一种海洋赤潮羟基自由基应急处置方法及船载装置制造方法及图纸

一种海洋赤潮羟基自由基应急处置方法及船载装置，属于等离子体化学、自由基生物学及海洋生态环境工程等领域。设有羟基自由基产生单元、液液混溶子单元、中央控制系统、过滤器、文丘里射流单元、海水吸入机、水射流装置；羟基自由基产生单元包括空气压缩机、富氧机、羟基自由基产生设备；第一、二液液混溶子单元分别设有三个液液溶解罐。基于大气压强电离放电高效生成羟基自由基(·OH)杀灭赤潮生物、赤潮藻饱囊的方法，实现大气压强电离放电高效生成高浓度氧活性粒子。

【技术实现步骤摘要】
一种海洋赤潮羟基自由基应急处置方法及船载装置
本专利技术属于等离子体化学、自由基生物学及海洋生态环境工程等领域，尤其是涉及一种海洋赤潮羟基自由基应急处置方法及船载装置。
技术介绍
随着我国沿海工业、农业，海水养殖业以及旅游业的迅速发展，促成近海海洋环境质量日趋恶化，含有富养物质的工业废水、生活污水以及海水养殖污水的过度排放，使得近海的海水中氮、磷营养元素大量增加，造成近岸海洋的富营养化，导致赤潮发生的频率增高、范围扩大、加剧了海洋灾害，对近海的海洋资源和海洋经济造成严重负面影响。对于大面积的海洋赤潮治理，国际上公认的方法是撒播黏土法，利用粘土矿物对赤潮生物的絮凝作用，和粘土矿物中铝离子对赤潮生物细胞的破坏作用来消除赤潮。中科院海洋研究所俞志明(中国专利CN103224273A)、曹西华(中国专利CN105236539A)、宗殿瑞(中国专利CN105000648A)等人开展了改性粘土法治理赤潮，取得了很好的效果。2011年，中科院生态环境研究中心潘刚和中国科学院海洋研究所的张晓霞(中国专利CN1847166)等使用壳聚糖和聚合氯化铝处理后的海滩沙土治理海洋有害赤潮，利用化学药剂破坏藻类细胞、抑制生物活性杀灭和控制赤潮生物，具有操作简单、用量少、见效快等特点。但赤潮爆发时往往会伴随藻毒素的释放，而使用黏土法治理赤潮，不能完全矿化降解藻类产生的藻毒素。此外，投加化学药剂的方法也被应用于赤潮治理，常用的药剂有臭氧、H2O2和二氧化氯。韩相培(中国专利CN1468814)使用H2O2的氧化能力消灭并阻止赤潮微生物的生长。美国弗洛里达大学Schneider等人报道了在人工海水中利用臭氧去除腰鞭毛藻及毒素的研究，25mg的臭氧60s后可全部致死腰鞭毛藻，10min后藻毒素也显著减少。2010年，边归国等人在福建省龙岩市龙硿洞风景区人工湖发生小面积赤潮时，选用二氧化氯、漂白粉等常规除藻剂去除甲藻水华，药剂量为43mg/L处理了2天，甲藻水华被彻底消除。以上常规方法存在问题是：1)絮凝剂、药剂用量过大具有毒性，破坏了近海生态系统；2)药剂在海水中不能分解、消失，长期伤害非赤潮海洋生物；3)灭藻时间较长，通常在10min～24h，药剂受到海浪冲击，被稀释、扩散，达不到治理赤潮的目的。在研究治理海洋赤潮的方法时，应遵循高级氧化技术(AOT)的原则，从源头上防控海洋赤潮灾害。高级氧化技术的核心—羟基自由基(·OH)是绿色强氧化剂，其氧化还原电位E0＝2.80V与氟相当，具有广谱致死特性；·OH的反应速率常数(109mol/L·s)是其它氧化剂的107倍以上，反应速度极快，在数秒内完成整个生化反应过程；生化反应后剩余的·OH分解成H2O、O2，无任何残余药剂；·OH杀死海洋微小生物的剂量与生物体的比表面积成反比，浮游生物与海洋中生物如鱼虾的比表面相差甚大，杀灭赤潮生物的·OH剂量对鱼虾等海洋生物几乎无影响。因此，亟待专利技术一种规模化、高效快速、绿色无污染的杀灭赤潮生物的方法与装备。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种海洋赤潮羟基自由基应急处置船载装置。本专利技术的另一目的在于提供一种海洋赤潮羟基自由基应急处置方法。所述海洋赤潮羟基自由基应急处置船载装置设有羟基自由基产生单元、第一液液混溶子单元、第二液液混溶子单元、中央控制系统、过滤器、文丘里射流单元、海水吸入机、水射流装置；所述羟基自由基产生单元包括空气压缩机、富氧机、羟基自由基产生设备；所述第一液液混溶子单元设有三个带有反应填料的液液溶解罐；所述第二液液混溶子单元设有三个带有反应填料的液液溶解罐；所述空气压缩机的进气口外接空气源，空气压缩机的出气口连接富氧机，通过富氧机富集氧气后出气口连接羟基自由基产生设备的进气口；海水吸入机通过管道连接机械泵的进水口，机械泵的出水口连接过滤器的进水口，过滤器的出水口与第一藻类-水质-TRO检测设备的进水口连接，第一藻类-水质-TRO检测设备出水口连接羟基自由基产生设备的进水口，羟基自由基产生设备的出水口连接文丘里射流单元的入水口；文丘里射流单元的出水口分为两条支路，其中一条支路连接第一液液混溶子单元，所述第一液液混溶子单元由三个带有反应填料的液液溶解罐组成，第一液液溶解罐的进水口连接液体流量计的出水口，第一液液溶解罐的出水口连接第二液液溶解罐的进水口，第二液液溶解罐的出水口与第三液液溶解罐的进水口连接，第三液液溶解罐的出水口与第一藻类-水质-TRO检测设备的进水口连接，第三液液溶解罐的顶部设有控制器并与残气消除器的进气口相连，第一液液混溶子单元与第一藻类-水质-TRO检测设备间设有单元出水阀；另一条支路连接第二液液混溶子单元，所述第二液液混溶子单元由三个带有反应填料的液液溶解罐组成，第四液液溶解罐的进水口连接液体流量计的出水口，第四液液溶解罐的出水口连接第五液液溶解罐的进水口，第五液液溶解罐的出水口与第六液液溶解罐的进水口连接，第六液液溶解罐的出水口通过电磁阀与第一藻类-水质-TRO检测设备的进水口连接，第六液液溶解罐的顶部设有控制器并与残气消除器的进气口相连，第二液液混溶子单元与第一藻类-水质-TRO检测设备间设有单元出水阀；两条支路汇入主管路中并连接第二藻类-水质-TRO检测设备的入水口，第二藻类-水质-TRO检测设备的出水口通过管路连接水射流装置，通过水射流装置溢流口将羟基自由基溶液扩散入海洋表层。所述中央控制系统通过控制器对系统中羟基自由基产生设备、2个藻类-水质-TRO检测设备、残余气体消除器和机械泵控制，并控制所有电磁阀的开启与关闭。根据藻类和细菌的浓度、水质参数等，自动调节在等离子体集成源中生成氧活性粒子的浓度及注入量，实现整个处理装备运行过程中的自动控制。所述文丘里射流单元可由2～6个文丘里射流管串联连接组成。所述液液溶解单元分为两个子单元，分别是第一液液混溶子单元、第二液液混溶子单元，每个子单元由3个液液溶解罐串联构成(直径R＝0.2m,高度H＝1.0m)，液液溶解罐顶部连接残余气体消除器，流经单个液液溶解罐的时间为9～91s。所述海洋赤潮羟基自由基应急处置方法，包括如下步骤：1)将通过空气压缩机和富氧机处理后的氧气通入羟基自由基产生设备的进气口，通过高压电源的强电离放电，将氧气电离离解，生成高浓度的气态氧活性碎片；2)中央控制系统发出指令打开电磁阀，向控制器发出指令开启机械泵，从海面下1m处将待处理的海水通过海水吸入机泵入处理水流路中，进入过滤器的进水口，滤出待处理海水中大于50μm的浮游生物；3)过滤后的海水通过藻类-水质-TRO检测设备对水质进行检测，将检测结果返回中央处理系统，中央控制系统根据水质等情况确认需要投加的羟基溶液剂量，将信号发送给羟基自由基产生设备，通过藻类-水质-TRO检测设备的海水进入羟基自由基产生设备的进水口，并与电离生成的氧活性碎片进行气液混溶，大量生成高浓度羟基自由基溶液后进入文丘里射流单元的进水口，通过文丘里射流单元的混合反应后，羟基自由基氧化杀灭待处理海水中的浮游生物、赤潮藻包囊、病原体等，同时分解水中有机物，改善水质；4)经文丘里射流单元后的海水通过液液溶解单元继续反应，当处理量在5～25t/h时，通过电磁阀的控制，启用一个液液溶解子单元；当处理量在25～50t/h时，启用两个液液本文档来自技高网...

【技术保护点】
海洋赤潮羟基自由基应急处置船载装置，其特征在于设有羟基自由基产生单元、第一液液混溶子单元、第二液液混溶子单元、中央控制系统、过滤器、文丘里射流单元、海水吸入机、水射流装置；所述羟基自由基产生单元包括空气压缩机、富氧机、羟基自由基产生设备；所述第一液液混溶子单元设有三个带有反应填料的液液溶解罐；所述第二液液混溶子单元设有三个带有反应填料的液液溶解罐；所述空气压缩机的进气口外接空气源，空气压缩机的出气口连接富氧机，通过富氧机富集氧气后出气口连接羟基自由基产生设备的进气口；海水吸入机通过管道连接机械泵的进水口，机械泵的出水口连接过滤器的进水口，过滤器的出水口与第一藻类‑水质‑TRO检测设备的进水口连接，第一藻类‑水质‑TRO检测设备出水口连接羟基自由基产生设备的进水口，羟基自由基产生设备的出水口连接文丘里射流单元的入水口；文丘里射流单元的出水口分为两条支路，其中一条支路连接第一液液混溶子单元，所述第一液液混溶子单元由三个带有反应填料的液液溶解罐组成，第一液液溶解罐的进水口连接液体流量计的出水口，第一液液溶解罐的出水口连接第二液液溶解罐的进水口，第二液液溶解罐的出水口与第三液液溶解罐的进水口连接，第三液液溶解罐的出水口与第一藻类‑水质‑TRO检测设备的进水口连接，第三液液溶解罐的顶部设有控制器并与残气消除器的进气口相连，第一液液混溶子单元与第一藻类‑水质‑TRO检测设备间设有单元出水阀；另一条支路连接第二液液混溶子单元，所述第二液液混溶子单元由三个带有反应填料的液液溶解罐组成，第四液液溶解罐的进水口连接液体流量计的出水口，第四液液溶解罐的出水口连接第五液液溶解罐的进水口，第五液液溶解罐的出水口与第六液液溶解罐的进水口连接，第六液液溶解罐的出水口通过电磁阀与第一藻类‑水质‑TRO检测设备的进水口连接，第六液液溶解罐的顶部设有控制器并与残气消除器的进气口相连，第二液液混溶子单元与第一藻类‑水质‑TRO检测设备间设有单元出水阀；两条支路汇入主管路中并连接第二藻类‑水质‑TRO检测设备的入水口，第二藻类‑水质‑TRO检测设备的出水口通过管路连接水射流装置，通过水射流装置溢流口将羟基自由基溶液扩散入海洋表层。...

【技术特征摘要】
1.海洋赤潮羟基自由基应急处置船载装置，其特征在于设有羟基自由基产生单元、第一液液混溶子单元、第二液液混溶子单元、中央控制系统、过滤器、文丘里射流单元、海水吸入机、水射流装置；所述羟基自由基产生单元包括空气压缩机、富氧机、羟基自由基产生设备；所述第一液液混溶子单元设有三个带有反应填料的液液溶解罐；所述第二液液混溶子单元设有三个带有反应填料的液液溶解罐；所述空气压缩机的进气口外接空气源，空气压缩机的出气口连接富氧机，通过富氧机富集氧气后出气口连接羟基自由基产生设备的进气口；海水吸入机通过管道连接机械泵的进水口，机械泵的出水口连接过滤器的进水口，过滤器的出水口与第一藻类-水质-TRO检测设备的进水口连接，第一藻类-水质-TRO检测设备出水口连接羟基自由基产生设备的进水口，羟基自由基产生设备的出水口连接文丘里射流单元的入水口；文丘里射流单元的出水口分为两条支路，其中一条支路连接第一液液混溶子单元，所述第一液液混溶子单元由三个带有反应填料的液液溶解罐组成，第一液液溶解罐的进水口连接液体流量计的出水口，第一液液溶解罐的出水口连接第二液液溶解罐的进水口，第二液液溶解罐的出水口与第三液液溶解罐的进水口连接，第三液液溶解罐的出水口与第一藻类-水质-TRO检测设备的进水口连接，第三液液溶解罐的顶部设有控制器并与残气消除器的进气口相连，第一液液混溶子单元与第一藻类-水质-TRO检测设备间设有单元出水阀；另一条支路连接第二液液混溶子单元，所述第二液液混溶子单元由三个带有反应填料的液液溶解罐组成，第四液液溶解罐的进水口连接液体流量计的出水口，第四液液溶解罐的出水口连接第五液液溶解罐的进水口，第五液液溶解罐的出水口与第六液液溶解罐的进水口连接，第六液液溶解罐的出水口通过电磁阀与第一藻类-水质-TRO检测设备的进水口连接，第六液液溶解罐的顶部设有控制器并与残气消除器的进气口相连，第二液液混溶子单元与第一藻类-水质-TRO检测设备间设有单元出水阀；两条支路汇入主管路中并连接第二藻类-水质-TRO检测设备的入水口，第二藻类-水质-TRO检测设备的出水口通过管路连接水射流装置，通过水射流装置溢流口将羟基自由基溶液扩散入海洋表层。2.如权利要求1所述海洋赤潮羟基自由基应急处置船载装置，其特征在于所述中央控制系统通过控制器对系统中羟基自由基产生设备、2个藻类-水质-TRO检测设备、残余气体消除器和机械泵控制，并控制所有电磁阀的开启与关闭。3.如权利要求1所述海洋赤潮羟基自由基应急处置船载装置，其特征在于所述文丘里射流单元由2～6个文丘里射流管串联连接组成。4.如权利要求1所述海洋赤潮羟基自由基应急处置船载装置，其特征在于所述液液溶解单元分为两个子单元，分别是第一液液混溶子单元、第二液液混溶子单元，每个子单元由3个液液溶解罐串联构成，液液溶解罐顶部连接残余气体消除器，流经单个液液溶解罐的时间为9～91s。5.海洋赤潮羟基自由基应急处置方法，其特征在于包括如下步骤：1)将通过空气压缩机和富氧机处理后的氧气通入羟基自由基产生设备的进气口，通过高压电源的强电离放电，将氧气电离离解，生成高浓度...

【专利技术属性】
技术研发人员：白敏冬，余忆玄，郑琦琳，张芝涛，吉志新，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建,35