CZ2013970A3

CZ2013970A3 - Mobile device for reduction of blue-green algae, particularly in reservoirs of small depths

Info

Publication number: CZ2013970A3
Application number: CZ2013-970A
Authority: CZ
Inventors: František Pochylý; Jan Sluše
Original assignee: Vysoké Učení Technické V Brně
Priority date: 2013-12-05
Filing date: 2013-12-05
Publication date: 2015-02-18
Also published as: CZ304971B6

Abstract

Mobilní zařízení pro redukci sinic, zejména v nádržích malých hloubek, které je uchyceno na nosném tělese (1) volně pohyblivém na hladině nádrže a je opatřeno čerpadlem (2), sací trubicí (5) vody z nádrže a přisávací trubicí (4) vzduchu, jehož podstata spočívá v tom, že výtlak z čerpadla (2) je vyveden do směšovací komory (6), na níž jsou napojena pod úrovní spodní plochy nosného tělesa (1) minimálně dvě v podstatě horizontálně situovaná ramena (7) zakončená výtlačnými tryskami (8), přičemž alespoň jedno z ramen (7) je opatřeno prostředky pro zajištění změny směru nebo množství směsi vody a přisátého vzduchu vytékající z výtlačné trysky (8).Mobile cyanobacterial reduction device, especially in small depth tanks, which is mounted on a support body (1) freely movable on the tank surface and is provided with a pump (2), a water suction pipe (5) and an air suction pipe (4) characterized in that the discharge from the pump (2) is led to a mixing chamber (6) at which at least two substantially horizontally situated arms (7) terminating at the nozzle body (1) are connected below the bottom surface of the support body (1). 8), wherein at least one of the arms (7) is provided with means for providing a change of direction or amount of the water / air mixture mixture flowing out of the discharge nozzle (8).

Description

Mobilní zařízení pro redukci sinic, zejména v nádržích malých hloubekMobile devices for cyanobacteria reduction, especially in shallow tanks

Oblast technikyField of technology

Vynález spadá do oblasti nechemického způsobu čištění povrchových vodních ploch a týká se zařízení pro redukci sinic ve vodních nádržích, zejména v nádržích malých hloubek, které svým čerpacím a provzdušňovacím účinkem obohacuje kyslíkem vrstvy vodní masy a uměle promíchává vodní sloupec, čímž je umožněna změna biotických a abiotických podmínek ve vodním prostředí.The invention relates to the field of non-chemical surface water treatment and relates to a device for the reduction of cyanobacteria in water reservoirs, especially in shallow depth reservoirs, which enriches the water mass layer with oxygen and artificially stirs the water column with its pumping and aerating effect, thus enabling biotic and abiotic conditions in the aquatic environment.

Dosavadní stav technikyState of the art

Redukce sinic ve vodních nádržích je v současné době prováděna různými fyzikálními, chemickými a biologickými metodami či technologiemi, které se liší efektivitou účinku vůči sinicím, mírou prevence růstu sinic, mírou ovlivnění vodního ekosystému, požadavky na technologické vybavení a v neposlední řadě i ekonomickou náročností. Redukce sinic ve velkoplošných nádržích je prováděna v podstatě čtyřmi hlavními způsoby. Prvním známou metodou je inhibice sinic pomocí vhodné účinné látky, kdy se převážně používají chemické látky, které mají obvykle krátkodobý účinek s rizikem nežádoucích vedlejších efektů. Druhým známým způsobem redukce sinic je využití působení elektrického či elektromagnetického pole. Třetí používanou metodou je kavitace, kdy je využíváno působení ultrazvukové frekvence ke vzniku dutin v kapalině, a to při lokálním poklesu tlaku a jejich následovaných implozí. Předkládané zařízení na redukci sinic ve vodních nádržích je založeno na využití posledního, čtvrtého, způsobu, což je nechemické omezení rozvoje sinic obohacováním vodní masy kyslíkem metodou aerace, kavitace a destratifikace.The reduction of cyanobacteria in water reservoirs is currently carried out by various physical, chemical and biological methods or technologies that differ in the effectiveness of cyanobacteria, the degree of prevention of cyanobacterial growth, the degree of impact on the aquatic ecosystem, technological equipment requirements and, last but not least, economic demands. The reduction of cyanobacteria in large-scale reservoirs is basically carried out in four main ways. The first known method is the inhibition of cyanobacteria by means of a suitable active substance, which mainly uses chemicals which usually have a short-term effect with the risk of undesirable side effects. The second known way to reduce cyanobacteria is to use an electric or electromagnetic field. The third method used is cavitation, which uses the action of ultrasonic frequency to create cavities in the liquid, at a local pressure drop and their subsequent implosions. The present device for the reduction of cyanobacteria in water reservoirs is based on the use of the last, fourth, method, which is a non-chemical limitation of cyanobacterial development by enriching the water mass with oxygen by aeration, cavitation and destratification.

Μ**···.Μ ** ···.

-2Aerace neboli provzdušňování, je vhánění směsi vzduchu nebo přečerpávání aerované vody do potenciálních anoxických vrstev, zejména hypolimnia. Hypolimnium je spodní nejchladnější vrstva vody v jezerech a vodních nádržích těsně nad sedimenty s neměnnou teplotou, kde se pro nízkou koncentraci kyslíku a nedostatek světla většinou nevyskytují fotosynteticky aktivní organismy. Destratifikace je pak umělé promíchávání vodního sloupce, kdy dochází ke zrušení jednotlivých vodních vrstev ve vodní nádrži. Základem principu destratifikace je zvýšení podílu rozpuštěného vzduchu, zejména kyslíku ve spodních vrstvách vodního sloupce, aby se jednak předešlo nepříznivým vlivům anoxie vznikající při stratifikaci nádrže u dna a jednak se snížilo uvolňování fosforu ze sedimentů. Promíchávání vodního sloupce je rovněž účinné pro omezení výskytu i těch druhů sinic, které jsou schopné regulace své pozice ve vodním sloupci pomocí plynových měchýřků. Destratifikací je tato výhoda zrušena, a tak může dojít k podpoře růstu dalších skupin fytoplanktonu, především rozsivek a zelených řas.-2Aeration, or aeration, is the injection of a mixture of air or the pumping of aerated water into potential anoxic layers, especially hypolimnia. Hypolimnium is the lower coldest layer of water in lakes and reservoirs just above sediments with constant temperature, where photosynthetically active organisms usually do not occur due to low oxygen concentration and lack of light. Destratification is then the artificial mixing of the water column, which eliminates the individual water layers in the water tank. The basis of the destratification principle is to increase the proportion of dissolved air, especially oxygen in the lower layers of the water column, in order to prevent the adverse effects of anoxia arising from the stratification of the bottom tank and to reduce the release of phosphorus from sediments. Stirring of the water column is also effective in reducing the occurrence of those species of cyanobacteria that are able to regulate their position in the water column by means of gas bladders. Destratification abolishes this advantage and can support the growth of other phytoplankton groups, especially diatoms and green algae.

Při destratifikací se množství rozpuštěného kyslíku řídí Henryho zákonem a je závislé na statickém tlaku a teplotě. S poklesem teploty a růstem hydrostatického tlaku se množství rozpuštěného kyslíku zvyšuje. Vlivem atmosférického tlaku na hladině dochází k obohacování horních vrstev vody v nádrži kyslíkem. Účelem destratifikace je tedy postupné obohacování všech vrstev vodní masy kyslíkem, kde účinnost tohoto obohacování závisí na množství rozpuštěného kyslíku v horních vrstvách u hladiny, výkonu čerpadla, charakteru proudění vyvolaném čerpadlem a částečně na změnách hustoty vody. Princip kavitace využívá obou předchozích metod a navíc, prudkými změnami tlaku dochází k likvidaci velkého procenta sinic.In destratification, the amount of dissolved oxygen is governed by Henry's law and is dependent on static pressure and temperature. As the temperature decreases and the hydrostatic pressure increases, the amount of dissolved oxygen increases. Due to the atmospheric pressure on the surface, the upper layers of the water in the tank are enriched with oxygen. The purpose of destratification is thus the gradual enrichment of all layers of the water mass with oxygen, where the effectiveness of this enrichment depends on the amount of dissolved oxygen in the upper layers at the surface, pump power, pump flow and partly water density changes. The cavitation principle uses both of the previous methods and, in addition, a large percentage of cyanobacteria are eliminated by sharp changes in pressure.

K okysličování vod se používá řada typů aeračních zařízení různých koncepcí. Jedná se buď o jemnobublinkové trubkové provzdušňovače či speciální směšovače vody a vzduchu, nebo se jedná o ponorné aerátory buď zavěšené na hladině/nebo usazené na dně nádrže či jiné vodní plochy. Většinou se jedná o zařízení vertikálního uspořádání tvořená elektromotorem a hydraulickou částí sestávající z oběžného kola a statoru, na který je napojeno vzduchové sací potrubí. Různé druhy funkčních řešení hydraulických částí ponorných aerátorů jsou popsány například ve spisech US 6273^02, US 6270061, US ^82777, US ^89^10, FR 2804884, EP 993^62, EP i ‘/A Αν A a S yl γλ Y bMany types of aeration equipment of various concepts are used to oxidize water. These are either fine-bubble tube aerators or special water-air mixers, or they are submersible aerators either suspended on the surface and / or seated on the bottom of a tank or other water surface. It is usually a vertical device consisting of an electric motor and a hydraulic part consisting of an impeller and a stator to which the air intake manifold is connected. Various types of functional solutions for the hydraulic parts of immersion aerators are described, for example, in U.S. Pat. No. 6,273,022, U.S. Pat. No. 6,2700,661, U.S. Pat. No. 8,2777, U.S. Pat. And b

847(799, EP 577^52, JP 58008589, WO 01/6^04, CA 2(248(128, US $73^377, DE 29819704 nebo US 492^598. Všechna tato řešení používají buď jednodiskové nebo Y A dvoudiskové oběžné kolo s lopatkami vytvořenými na jedné ploše, zpravidla spodní, či obou plochách disků nebo lopatkami umístěnými mezi disky.847 (799, EP 577 ^ 52, JP 58008589, WO 01/6 ^ 04, CA 2 (248 (128, US $ 73 ^ 377, DE 29819704 or US 492 ^ 598). All these solutions use either a single-disc or YA two-disc impeller. with blades formed on one surface, usually the bottom, or both surfaces of the discs or blades located between the discs.

K promíchávání vodní masy se používá řada typů zařízení různých konstrukčních provedení. Jedno z takovýchto zařízení je popsáno například ve spise KR 20000018177 A, kde podstatou technického řešení je otevřené oběžné kolo, pomocí kterého je přisáván vzduch a míchán s tekutinou. Směs je dopravována do malých hloubek, kde dochází k obohacování kalu kyslíkem. Další technické řešení je známo ze spisu GB 1^236^434 A. Jedná o zařízení na povrchovou aeraci s možností dopravy směsi obohacené kyslíkem do malých hloubek. Čerpadlo s možností přisávání vzduchu a dopravu směsi do místa s nízkým obsahem kyslíku je popsáno 1^20 Y. Další provzdušňovací zařízení je známé ze spisuMany types of equipment of various designs are used to mix the body of water. One such device is described, for example, in document KR 20000018177 A, where the essence of the technical solution is an open impeller, by means of which air is sucked in and mixed with the fluid. The mixture is transported to small depths, where the sludge is enriched with oxygen. Another technical solution is known from GB 1 ^ 236 ^ 434 A. It is a device for surface aeration with the possibility of transporting an oxygen-enriched mixture to small depths. A pump with the possibility of sucking in air and transporting the mixture to a place with a low oxygen content is described as 1 ^ 20 Y. Another aeration device is known from the document.

DE 19942802 A1, jehož podstatou je speciální rotační aerátor s možností přisávání vzduchu do radiálních ramen a jeho dopravou do zvolené hloubky v nádrži. Ve spisech JP d29^82 A a DE ^20^83 jsou popsána zařízení, čerpající vodu bez obsahu kyslíku z velkých hloubek do speciálního míchacího zařízení, kde se voda obohacuje kyslíkem a vrací se zpět do hloubky. Rovněž jsou známé aerační, respektive destratifikační, věže, které slouží k promíchávání a okysličení vodního sloupce a využívají principu dopravy okysličené vody z vyšších vrstev pod hladinou do bezkyslíkatých oblastí, které se vyskytují zejména nade dnem. K aerátoru umístěnému nade dnem, je přiváděn vzduch, který je míchán s vodou, a tato směs vzduchu a vody je tryskami vypouštěna do okolního bezkyslíkatého prostředí.DE 19942802 A1, the essence of which is a special rotary aerator with the possibility of sucking air into the radial arms and transporting it to a selected depth in the tank. JP d29 ^ 82 A and DE ^ 20 ^ 83 describe devices for pumping oxygen-free water from great depths to a special mixing device, where the water is enriched with oxygen and returned to the depth. Aeration or destratification towers are also known, which serve to stir and oxygenate the water column and use the principle of transporting oxygenated water from higher layers below the surface to oxygen-free areas, which occur mainly above the ground. Air, which is mixed with water, is fed to an aerator located above the bottom, and this mixture of air and water is discharged through nozzles into the surrounding oxygen-free environment.

Konečně je znám způsob redukce sinic a soustava k provádění tohoto způsobu popsaná ve spise CZ 304^009, kdy je využívána kombinace destratifikačního a aeračního zařízení, přičemž je dosaženo cíleného okysličení vodní masy a ve spise CNFinally, a method for reducing cyanobacteria and a system for carrying out this method are known, which is described in CZ 304 ^ 009, which uses a combination of destratification and aeration equipment, whereby targeted oxygenation of the water mass is achieved, and in CN

-4současně vertikálního přeskupení vodního sloupce, což má za následek zvýšení účinnosti vznosu kyslíku do spodních vrstev nádrže při nižší spotřebě energie. Využití tohoto řešení je však určeno pouze pro nádrže s velkou hloubkou vodní masy.-4 at the same time vertical rearrangement of the water column, which results in increased efficiency of oxygen lift to the lower layers of the tank with lower energy consumption. However, the use of this solution is intended only for tanks with a large depth of water mass.

Úkolem předkládaného vynálezu je představit nový typ konstrukčně poměrně jednoduchého, a tím výrobně a investičně nenáročného, mobilního plovoucího zařízení, které je možno uplatnit pro nádrže s malou hloubkou vodní masy a které je založeno na robotickém principu činnosti bez nutné součinnosti lidské posádky.The object of the present invention is to present a new type of relatively simple, and thus inexpensive, mobile floating device which can be used for tanks with a small water depth and which is based on the robotic principle of operation without the necessary cooperation of the human crew.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Stanoveného cíle je do značné míry dosaženo vynálezem, kterým je mobilní zařízení pro redukci sinic, zejména v nádržích malých hloubek, které je uchyceno na nosném tělese volně pohyblivém na hladině nádrže a je opatřeno čerpadlem, sací trubicí vody z nádrže a přisávací trubicí vzduchu, jehož podstata spočívá v tom, že výtlak z čerpadla je vyveden do směšovací komory, na níž jsou napojena pod úrovní spodní plochy nosného tělesa minimálně dvě v podstatě horizontálně situovaná ramena zakončená výtlačnými tryskami, přičemž alespoň jedno z ramen obsahuje prostředky pro zajištění změny směru nebo množství směsi vody a přisátého vzduchu vytékající z výtlačné trysky.The stated object is largely achieved by the invention, which is a mobile device for the reduction of cyanobacteria, especially in shallow tanks, which is mounted on a support body freely movable on the tank surface and is provided with a pump, a water suction tube from the tank and an air suction tube The essence is that the discharge from the pump is led to the mixing chamber, to which at least two substantially horizontally situated arms terminated by discharge nozzles are connected below the level of the lower surface of the support body, at least one of the arms comprising means for changing direction or amount of mixture water and intake air flowing out of the discharge nozzle.

Ve výhodném provedení je nosné těleso tvořeno velkorozměrnou plovoucí konstrukcí, vytvořenou ve tvaru anuloidu naplněného vzduchem, jejíž středová část je opatřena základnou, přičemž alespoň jedno z ramen je uchyceno bočně výkyvné a je opatřeno ovládacím členem, který je propojen s pohonným ústrojím vybaveným napájecím zdrojem.In a preferred embodiment, the support body is formed by a large-sized floating structure formed in the shape of an air-filled annulus, the central part of which is provided with a base, at least one of the arms being laterally pivotable and provided with an actuating member connected to a drive equipped with a power supply.

V optimálním provedení je ovládací člen tvořen dvouramennou pákou, pohonné ústrojí je tvořeno elektromotorem a napájecí zdroj je tvořen baterií nebo solárním článkem, přičemž alespoň do jednoho z ramen může být zabudován řídicí ventil.In an optimal embodiment, the control member is formed by a two-arm lever, the drive device is formed by an electric motor and the power supply is formed by a battery or a solar cell, wherein a control valve can be built into at least one of the arms.

Je rovněž výhodné, když je čerpadlo provedeno v aerátorovém provedení a je upevněno zespodu k základně nosného tělesa pod hladinou vody nebo když je čerpadlo sacího provedení, je upevněno na horní ploše základny a je vybaveno pohonem.It is also advantageous if the pump is designed in an aerator design and is mounted at the bottom of the base of the support body below the water surface or if the pump is of the suction design, mounted on the upper surface of the base and provided with a drive.

V dalších výhodných provedeních je na výtlak čerpadla před směšovací komoru napojen centrální ejektor, do něhož je vyvedena přisávací trubice, nebo je výtlak čerpadla vyveden přímo do směšovací komory a alespoň v jednom z ramen je zabudován lokální ejektor, který je napojen na přisávací trubici, popřípadě je výtlak čerpadla vyveden přímo do směšovací komory a alespoň v jednom z ramen je zabudována kavitační trubice.In other preferred embodiments, a central ejector is connected to the pump discharge in front of the mixing chamber, into which the suction tube is led, or the pump discharge is fed directly into the mixing chamber and a local ejector is built into at least one of the arms and connected to the suction tube. the pump discharge is led directly to the mixing chamber and a cavitation tube is built into at least one of the arms.

Předkládaným vynálezem se dosahuje vyššího účinku v tom, že zařízení zajišťuje dodávku kyslíku do požadované hloubky vodní masy nádrže, aniž by docházelo ke zvednutí dnových sedimentů vytvářejících příznivé podmínky pro vznik sinic. Zařízení je mobilní, když mobilita je zajišťována aeračními tryskami, které kromě aerační funkce zabezpečují vlivem reaktivního účinku aerační směsi pohyb zařízení po hladině. Zařízením se tak zajišťuje okysličování celé plochy nádrže, přičemž jeho činnost je řízena softwarově bez nutné stálé přítomnosti lidské obsluhy.The present invention achieves a higher effect in that the device ensures the supply of oxygen to the required depth of the water mass of the tank without lifting the bottom sediments creating favorable conditions for the formation of cyanobacteria. The device is mobile when the mobility is provided by aeration nozzles which, in addition to the aeration function, ensure the movement of the device on the surface due to the reactive effect of the aeration mixture. The device thus ensures the oxygenation of the entire area of the tank, while its operation is controlled by software without the need for the constant presence of human operators.

Ob/a kAOb / a kA

APoois-Dbfázků-na-DřipGjeHýeh-výkfeseGh-7APoois-Dbfázků-na-DřipGjeHýeh-výkfeseGh-7

Konkrétní příklady provedení vynálezu jsou schematicky znázorněny na připojených výkresech, kde:Specific embodiments of the invention are schematically illustrated in the accompanying drawings, in which:

obr.la) je nárysný pohled na základní provedení zařízení vybavené aerátorem, obr. 1b) je boční pohled na zařízení z obr.la) s nosným tělesem v částečném řezu, ’ ' * · 9 Λ ->Fig. 1a) is a front view of the basic embodiment of the device equipped with an aerator, Fig. 1b) is a side view of the device of Fig. 1a) with the support body in partial section, ’'* · 9 Λ ->

♦ ''' * * · ! * * 9 · 9 ' i 9 i ·♦ '' '* * ·! * * 9 · 9 'and 9 i ·

-6obr.2a) je nárysný pohled na alternativní provedení zařízení vybavené centrálním ejektorem, obr.2b) je boční pohled na zařízení z obr.2a) s nosným tělesem v částečném řezu, obr.3a) je nárysný pohled na alternativní provedení zařízení vybavené lokálními ejektory na výtlačných trubicích, obr.3b) je boční pohled na zařízení z obr.3a) s nosným tělesem v částečném řezu, obr.4a) je nárysný pohled na alternativní provedení zařízení vybavené lokálním ejektorem v kombinaci s lokální kavitační trubicí, obr.4b) je boční pohled na zařízení z obr.4a) s nosným tělesem v částečném řezu, obr.5a) je detailní nárysný pohled na možné provedení rozváděcího uzlu kapaliny vybaveného aerátorovým čerpadlem a do něho zapojenými výtlačnými tryskami, lokálním ejektorem a kavitační trubicí, obr.5b) je detailní nárysný pohled na možné provedení rozváděcího uzlu kapaliny vybaveného kavitačními trubicemi a obr.5c) je detailní nárysný pohled na možné provedení rozváděcího uzlu kapaliny vybaveného ejektorem se zabudovaným řídicím ventilem.Fig. 2a is a front view of an alternative embodiment of the device equipped with a central ejector, Fig. 2b) is a side view of the device of Fig. 2a) with the support body in partial section, Fig. 3a is a front view of an alternative embodiment of the device equipped with local ejectors. ejectors on discharge tubes, Fig. 3b) is a side view of the device of Fig. 3a) with a supporting body in partial section, Fig. 4a) is a front view of an alternative embodiment of the device equipped with a local ejector in combination with a local cavitation tube, Fig. 4b Fig. 5 is a side view of the device of Fig. 4a) with the support body in partial section; 5b) is a detailed elevational view of a possible embodiment of a liquid distribution unit equipped with cavitation tubes and Fig. 5c) is a detailed elevational view of a possible embodiment of a liquid distribution unit equipped with an ejector with built-in control valve.

Výkresy, které znázorňují představovaný vynález a následně popsané příklady konkrétních provedení v žádném případě neomezují rozsah ochrany uvedený v definici, ale jen objasňují podstatu vynálezu.The drawings, which illustrate the present invention and the examples of specific embodiments described below, in no way limit the scope of protection given in the definition, but merely clarify the essence of the invention.

-iskui zrněni > Příklady ^evedenkvvnálezuExamples of Evidence of the Invention

Zařízení pro redukci sinic podle vynálezu je uchyceno na nosném tělese 1_ vytvořeném tak, aby umožňovalo volný pohyb po hladině nádrže. V optimálním případě je nosné těleso 1 tvořeno velkorozměrnou plovoucí konstrukcí ve tvaru anuloidu, který je naplněn vzduchem a jehož středová část je opatřena základnouThe cyanobacteria reduction device according to the invention is mounted on a support body 7 designed to allow free movement on the surface of the tank. In the optimal case, the supporting body 1 is formed by a large-sized floating structure in the shape of an annulus, which is filled with air and whose central part is provided with a base

-7101 upevněnou na úrovni spodní hrany nosného tělesa 1. Vlastní zařízení je v základním provedení znázorněném na obr. 1a) a obr. 1b) tvořeno čerpadlem 2_ speciálně konstruovaným v aerátorovém provedení, které je upevněno k základně 101 zespodu a je do něho zapojena přisávací trubice 4 vzduchu a sací trubice 5. vody. Výtlak z čerpadla 2 je vyveden do směšovací komory 6, na níž jsou napojena dvě nestejně dlouhá v podstatě horizontálně situovaná výtlačná ramena 7 zakončená výtlačnými tryskami 8, přičemž alespoň jedno z ramen 7 je uchyceno bočně výkyvné a je opatřeno ovládacím členem 9, například dvouramennou pákou, který je propojen s pohonným ústrojím 10, tvořeným např. elektromotorem, vybaveným napájecím zdrojem H, například baterií nebo solárním článkem.-7101 mounted at the level of the lower edge of the support body 1. The device itself is in the basic embodiment shown in Fig. 1a) and Fig. 1b) formed by a pump 2 specially designed in an aerator design, which is fixed to the base 101 from below and is sucked into air tube 4 and suction tube 5. water. The discharge from the pump 2 is led to a mixing chamber 6, to which two unequally long substantially horizontally situated discharge arms 7 are connected, terminated by discharge nozzles 8, at least one of the arms 7 being mounted laterally pivotable and provided with an actuating member 9, for example a two-arm lever. , which is connected to a drive device 10, formed for example by an electric motor, equipped with a power supply H, for example a battery or a solar cell.

V alternativním provedení podle obr.2a) a obr.2b) je čerpadlo 2 aerátorového provedení nahrazeno sacím čerpadlem 2 upevněným na horní ploše základny 101 a vybaveným pohonem 21. například motorem, kde na výtlak čerpadla 2 je před směšovací komoru 6 napojen centrální ejektor 12, do něhož je vyvedena přisávací trubice 4. V dalším alternativním provedení zařízení znázorněném na obr.3a) a obr.3b) je výtlak čerpadla 2 vyveden přímo do směšovací komory 6 a v ramenech 7 jsou zabudovány lokální ejektory 13, které jsou napájeny vzduchem z přisávací trubice 4. Konečně je pak možno zařízení realizovat podle provedení znázorněném na obr.4a) a 4b) tak, že výtlak čerpadla 2 je vyvedený přímo do směšovací komory 6 a do jednoho z ramen 7 je zabudován lokální ejektor 13 propojený na přisávací trubici 4 a do dalšího ramena 7 je zabudována kavitační trubice 14. Konkrétní možná příkladná provedení rozváděcího uzlu kapaliny jsou znázorněna na obr. 5a) až obr. 5c), kde na obr. 5a) je znázorněna směšovací komora 6 se zapojenými dvěma výtlačnými tryskami 8, jedním lokálním ejektorem 13 a jednou kavitační trubicí 14. Na obr. 5b) je znázorněno řešení rozváděcího uzlu kapaliny řešeným pouze kavitačními trubicemi 14 napojenými před výtlačné trysky 8 a na obr.5c) provedení s jedním lokálním ejektorem 13 se zabudovaným řídicím ventilem 15 nahrazujícím ovládací člen 9.In the alternative embodiment according to Fig. 2a) and Fig. 2b) the aerator pump 2 is replaced by a suction pump 2 mounted on the upper surface of the base 101 and equipped with a drive 21, for example a motor, where a central ejector 12 is connected to the pump discharge 2 In another alternative embodiment of the device shown in Fig. 3a) and Fig. 3b) the discharge of the pump 2 is led directly to the mixing chamber 6 and local ejectors 13 are built into the arms 7, which are supplied with air from Finally, the device can be realized according to the embodiment shown in Figs. 4a) and 4b) so that the discharge of the pump 2 is led directly to the mixing chamber 6 and a local ejector 13 connected to the suction tube 4 is built into one of the arms 7. and a cavitation tube 14 is built into the other arm 7. Specific possible exemplary embodiments of the liquid distribution unit are shown in Figs. 5a) to 5c), where in Fig. 5a) a mixing chamber is shown. 6 with connected two discharge nozzles 8, one local ejector 13 and one cavitation tube 14. Fig. 5b) shows a solution of a liquid distribution node solved only by cavitation tubes 14 connected in front of the discharge nozzles 8 and in Fig. 5c) an embodiment with one local an ejector 13 with a built-in control valve 15 replacing the control member 9.

» i it ! f 9 » • 1 * « > : »S • ’ f >J * <í * 4 i» ‘ 9 · ‘1 t í i M f » * * -·»I it! f 9 »• 1 *«>: »S •’ f> J * <í * 4 i »‘ 9 · ‘1 t í i M f» * * - ·

-8Při své činnosti nosné těleso 1 s příslušně nainstalovaným zařízením volně plave na hladině a čerpadlem 2 nasátá voda je přes směšovací komoru 6 vháněna přes zvolený počet ramen 7 do výtlačných trysek 8, které rozptylují paprsek směsi vody a vzduchu přisátého přisávací trubicí 4 tak, aby se co největší objem vody v nádrži prosytil vzduchem. Jsou-li ramena 7 s výtlačnými tryskami 8 umístěna symetricky bez natáčení, nosné těleso 1 stojí na místě, popřípadě se pomalu otáčí nebo pohybuje vlivem účinků proudění vody nebo působení větru. Pokud se pomocí ovládacího členu 9 pootočí jedno z ramen 7 nebo se pomocí řídícího ventilu 15. naruší stejnoměrnost výtoku z ramen 7, začne se nosné těleso 1 pohybovat po hladině nádrže. Směr a rychlost pohybu je softwarově ovládána pomocí předem naprogramovaného neznázorněného řídicího a ovládacího bloku, čímž je chaotický pohyb zařízení po hladině nádrže realizován bezobslužně pouze v důsledku reaktivního účinku směsi vody a přisávaného vzduchu, vycházející z výtlačných trysek 8, kde hlavní funkcí této směsi je aerace vodní masy. V případě, že jsou do ramen 7 zabudovány centrální ejektor 12, lokální ejektory 13 nebo kavitační trubice 14, dochází v jejich zúžených průřezech k poklesu tlaku protékající směsi kapaliny a vzduchu pod tlak nasycených par a vlivem velkých změn teploty a tlaku dochází v případě přítomnosti sinic k praskání jejich měchýřků a jejich poklesu ke dnu, čímž se zabraňuje jejich rozmnožování. Zařízení tedy plní kromě provzdušňování vodních mas i funkci likvidace sinic v místech, kde se lokálně vyskytnou. Řízení řídicích ventilů 15. respektive pohyblivých ramen 7 je zajišťováno neznázorněným řídícím členem, sloužícím k regulaci směru a rychlosti mobilního aeračního zařízení.During its operation, the support body 1 with the correspondingly installed device floats freely on the surface and the water sucked in by the pump 2 is blown through the mixing chamber 6 through a selected number of arms 7 into discharge nozzles 8 which scatter a jet of water and air mixture the largest possible volume of water in the tank was saturated with air. If the arms 7 with the discharge nozzles 8 are arranged symmetrically without pivoting, the support body 1 stands still or slowly rotates or moves due to the effects of water flow or wind. If one of the arms 7 is rotated by means of the actuating member 9 or the uniformity of the outflow from the arms 7 is disturbed by means of the control valve 15, the support body 1 begins to move along the surface of the tank. The direction and speed of movement is controlled by software using a pre-programmed control and control block (not shown), whereby the chaotic movement of the device across the tank level is realized unattended only due to the reactive effect of water / intake air mixture coming from discharge nozzles 8. water masses. If a central ejector 12, local ejectors 13 or cavitation tubes 14 are built into the arms 7, the pressure of the flowing liquid-air mixture drops below the saturated vapor pressure in their narrowed cross-sections and occurs in the presence of cyanobacteria due to large changes in temperature and pressure. to rupture their bladders and sink to the bottom, thus preventing them from multiplying. Thus, in addition to aerating water bodies, the plant also performs the function of eliminating cyanobacteria in places where they occur locally. The control of the control valves 15 or the movable arms 7 is provided by a control member (not shown), which serves to regulate the direction and speed of the mobile aeration device.

Popsaná provedení nejsou jedinými možnými řešeními podle vynálezu, ale nosné těleso 1 nemusí být vytvořeno ve tvaru anuloidu, podle velikosti zařízení a jeho požadované účinnosti může být na směšovací komoru 6 napojen různý počet ramen 7 s různou kombinací vestavby prvků 12, 13 a 14.The described embodiments are not the only possible solutions according to the invention, but the support body 1 does not have to be formed in the shape of an annulus;

-9Průmyslová využitelnost-9Industrial applicability

Zařízení podle vynálezu je určeno především k provzdušňování povrchových vodních nádrží malých hloubek, kdy prostřednictvím cíleného okysličování a přeskupování vodní masy je rovněž dosahováno významné redukce sinic ve vodní nádrži, čímž je umožněna změna biotických a abiotických podmínek ve vodním prostředí.The device according to the invention is intended primarily for aeration of surface water reservoirs of small depths, where by means of targeted oxygenation and rearrangement of the water mass a significant reduction of cyanobacteria in the water reservoir is also achieved, thus enabling change of biotic and abiotic conditions in the aquatic environment.

Claims

PATENT CLAIMS

1. Mobile device for the reduction of cyanobacteria, in particular in shallow tanks, which is mounted on a support body (1) freely movable on the surface of the tank and is provided with a pump (2), a suction tube (5) of water from the tank and a suction tube (4). air, characterized in that the discharge from the pump (2) is discharged into the mixing chamber (6), to which at least two substantially horizontally situated arms (7) terminated by discharge nozzles (8) are connected below the level of the lower surface of the support body (1). ), wherein at least one of the arms (7) comprises means for ensuring a change in the direction or amount of the mixture of water and intake air flowing out of the discharge nozzle (8).

Mobile device according to claim 1, characterized in that the support body (1) is formed by a large-scale floating structure formed in the shape of an air-filled annulus, the central part of which is provided with a base (101).

Mobile device according to claim 1 or 2, characterized in that at least one of the arms (7) is mounted laterally pivotably and is provided with an actuating member (9) which is connected to a drive device (10) equipped with a power supply (11). .

Mobile device according to claim 3, characterized in that the control member (9) is formed by a two-arm lever, the drive device (10) is formed by an electric motor and the power supply (11) is formed by a battery or a solar cell.

Mobile device according to Claim 1 or 2, characterized in that a control valve (15) is integrated in at least one of the arms (7).

Mobile device according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the pump (2) is designed in an aerator design and is fastened from below to the base (101) of the support body (1) below the water surface.

Mobile device according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the pump (2) is of the suction design, is mounted on the upper surface of the base (101) and is provided with a drive (21).

Mobile device according to one of Claims 1 to 5 and 7, characterized in that a central ejector (12) is connected to the discharge of the pump (2) in front of the mixing chamber (6), into which the suction tube (4) is led.

Mobile device according to one of Claims 1 to 5 and 7, characterized in that the discharge of the pump (2) is discharged directly into the mixing chamber (6) and a local ejector (13) is built into at least one of the arms (7). is connected to the suction tube (4).

Mobile device according to one of Claims 1 to 5 and 7 to 9, characterized in that the discharge of the pump (2) is ^discharged directly into the mixing chamber (6) and a cavitation tube (1) is integrated in at least one of the arms (7). 14).