本實(shí)用新型屬于水環(huán)境處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種抑制藍(lán)藻和綠藻生長(zhǎng)的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
藍(lán)藻的發(fā)生很大程度上取決于溫度。藍(lán)藻繁殖時(shí)對(duì)溫度敏感，水溫在17℃以下時(shí)，不會(huì)大量發(fā)生，或者不會(huì)對(duì)魚類構(gòu)成危害。當(dāng)水溫上升到28℃時(shí)，由于其它藻類的生長(zhǎng)受到抑制，同時(shí)又大量被魚類吞食(溫度高魚類攝食代謝增強(qiáng))，藍(lán)藻很容易形成優(yōu)勢(shì)種群而大量爆發(fā)。其危害是藍(lán)藻顆粒很難被魚類消化，大量繁殖后很快就會(huì)成為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)種群。這種通過種空間競(jìng)爭(zhēng)形成的過度繁殖，必然也會(huì)帶來種內(nèi)斗爭(zhēng)，這種內(nèi)斗的結(jié)果又將導(dǎo)致大量的藍(lán)藻死亡。藍(lán)藻的大量死亡使得水體的生產(chǎn)者銳減，造成水體中的溶氧供應(yīng)嚴(yán)重不足。同時(shí)，藍(lán)藻死亡分解也會(huì)消耗大量的溶氧，釋放大量羥胺、硫化氫等有毒物質(zhì)。在嚴(yán)重缺氧和有毒物質(zhì)存的條件下，魚、蝦、蟹類會(huì)大量死亡，甚至全部死亡。
此外，藍(lán)藻、綠藻大量繁殖還會(huì)形成“水華”。淡水中“水華”造成的最大危害是：飲用水源受到威脅，藻毒素通過食物鏈影響人類的健康，藍(lán)藻“水華”的次生代謝產(chǎn)物MCRST能損害肝臟，具有促癌效應(yīng)，直接威脅人類的健康和生存。此外，自來水廠的過濾裝置被藻類“水華”填塞，漂浮在水面上的“水華”影響景觀，并有難聞的臭味。所以每次發(fā)生水華現(xiàn)象都會(huì)給人類和自然界帶來巨大的損失或?yàn)?zāi)害。
因此，非常需要一種行之有效的設(shè)備或者方法來抑制藍(lán)藻生長(zhǎng)，從而減輕藍(lán)藻大量繁殖所形成的危害。目前，常采用的方法有對(duì)水體消毒，比如選擇氧化性情的產(chǎn)品對(duì)池塘底質(zhì)進(jìn)行改良；噴灑微生態(tài)制劑；換新鮮水；也有用超聲波系統(tǒng)抑制藍(lán)藻生長(zhǎng)的。對(duì)水體消毒和噴灑微生態(tài)制劑有可能對(duì)水體造成另一種污染。換新鮮水顯然治標(biāo)不治本。超聲波系統(tǒng)有可能對(duì)水體中的魚類也造成影響，同時(shí)藍(lán)藻抑制效果有限。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是干擾水體中的藻類生長(zhǎng)，從而優(yōu)化水質(zhì)。本實(shí)用新型提供一種抑制藍(lán)藻和綠藻生長(zhǎng)的系統(tǒng)，包括攪動(dòng)裝置、供電裝置、導(dǎo)流管和隔離組件；供電裝置與攪動(dòng)裝置通過電相連；導(dǎo)流管兩端開口，其中一個(gè)開口的上方設(shè)置有攪動(dòng)裝置；隔離組件設(shè)置在導(dǎo)流管和攪動(dòng)裝置之間。
進(jìn)一步地，導(dǎo)流管的管壁上無開口。
進(jìn)一步地，導(dǎo)流管的直徑是0.3-1m。優(yōu)選地，導(dǎo)流管的直徑是0.5-0.6m。
進(jìn)一步地，攪動(dòng)裝置包括葉輪。
進(jìn)一步地，葉輪的直徑是0.25-0.95m，葉輪的轉(zhuǎn)速可達(dá)到120轉(zhuǎn)/min。優(yōu)選地，葉輪的直徑是0.45-0.55m。
進(jìn)一步地，還包括浮力支架，浮力支架與供電裝置和隔離組件相連；浮力支架通過隔離組件與攪動(dòng)裝置和導(dǎo)流管相連。
進(jìn)一步地，導(dǎo)流管的遠(yuǎn)離攪動(dòng)裝置的那個(gè)開口處設(shè)置有過濾元件。
進(jìn)一步地，供電裝置包括太陽能板。
進(jìn)一步地，太陽能板設(shè)置在攪動(dòng)裝置的上方。
進(jìn)一步地，隔離組件中設(shè)置有導(dǎo)流空間，使得從導(dǎo)流管流入的水能夠從導(dǎo)流空間流出；或者隔離組件包括大于1個(gè)的隔離元件，隔離元件之間存在間隔空間，使得從導(dǎo)流管流入的水能夠從間隔空間流出。
其有益效果是：
1、隔離組件將攪動(dòng)裝置與導(dǎo)流管隔離(事實(shí)上是部分隔離)，是對(duì)攪動(dòng)裝置和導(dǎo)流管結(jié)構(gòu)的保護(hù)，避免從導(dǎo)流管涌入的過多水流對(duì)攪動(dòng)裝置的沖擊影響，也避免導(dǎo)流管壁受到攪動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)的水的過度沖擊。
2、隔離組件中導(dǎo)流空間的設(shè)計(jì)，有利于使得提升的水流沿著導(dǎo)流空間形成橫向水流。以及間隔空間使得從導(dǎo)流管流入的水能夠從間隔空間流出形成橫向水流。
3、導(dǎo)流管無副入口，裝置所產(chǎn)生的垂向擾動(dòng)和平向擾動(dòng)使得控藻區(qū)域水體形成一個(gè)非常大范圍的循環(huán)，溫差更為顯著，藻避光期更長(zhǎng)，CO2受限程度更為明顯。
4、太陽能板，把太陽能轉(zhuǎn)化為電能，提供系統(tǒng)電能。
5、浮力支架使得整個(gè)裝置能在水面正常運(yùn)行，起到浮力作用。
6、過濾元件避免了過大的物質(zhì)進(jìn)入導(dǎo)流管，對(duì)導(dǎo)流管、隔離組件和攪動(dòng)裝置造成堵塞或其他損害。
該裝置所產(chǎn)生的擾動(dòng)通過溫差、光限制以及CO2限制作用于藻的光合活性和光能利用效率從而達(dá)到抑制藻生長(zhǎng)，更為重要的是，在抑制過程中，藍(lán)藻比綠藻被抑制的程度更大。
以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本實(shí)用新型的目的、特征和效果。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型所述的抑制藍(lán)藻和綠藻生長(zhǎng)的系統(tǒng)的一個(gè)較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明。如圖1所示，該抑制藍(lán)藻和綠藻生長(zhǎng)的系統(tǒng)包括攪動(dòng)裝置12、供電裝置11、導(dǎo)流管14、隔離組件13、過濾元件15和浮力支架10。供電裝置11和隔離組件13與浮力支架10相連，攪動(dòng)裝置12和導(dǎo)流管14通過隔離組件13與浮力支架10相連。導(dǎo)流管14是兩端開口，其壁上無其他開口的管裝結(jié)構(gòu)。攪動(dòng)裝置12設(shè)置在導(dǎo)流管14的其中一個(gè)開口的上方，隔離組件13設(shè)置在攪動(dòng)裝置12和導(dǎo)流管14之間，部分隔離攪動(dòng)裝置12和導(dǎo)流管14。過濾元件15設(shè)置在導(dǎo)流管14的遠(yuǎn)離攪動(dòng)裝置12的那個(gè)開口處。供電裝置11設(shè)置在攪動(dòng)裝置12的上方，電相連。
工作時(shí)，需將該抑制藍(lán)藻和綠藻生長(zhǎng)的系統(tǒng)放入水中，使得供電裝置11位于水面20以上；攪動(dòng)裝置12、導(dǎo)流管14、隔離組件13、過濾元件15在水面20以下；浮力支架10浮在水面20上對(duì)抑制藍(lán)藻和綠藻生長(zhǎng)的系統(tǒng)起到支撐作用。
攪動(dòng)裝置12在供電裝置11的供電作用下開始運(yùn)作，使得導(dǎo)流管14內(nèi)產(chǎn)生直接向上的縱向流31和導(dǎo)流管14外產(chǎn)生誘導(dǎo)向上的縱向流30。直接向上的縱向流31經(jīng)過隔離組件13的邊緣比如間隔空間流出形成橫向輻射流32；和/或直接向上的縱向流31經(jīng)過隔離組件13中設(shè)置的導(dǎo)流空間流出形成橫向輻射流32。當(dāng)橫向輻射流32擴(kuò)展到一定大小后會(huì)轉(zhuǎn)為向下的縱向流33，再轉(zhuǎn)為向過濾元件15聚攏的橫向聚攏流34。進(jìn)入導(dǎo)流管14的橫向聚攏流34，又生成直接向上的縱向流31。未進(jìn)入導(dǎo)流管14的橫向聚攏流34，又生成誘導(dǎo)向上的縱向流30。從而完成抑制藍(lán)藻和綠藻生長(zhǎng)的系統(tǒng)附近水體的上下擾動(dòng)的一個(gè)循環(huán)，水體長(zhǎng)期的多次上下循環(huán)，可抑制藍(lán)藻和綠藻生長(zhǎng)。
供電裝置11可以為太陽能板。攪動(dòng)裝置12可以為電驅(qū)動(dòng)的葉輪。隔離組件13可以包括1個(gè)以上的隔離元件，隔離元件間存在間隔空間；或者隔離組件13內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)流空間?？傊?，在本實(shí)用新型的所公開的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上的諸多常規(guī)改進(jìn)均在其保護(hù)范圍內(nèi)。
本實(shí)用新型所提供的抑制藍(lán)藻和綠藻生長(zhǎng)的系統(tǒng)利用水體擾動(dòng)裝置，將下層的水體提升至上層，由此產(chǎn)生縱向的水體擾動(dòng)，并在水體表面形成輻向?qū)恿?，從而在一定范圍的水體中形成了一個(gè)上下方向的環(huán)形流，使水體不斷的上下擾動(dòng)。其影響是改變溫差、光限制以及二氧化碳限制。比如在一個(gè)實(shí)施例中的抑制藍(lán)藻和綠藻生長(zhǎng)的系統(tǒng)可以把水面10m以下或更深層的水體導(dǎo)流到水面，與水面水體的溫度形成顯著的溫差，尤其是夏季時(shí)。夏季，藍(lán)藻和綠藻更容易在水體中泛濫。在夏季，水下的水體溫度很低，只有攝氏幾度(水下10-15m)，而水面的水體溫度達(dá)到30度以上或更高。溫度的改變會(huì)抑制藍(lán)藻和綠藻的生長(zhǎng)。同樣的，光限制以及CO2限制作用于藻的光合活性和光能利用效率從而達(dá)到抑制藻生長(zhǎng)。更為重要的是，在抑制過程中，藍(lán)藻比綠藻被抑制的程度更大。
實(shí)施例1
當(dāng)導(dǎo)流管14的直徑是0.55±0.1m，葉輪的直徑是0.5±0.1m，葉輪的轉(zhuǎn)速100轉(zhuǎn)/min時(shí)，可以葉輪的中心為圓心產(chǎn)生的橫向輻射流32可以推向400m遠(yuǎn)的直徑范圍。此時(shí)，導(dǎo)流管14內(nèi)制造出流量為11000L/min，流速為0.35m/s的直接向上的縱向流31；導(dǎo)流管14的外側(cè)制造出流量為26000L/min，流速為0.35m/s的誘導(dǎo)向上的縱向流30。
實(shí)施例2
本實(shí)驗(yàn)在某大型水庫(kù)中進(jìn)行，將能到達(dá)實(shí)施例1所述效果的抑制藍(lán)藻和綠藻生長(zhǎng)的系統(tǒng)放置于該水庫(kù)庫(kù)尾水流較緩區(qū)域，以該抑制藍(lán)藻和綠藻生長(zhǎng)的系統(tǒng)為中心，在水面橫向設(shè)置4個(gè)取樣點(diǎn)，分別離中心位置0m、50m、200m、400m，其縱向的水深為10m。另在距離該抑制藍(lán)藻和綠藻生長(zhǎng)的系統(tǒng)2km遠(yuǎn)處設(shè)一個(gè)對(duì)照點(diǎn)。每個(gè)月取樣一到兩次，連續(xù)4個(gè)月監(jiān)測(cè)的平均數(shù)據(jù)如表1所示：
表1：各取樣點(diǎn)藍(lán)藻的PSⅡ光化學(xué)效率(Fv/Fm)下降比例。
該裝置通過不斷的產(chǎn)生平向擾動(dòng)與垂向擾動(dòng)限制了藍(lán)藻的光合作用，從而抑制藍(lán)藻生長(zhǎng)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步顯示：擾動(dòng)使得藍(lán)藻的光合活性下降25-30％，對(duì)于綠藻，這一下降比例在10％以內(nèi)；且擾動(dòng)使得藍(lán)藻產(chǎn)生的胞內(nèi)與胞外毒素降低比例在90％左右。
該抑制藍(lán)藻和綠藻生長(zhǎng)的系統(tǒng)所產(chǎn)生的垂向擾動(dòng)更大程度破壞水體中的藻的原有生長(zhǎng)環(huán)境，導(dǎo)致CO2受限、光限制以及溫差，對(duì)藍(lán)藻的光合作用的影響程度顯著大于對(duì)綠藻的影響程度，從而抑制藍(lán)藻的生長(zhǎng)，并控制藍(lán)藻藻毒素的產(chǎn)生。
以上詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本實(shí)用新型的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本實(shí)用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。