[发明专利]基于水面漂浮光伏发电站的控藻系统

说明书

技术领域

本发明属污染水体治理环保技术和光伏发电技术领域，涉及遮光充氧控藻和光伏发电的一体化系统。

背景技术

目前，我国湖泊、水库普遍富营养化，藻类水华现象频繁发生，水体富营养化带来严重的水环境问题。我国藻类水华中常以蓝藻为优势藻种，蓝藻会分泌释放有害气体及毒素，通过食物链的累积危害人类的健康，威胁城市供水安全并影响水产养殖、旅游及人类的生活。因此，控制和去除水体中的有害藻类意义重大。

引起藻类水华的主要因素：营养盐（氮、磷等）、温度、pH值、水动力和光照度。在富营养化水体中，藻类在足够和适宜的上述五个因素下即可暴发，但藻类暴发也会随某一因素不具备时而迅速消去。

我国许多湖泊和水库中，特别是控制营养盐的工程技术措施周期长，投资巨大，实施十分困难。在相当长的时期内，营养盐已不成为限制因素。相对于其他因素，光照度是最为容易实施的人为干预的因素，所以遮光控藻是一种经济有效的技术措施。

藻类的生成和分解是进行光合作用和呼吸作用的一个典型过程：藻类的生长繁殖为光合作用，藻类的分解消亡为呼吸作用。光是影响藻类生长的最重要因素之一。在低光度条件下藻类比增殖速率显着下降，藻类的增殖被抑制，甚至低于藻类的呼吸速率，促使藻类不断消耗自身有机营养，最终死亡。遮光能迅速降低藻类浓度，抑藻效果明显，控制水华。

遮光时充氧可大幅度提高去藻率。当藻类的呼吸耗氧与光合作用产氧相等，即为光补偿点。光照度低于光补偿点时，呼吸作用占主导，水体处于耗氧状态。遮光时对水体充氧，提高水体溶解氧DO值，消除遮光区域DO过低的缺点，有利于呼吸作用的进行，加速藻类消亡，提高控藻效率，抑制藻类的爆发；同时，充氧能钝化底泥，抑制底泥的氮、磷释放，抑制藻类生长。遮光与充氧结合较单纯遮光的控藻效率和控藻周期有大幅度提高。

充氧增加水体DO值，提高好氧微生物的活力，加速分解污染物，防止水体发黑发臭，恢复水生生态系统。

对污染水体推流，加强水动力，增强DO扩散，特别是提高下覆水的DO值，进一步抑制藻类生长，加强钝化底泥，抑制底泥的内源污染。

目前已有的遮光控藻技术，如小岛贞男的遮光控藻研究（Kojima S. Corroborating study on algal control by partial shading of lake surface[J].Main-Water and Wastewater,2000,42(5):5-12）表明，需遮盖约1/3水面才可以达到控藻效果，应用于大型水面（湖泊和中、大型水库）时，遮光控藻治理需设置的遮光面积非常大；孔海南的控藻技术（孔海南等，治理富营养化水库水华的方法，CN 101456603 B）曝气充氧空气输送距离短，长距离输送能耗高，为取水口近岸布置应用；其遮光机构采用遮光布或遮光网类的柔性材料，特别对大型水面（湖泊和中、大型水库）存在抗风浪能力低、寿命短及工程实施难度大等缺点。

综上所述，大型水面（湖泊和中、大型水库）遮光控藻治理所需的遮光面积巨大，现场实施困难，遮光投资大，抗风浪能力要求高，现有技术在进行远离岸边的布置时，存在供电和输气等难题，难以满足大面积治理。

有鉴于此，有必要提出一种针对大型水域控藻的新型技术，以达到有效的控藻目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种控藻效果好且用于大面积治理的基于水面漂浮光伏发电站的控藻系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种基于水面漂浮光伏发电站的控藻系统，其特征在于，包括水面漂浮装置以及设置在所述水面漂浮装置的光伏发电装置和充氧装置；所述漂浮装置由漂浮单体拼接而成，所述漂浮单体拼接后在水面上形成完全遮挡或不完全遮挡，所述充氧装置包括位于水面上方的供气系统和位于水面下方的曝气装置，所述曝气装置由所述供气系统供气，所述光伏发电装置为所述供气系统供电。

所述不完全遮挡由间隔排布的遮挡区和无遮挡区构成，所述遮挡区与无遮挡区的比例为100:1～100：30。

所述曝气装置包括曝气管和连接件，所述曝气管通过所述连接件与所述水面漂浮装置连接；在所述曝气管上连接有配重。

所述供气系统包括风机、风机控制器和供气管路；所述风机固定在水面漂浮装置上，风机由光伏发电装置供电。

在所述水面漂浮装置上还连接有位于水面下的推流装置，所述推流装置为气提器，该气提器由所述供气系统供气。