利用紫外光辐照抑制水中蓝藻生长的方法及系统技术方案

一种利用紫外光辐照抑制水中蓝藻生长的方法，包括：以紫外光辐照装置产生的紫外光辐照水体中的蓝藻１－５ｍｉｎ，其中紫外光波长位于紫外Ｃ波段，以２５４ｎｍ波长紫外线为主，强度为３．０－１０Ｗ／ｍ↑［２］；辐照装置可装在游船上，使辐照装置的若干紫外线灯穿过游船底面浸没水面下０．０５－０．５ｍ处，游船往复游动，所有紫外线灯产生紫外光对水体中的蓝藻进行紫外光辐照。其利用Ｃ波段、低强度紫外光辐照能有效抑制水中蓝藻的生长，防止蓝藻水华，在抑藻的同时不会对其它水生生物造成伤害，同时可协同超声波处理使抑制蓝藻效果更理想。在常温常压下操作，不需投加药剂，不会引起二次污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环境保护
，特别是一种利用紫外光辐照抑制水中蓝藻生长的方法及系统。
技术介绍
水资源是人类赖以生存的基本物质，随着人口增长和社会经济飞速发展，水的需要量急剧增加，而水资源污染也日益严重。2000年调查表明，我国18个主要湖泊中14个已进入富营养化状态，如滇池、太湖、西湖、东湖、南湖、玄武湖、渤海湾、莱州湾、九龙江、黄浦江等。富营养化水体很容易爆发水华，使水味变得腥臭难闻，降低水体的透明度，增加浊度，引起厌氧状态。部分藻类还能分泌藻毒素，引起生物和人类中毒，还是可能的致癌物质。对于依靠富营养化水体为饮用水源的城市来说，情况尤为严重。由于藻类的种种不利影响，国内外都对富营养化问题作了较多研究。在抑制蓝藻生长、治理蓝藻水华方面，主要方法有换水法、化学法(即采用铜制剂等化学药剂、植物提取液等除藻)、生物法(比如放养虑食性鱼类等)。各种方法都有着其比较明显的局限换水花费巨大，治标不治本；利用铜制剂、除草剂等化学药剂来破坏藻类细胞，不仅操作管理麻烦，而且容易造成二次污染，威胁鱼类等其它生物群；生物操纵法一般仅对总磷在0.05～0.15mg/L范围的内的湖泊有效，而且必须仔细考虑引进鱼类的潜在危害。紫外光是一种具有一定穿透力和杀伤力的光波辐射。紫外辐射对水生生物生长发育具有抑制作用，主要表现在形态结构、光合作用、营养生理等方面。藻类及浮游生物经紫外光处理后出现生长缓慢、游动活力减弱等现象。紫外线辐射对不同蓝藻的光合色素有不同程度的破坏作用。目前，利用紫外光辐照抑制水中蓝藻生长、防止蓝藻水华的方案未见有关文献披露。
技术实现思路
鉴于传统的换水法、化学法及生物法等抑制蓝藻生长技术的上述不足，本专利技术提供一种利用紫外光辐照抑制水中蓝藻生长的方法及系统，以防止蓝藻水华。本专利技术利用紫外光辐照抑制水中蓝藻生长的方法是这样实现的，以紫外光辐照装置产生的紫外光辐照水体或循环水中的蓝藻1～5min，其中紫外光波长位于紫外线C波段，以254nm波长紫外线为主，强度为3.0～10W/m2，较低的强度可保证有效抑藻，同时避免对水体中其它生物的伤害。当利用紫外光辐照较大的水面时，可采用浮动式紫外辐照方式。将紫外光辐照装置安装在漂浮于水面的游船上，使紫外光辐照装置的若干紫外线灯穿过游船底面浸没水面下0.05～0.5m处，游船往复游动，所述若干紫外线灯产生紫外光对水体中的蓝藻进行紫外光辐照。在紫外光辐照过程中，同时可以通过所述游船底面的超声波设备对水体中的蓝藻进行超声波处理。当对流动水辐照时，将紫外光辐照装置的多组紫外线灯间隔安装于水面下0.05～0.5m处，同一组紫外线灯中所有的紫外线灯间隔、平行设置，由所述的多组紫外线灯产生紫外光对水体中的蓝藻进行紫外光辐照。实现上述方法的浮动式紫外光辐照抑制蓝藻水华系统，包括漂浮于水面的游船，在游船上安装由若干紫外线灯和紫外灯的供电部分组成的紫外光辐照装置，所述若干紫外线灯穿过游船底面浸没水面下0.05～0.5m处，紫外光辐照装置具有5～50只紫外线灯，这些紫外线灯在游船底部均匀分布。本专利技术利用C波段紫外光辐照来抑制水中蓝藻的生长、防止蓝藻水华。紫外线辐射对水生生物生长发育具有抑制作用，藻类经紫外光处理后出现生长缓慢、游动活力减弱等现象，紫外线辐射对不同蓝藻的光合色素有不同程度的破坏作用。紫外光强度为3.0～10W/m2，属于低强，在抑藻的同时不会对其它水生生物造成伤害，同时也可协同超声波处理或曝气处理使抑制蓝藻效果更理想。设备结构简单，体积小，运行稳定，非常适宜在饮用水源受富营养化威胁的地区推广。在常温常压下操作，不需投加药剂，不会引起二次污染。经试验显示，用一定强度的C波段紫外光对水体或循环水辐照3～5min，即可有效的抑制蓝藻的生长，抑制时间长达10天之久；10天后蓝藻浓度仍为未处理水样的10％，叶绿素浓度为未处理水样的20％。附图说明图1为其浮动式紫外光辐照抑制蓝藻水华系统示意图；图2为其一种固定式紫外光辐照抑制蓝藻水华系统示意图；图3为其另一种固定式紫外光辐照抑制蓝藻水华系统示意图。具体实施例方式以下结合实现本专利技术方法的具体系统结构图进一步说明。紫外光是一种具有一定穿透力和杀伤力的光波辐射。本专利技术利用紫外线C波段紫外光对水体或循环水中的蓝藻直接辐照一定时间，其中以254nm波长紫外线为主，强度为3.0～10W/m2，辐照时间为1～5min，较低的强度完全能够保证有效抑藻，同时避免了伤害水体中其它生物。图1所示为其浮动式紫外光辐照抑制蓝藻水华系统示意图。该系统包括漂浮于水面的游船，在游船上安装由若干紫外线灯A和紫外灯的供电部分B组成的紫外光辐照装置，所述若干紫外线灯A穿过游船底面浸没水面下0.05～0.5m处。通常所述紫外光辐照装置具有5～50只紫外线灯，这些紫外线灯在游船底部均匀分布。图1中A为紫外灯，可以采用普通商业紫外灯管，产生的紫外光波长位于紫外线C波段，以254nm波长紫外线为主，功率根据实际情况进行选择，浸没水面下0.05～0.5m，根据实际需要可以在游船底部均匀安装5～50个紫外灯，保证输出功率为3.0～10W/m2。B为紫外灯的供电系统，安装在游船尾部。也可在游船底部安装超声波设备C，超声波设备的若干换能器透出游船底面，通过若干换能器直接施加超声波至水中进行超声波处理。其中D为游船的供电或驱动装置等。还可在游船底部安装曝气处理设备等，以便曝气方法与紫外光辐照同时作用于水体。本系统适宜于大、小各类水体。当利用紫外光辐照较大的水面时，可借助于图1系统实现。将紫外光辐照装置安装在漂浮于水面的游船上，使紫外光辐照装置的若干紫外线灯A穿过游船底面浸没水面下0.05～0.5m处，通过驱动装置D使游船往复游动，所述若干紫外线灯A产生C波段紫外光对水体中的蓝藻进行紫外光辐照，辐照时间可以通过设定游船的移动速度来调节。由于藻类在水表层生长，因此紫外线灯浸没深度不超过0.5m，作用于水体时，还可以提供一定的灯光效果。在紫外光辐照过程中，同时可通过游船底面的超声波设备C或曝气处理设备对水体中的蓝藻进行超声波处理或曝气，以提高整体的作用效果。典型应用中，超声波的频率为20～100kHz，功率根据所处理水量计算，保证所施加强度在0.1-10kW/m2内。图2为其一种固定式紫外光辐照抑制蓝藻水华系统示意图。系统包括多组紫外线灯A和控制装置B，每一组紫外线灯中所有的紫外线灯间隔、平行设置于灯架上，并经过防水处理，所有紫外线灯的轴线与水流方向平行，灯管浸没水面下0.05～0.5m处。图3所示系统与图2基本相同，不同之处为紫外线灯是垂直设置于水流方向上的。系统包括多组紫外线灯A和控制装置B，每一组紫外线灯中所有的紫外线灯间隔、平行设置于灯架上，并经过防水处理，所有紫外线灯的轴线与水流方向垂直，灯管浸没水面下0.05～0.5m处。当对流动水辐照时，将紫外光辐照装置的多组紫外线灯间隔安装于水面下0.05～0.5m处，每一组紫外线灯中所有的紫外线灯间隔、平行设置，使所有紫外线灯的轴线与水流方向平行或垂直，开启控制装置由所述多组紫外线灯产生紫外光对水体中的蓝藻进行紫外光辐照，其中紫外光波长位于紫外线C波段，以254nm波长紫外线为主，强度为3.0～10W/m2，辐照时间可以通过调节水流速度和多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用紫外光辐照抑制水中蓝藻生长的方法，其特征是包括：以紫外光辐照装置产生的紫外光辐照水体中的蓝藻１～５ｍｉｎ，其中紫外光波长位于紫外线Ｃ波段，以２５４ｎｍ波长紫外线为主，强度为３．０～１０Ｗ／ｍ↑［２］。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张光明，吴敏生，马伯志，王波，张锡辉，
申请(专利权)人：清华大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]