本发明专利技术涉及水污染物理处理和藻类水华的防控技术领域，提供了一种人工造流装置，本发明专利技术装置包括工程船舶、污水泵、水文绞车等，工程船舶船舱内设置大功率污水泵、柴油动力机及发电机组，大功率污水泵的进水和出水口分别通过软管卡压连接，依靠水文绞车实现方向调节以改变进出水流。本发明专利技术以流场干扰为核心技术，通过大功率污水泵和工程船舶的作用，改变作业水域的水文特性，破坏水华发生水域的流态特征，使得水体加速流动和混合，增加作业区域的水体溶解氧含量，改变水体温度特性和光学特性，调整了生源要素的空间分布格局，促进物质循环和能量流动，破坏了藻类优势种赖以存在的环境条件，导致其无法维持优势度，失去竞争能力而逐渐消退。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水污染物理处理和藻类水华的防控
，更具体涉及一种人工造流装置及其在藻类水华防控中的应用，适用于 水华频繁暴发的水域，尤其是三峡水库支流和汉江这样的河流水域的水华防控，本专利技术也适用于其他水体因水文流态因子导致的水华问题。
技术介绍
目前，世界上淡水水体中水华暴发的频率与严重程度都呈现迅速增长的趋势，发生水域遍布全球各地；水华问题成为全球淡水生态环境保护的主要问题之一；预防和控制水华的暴发成为全球淡水资源保护的重要任务；人们不断寻找和研发各种技术方法和途径开展水华的防控。已有的水华防控技术方法可以分为物理法、化学法、生物法和综合法等。①物理方法物理方法包括底泥清淤、曝气、絮凝法、换水调水法、冲刷稀释法、机械捞藻法、气浮除藻法等。针对水华藻类采取直接回收技术，使其脱离水体，达到了消除污染物目的的同时，还可将回收的藻类作为堆肥加以利用。目前回收方法主要有人工打捞法、筛网过滤和加压气浮回收等方法。人工打捞只适用于水华堆积区域的打捞作业且回收效率低下，对悬浮于水中的蓝藻无能为力。太湖、巢湖、滇池、洋河水库等蓝藻暴发时，派了大量农民工采用“人海战术”，进行水面蓝藻打捞作业，其回收量与藻类的繁殖量相比犹如“杯水车薪”难以减少水中的蓝藻数量，见到的只是人流的“川流不息”，靠人工“瓢舀桶装”作业，难以实现蓝藻的“日产日清”。除藻“秀”的效果低于实际意义。在滇池采用的筛网过滤回收蓝藻方法，取得了一定效果。该种方法把含高浓度蓝藻的水体抽到过滤筛中进行脱水回收。因过滤筛易于堵塞和抽水能耗过高，使得此方法成本太高，限制了其推广应用。水体过量营养物负荷的输入和积累是造成藻类水华的主要原因，而营养物在水体中的形态、分布和循环对藻类的生长和控制有重要的意义，因此，控制营养物的输入是一种有效的治理方法。其中底泥清淤法主要清除底部淤泥，降低水体内源污染物释放量，但是可能会引起沉积在底泥中的污染物质的二次污染，在对底泥采取工程措施之前，应对底泥进行分析化验，以减少可能引起的生态风险；絮凝法通过投加泥、粘泥、粘土在水中分散形成大量的悬浮颗粒，通过重力差异性沉降、布朗运动、水流切应力等作用发生碰撞聚集沉降，消除水华；加压气浮藻类回收技术，是新近在日本、韩国发展起来的一项具有效率高、适用性广的技术。该项技术是在污水处理中的气浮净化技术基础上开发而成。该技术的基本过程是向水体中释放直径为纳米级的微气泡，水中的藻类等悬浮物与微气泡相结合，并在絮凝剂的作用下聚成团块而浮到水面上，然后对其进行回收，使之脱离水体。加压气浮藻类回收装置按其移动性分为固定式和船载式。按微气泡形成方式分为射流混气式和压力溶气式。固定式适用于岸边蓝藻回收，船载式可用于水体大范围内的蓝藻回收作业。②化学药剂杀藻国内外使用最多，也是最成熟的杀藻技术，化学除藻的发展史较长，相对比较完善。它是利用化学药剂来灭活藻类，化学药剂一般要求为高效、毒性较小或无毒、无污染、无腐蚀，同时具有缓蚀、阻垢作用或能与缓蚀剂、阻垢剂配合使用，成本低，生产及运输安全，投药方便。化学除藻剂一般分为氧化型和非氧化型两大类。化学除藻通过向水中施用硫酸铜等药剂破坏藻细胞使其失活。本方法具有“扬汤止沸”的短时间内控制藻类暴发的效果，难以长时间发挥作用。化学药剂还有可能造成二次污染。③生物控藻技术水环境污染等胁迫因子导致水体生态系统失衡，水草、滤食性鱼类及微型动物的减少都可促进藻类的暴发。通过恢复水生植物、放养滤食性鱼、贝类等措施抑制藻类的过度繁殖。用生物操纵的方法来控制藻类水华的研究目前越来越多，针对生物控藻技术的研究和运用主要建立在经典与非经典的生物操纵理论基础上。利用大型浮游动物是控制藻类过量生长的一种有效方法，以浮游动物为核心，通过其捕食作用来控制藻类的繁殖，浮游动物一方面通过摄取藻类抑制其过量繁殖，另一方面通过改变周围光线的强度和营养条件间接地影响藻类的繁殖。中科院水生所在武汉东湖的治理中，已有通过放养鲢鱼和鳙鱼来治理蓝藻水华的成功实例。此外水生高等植物和藻类之间的相互影响和作用越来越引起人们的关注。已有研究发现一些水生高等植物如水葫芦、水浮莲、浮萍等对某些藻类有克制作用。水生植物可以吸收水中营养成分，同藻类竞争光和营养物质，并通过根系向水中分泌有机物质来抑制藻类的繁殖。因此，根据不同生态类型水生高等植物的净化能力和生境特点，建造人工复合生态系统，在湖泊、水库周围或河流岸边培植，并做好管 理，能有效抑制藻类的繁殖，并恢复水体的生态功能。生物技术也由于成本低、效果较好，负面效应小，正受到较多的关注。物理、化学、生物方法有时是互相渗透的，综合应用这些方法来治理藻类水华也是目前尝试较多的，但由于淡水水域环境的千差万别，目前并没有统一的普遍适用的方法。尤其是，上述的水华防控技术基本都是针对湖泊水体研发的技术，对于河流，目前并没有可以依靠的有效技术方法。人工造流防控水华技术的专利技术为解决河流水华问题提供了新的思路和手段；当前我国的三峡水库支流和汉江水域，甲藻水华、硅藻水华甚至蓝藻水华多次频繁暴发，给河流两岸的居民生活、生产和社会稳定带来不利影响，严峻的水华态势使得研发适用的水华防控技术成为迫在眉睫的任务。人工造流的工作原理是，针对河流中水华暴发水域主要是水流不畅、水力滞留时间长、水体交换和自净能力差、稀释扩散系数小、流速小甚至是静止不动的滞水区，对这样的区域通过造流装置在适当的时机实施人工流态的改变，促进水体上下层的交换以及滞水区与相邻区域的交换，打破水体的分层，改变局部水域的水生态环境特征和藻类时空分布格局，破坏藻类快速增殖繁衍的适宜环境条件，通过环境的改变促使部分藻类细胞死亡、实现藻类生物量在水柱的重新分配、降低藻类生长增殖的速率，最终达到预防和控制藻类水华的目的。关于人工造流，已有的专利技术包括专利技术专利CN 200310115009. 9提供了一种河流湖泊的水净化方法，该方法以河流湖泊为天然的处理池，通过设置在河湖中的造流曝气设备进行人工造流，将封闭缺氧的河湖水变为富含氧气的循环水流，形成接触氧化曝气池；在接触氧化曝气池中水流的流路上设置生物床填料，利用生物氧化法分解水中的有机污染物。专利技术还提供专用造流曝气设备，包括涡流泵、进水管、混流道和出水管，所述进水管带有与水面空气连通的空气入口，在所述进水管和/或出水管外套设有单极磁环。实施本专利技术的方法可以快速、高效、低能地降低河湖水中的COD、BOD、SS含量，防止有机淤泥的淤积，消除水体臭气，还能防止夏季鱼虾缺氧死亡，具有无可比拟的优越性。该专利技术主要针对水质净化领域，是生物床技术的改进和革新，与水华防控没有直接的关系。技术专利CN200420024141. 9公开了一种用于富营养化治理以及有机废水生化治理的人工造流曝气生化装置，属于水处理设施
该装置包括马达、外套管、传动轴、螺旋桨，所述外套管的上下两端装有轴承，轴承中心装有传动轴，所述马达为潜水马达，所述传动轴的上端通过连轴结构与潜水马达的动力输出轴连接，下端通过并紧结构与螺旋桨连接。所述外套管上制有进气孔，所述传动轴为制有进气槽的空心轴。使用时，潜水马达置于水下，在外套管的进气孔处接引至水面的送气管，这样传动轴的长度大大缩短，不仅降低了对材质和加工精度的要求，而且不影响水本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种人工造流装置，包括工程船舶，其特征在于：所述工程船舶的船舱内设置有污水泵、船舶柴油机以及发电机组；所述工程船舶上还设有可调式进水管和可调式出水管；所述可调式进水管的进水口端与水文绞车连接，另一端与污水泵的进水口通过一段软管相连；所述可调式出水管的出水口端与水文绞车连接，另一端与污水泵的出水口通过一段软管相连；所述污水泵的功率为160～300kw，扬程15～25m，排量在1000m3/h以上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：毕永红，黄文敏，米武娟，胡征宇，
申请(专利权)人：中国科学院水生生物研究所，
类型：发明
国别省市：
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