进水沉砂池的全部水体范围内形成无死角的高能超声波声场，基于高能超声波声场的空化效应和机械效应对入侵输水系统的沼蛤幼虫和幼贝进行高效灭杀。
多频率超声波发生器23的单机超声波发生频率为28kHz、40kHz和68kHz，28kHz、40kHz和68kHz的超声波发生器配置比例为1:1:1，单机功率为3kW-4kW。
多频率全向超声波声源模块4的超声波发生频率为28kHz、40kHz和68kHz，28kHz、40kHz和68kHz的全向超声波声源模块配置比例为1:1:1，单个超声波换能器42功率为60W-80W。
多频率全向超声波声源模块4在目标布置空间中布置时，距离侧壁、底面的距离值等于超声波的有效作用距离(m)，超声波有效作用距离(m)取值为0.25m-0.5m。
多频率全向超声波声源模块4在目标布置空间中均匀布置，其布置的立体空间体积按下式计算：
多频率全向超声波声源模块4布置区域体积(m3)＝所在区域的设计取水流量(m3/s)×水力停留时间(s)，
其中水力停留时间(s)取值为150s-210s。
多频率全向超声波声源模块4在目标空间中的布置方式为垂直方向的同一组立柱上布置相同频率的全向超声波声源模块，水平方向上的相邻立柱之间布置不同频率的全向超声波声源模块,多组多频率全向超声波声源模块4在目标空间中的布置密度为1-4个/m3.。
S6、重复步骤S1-S5的操作，在每年3月-11月的沼蛤繁殖和生长发育时期持续使用沼蛤防治系统，保护长距离原水输送系统免受沼蛤生物污损影响。
该水源水输送系统中沼蛤生物污损的防治方法，在使用过程中，通过超声波对水体范围内形成无死角的高能超声波声场，基于高能超声波声场的空化效应和机械效应对入侵输水系统的沼蛤幼虫和幼贝进行高效灭杀，灭杀范围广，效果好，且在使用过程无需向原水中引入化学药剂，不会对水体造成污染，并且在使用过程中，可以根据水位调节超声波的范围，操作简单，维护方便，通过设置的独立超声波换能器，便于后期进行更换与维护，使用成本低。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种水源水输送系统中沼蛤生物污损的防治方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、每年3月-11月的沼蛤繁殖和生长发育期间，原水输送系统的管理人员通过设备运行控制终端(2)上的触摸控制屏(21)启动原水沼蛤防治系统；
S2、原水进水泵按输水流量将原水抽送入进水前池(1)；
S3、设备运行控制终端(2)中的雷达液位计(24)实时在线测量进水前池(1)或进水沉砂池中的动态水深，并将实时水深数据传输至PLC自动控制模块(22)；
S4、PLC自动控制模块(22)接收到水深信号后，通过多频率超声波发生器(23)将工频交流电转换为与超声波换能器(42)相匹配的高频交流电信号，随后自动控制位于实时水位以下超声波声源模块安装组件(3)上的多组多频率全向超声波声源模块(4)通电工作，自动控制位于实时水位以上的多组多频率全向超声波声源模块(4)断电停止工作；
S5、在位于实时水位以下的多组多频率全向超声波声源模块(4)的共同作用下，在进水前池(1)或进水沉砂池的全部水体范围内形成无死角的高能超声波声场，基于高能超声波声场的空化效应和机械效应对入侵输水系统的沼蛤幼虫和幼贝进行高效灭杀；
S6、重复步骤S1-S5的操作，在每年3月-11月的沼蛤繁殖和生长发育时期持续使用沼蛤防治系统，保护长距离原水输送系统免受沼蛤生物污损影响。
2.根据权利要求1所述的一种水源水输送系统中沼蛤生物污损的防治方法，其特征在于，所述步骤S1中，设备运行控制终端(2)包括有雷达液位计(24)、PLC自动控制模块(22)、多频率超声波发生器(23)与触摸控制屏(21)，所述雷达液位计(24)固定安装在进水前池(1)的内部，且所述雷达液位计(24)的测量范围优选为0.1-30m,所述PLC自动控制模块(22)固定安装在设备运行控制终端(2)的内部，所述触摸控制屏(21)固定安装在设备运行控制终端(2)的正面，所述多频率超声波发生器(23)固定安装在设备运行控制终端(2)的内部。
3.根据权利要求1所述的一种水源水输送系统中沼蛤生物污损的防治方法，其特征在于，所述步骤S4中，超声波声源模块安装组件(3)包括不锈钢梁(31)、不锈钢圆钢(33)、不锈钢管(34)与不锈钢固定座(32)，所述不锈钢梁(31)固定安装在进水前池(1)的顶部，所述不锈钢固定座(32)固定安装在进水前池(1)的底部，所述不锈钢圆钢(33)以及不锈钢管(34)固定安装在不锈钢固定座(32)以及不锈钢梁(31)之间，且所述不锈钢圆钢(33)、不锈钢管(34)以及多组多频率全向超声波声源模块(4)焊接在一起,并直接插入到池底。
4.根据权利要求3所述的一种水源水输送系统中沼蛤生物污损的防治方法，其特征在于，所述步骤S4中，多频率全向超声波声源模块(4)包括防水外壳(41)与超声波换能器(42)，所述防水外壳(41)固定安装在不锈钢圆钢(33)以及不锈钢管(34)之间，所述防水外壳(41)的内壁上固定安装有超声波换能器(42)。
5.根据权利要求2所述的一种水源水输送系统中沼蛤生物污损的防治方法，其特征在于，所述多频率超声波发生器(23)的单机超声波发生频率为28kHz、40kHz和68kHz，28kHz、40kHz和68kHz的超声波发生器配置比例为1:1:1，单机功率为3kW-4kW。
6.根据权利要求4所述的一种水源水输送系统中沼蛤生物污损的防治方法，其特征在于，所述多频率全向超声波声源模块(4)的超声波发生频率为28kHz、40kHz和68kHz，28kHz、40kHz和68kHz的全向超声波声源模块配置比例为1:1:1，单个超声波换能器(42)功率为60W-80W。
7.根据权利要求4所述的一种水源水输送系统中沼蛤生物污损的防治方法，其特征在于，所述多频率全向超声波声源模块(4)在目标布置空间中布置时，距离侧壁、底面的距离值等于超声波的有效作用距离(m)，超声波有效作用距离(m)取值为0.25m-0.5m。
8.根据权利要求4所述的一种水源水输送系统中沼蛤生物污损的防治方法，其特征在于，所述多频率全向超声波声源模块(4)在目标布置空间中均匀布置，其布置的立体空间体积按下式计算：
多频率全向超声波声源模块(4)布置区域体积(m3)＝所在区域的设计取水流量(m3/s)×水力停留时间(s)，
其中水力停留时间(s)取值为150s-210s。
9.根据权利要求4所述的一种水源水输送系统中沼蛤生物污损的防治方法，其特征在于，所述多频率全向超声波声源模块(4)在目标空间中的布置方式为垂直方向的同一组立柱上布置相同频率的全向超声波声源模块，水平方向上的相邻立柱之间布置不同频率的全向超声波声源模块,所述多组多频率全向超声波声源模块(4)在目标空间中的布置密度为1-4个/m3.。
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Citations (6)
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2022
- 2022-08-17 CN CN202210985664.2A patent/CN115304124A/zh active Pending
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