[实用新型]一种超声波与微气泡气浮联用的水华治理装置

说明书

本实用新型公开了超声波与微气泡气浮联用的水华治理装置，该装置的池体内部由下至上依次划分为破碎气浮区、水固上浮区和水固分离区；破碎气浮区内设有若干微气泡释放探头和若干超声探头，微气泡释放探头设于池体底部，超声探头位于微气泡释放探头的上方；水固上浮区内设有若干导流板，导流板的底端伸入至破碎气浮区内。本实用新型将超声波技术与微气泡气浮技术进行联用，超声探头产生的超声波通过超声空化作用破坏藻细胞，微气泡释放探头通过释放大量微气泡包裹粘附原应下沉的藻细胞碎片，携带藻细胞碎片一同上浮，同时超声波对微气泡具有二次微化作用，加速固液分离速度，从而收集水藻，实现水固分离，达到水华控制效果。

技术领域

本实用新型涉及水华治理技术领域，尤其涉及一种超声波与微气泡气浮联用的水华治理装置。

背景技术

20世纪以来，水体富营养化问题就成为了困扰全球各个国家的主要环境问题。在中国，有60％以上的湖泊处于不同程度的富营养化状态。当水体富营养化时，会产生浮游藻类爆发性繁殖的现象，形成水华。大量藻类覆盖水面，不仅影响水体景观，而且会导致水体浑浊，并恶化水质，散发腥臭味，部分藻类在生长过程中还会产生藻毒素，产生饮水安全问题，影响到周围人类生活。

目前，水华的控制技术迅速发展，新方法不断出现，综合国内外各项技术，主要包括物理方法、化学方法以及生物方法。化学法主要通过投加各种化学药剂对藻类进行混凝、抑制、杀除等，因其具有二次污染，现已基本不直接采用。生物除藻技术的机理是利用藻类的天敌及其产生的生长抑制物质来抑制和杀灭藻类。但生物除藻技术并不是彻底杀灭或消除藻类，而是利用生态平衡等原理对藻类的生长和繁殖进行抑制，采用的微生物具有不稳定性，食藻鱼类还可能将藻毒素通过食物链传至人类，还有可能造成物种入侵，且其操作复杂，价格昂贵。物理方法是借助工程技术措施，减弱甚至消除藻类的方法，主要有机械打捞、黏土凝聚法、气浮法、微滤机法、磁分离、絮凝、超声波等一系列措施。

气浮除藻目前仍主要应用在给水供水领域，随着藻类繁殖加剧，传统工艺对较轻的藻类难以去除，大量未被去除的藻类常常堵塞滤池、缩短滤池运行周期等，有研究采用气浮池处理含藻水，除藻率可达到90％以上，基本可以消除藻类对滤池的不利影响。气浮除藻技术也用于湖泊藻类爆发的清除，主要是各种除藻设备的研究实用新型，如气浮除藻船、船式气浮除藻装置等，但实际应用的报道较少。

随着超声波技术及声化学的不断发展，将超声波用于除藻抑藻方面日益引起重视，超声除藻抑藻技术以其清洁、高效、反应条件温和、速度快等显著特点，在藻类控制领域有着广阔的应用前景。藻类细胞的细胞体含有多组气胞，气胞控制藻类细胞的升降运动。超声波能使藻类细胞产生共振，声波持续发生震动使藻类细胞结构产生破损，先将其细胞壁破坏，超声波引起的冲击波、射流、辐射压可以挤压、击穿从而破坏气胞，在适当的震动频率下，引起压缩和稀疏的交替循环，气胞成为空化泡而破裂，破坏藻细胞内活性酶和活性物质，从而影响细胞的生理生化活性。关于超声波对藻类的清除效果及在不同环境下参数的设置，国内外的许多学者都在试验条件下进行了深入地研究。

现有的超声除藻船只是将水体中的藻类沉降于水底，并未真正将藻类从水体中去除，反而增加了水体中的沉积物。因为在水体中实现空化需要较高的声压，则需消耗较大的能量，巨大的能耗限制了其应用范围。所以，将超声波作为一种强化手段，与其他方法如紫外线、过滤法、气浮法等结合起来，具有更实际的应用价值。

实用新型内容

本实用新型提供了一种超声波与微气泡气浮联用的水华治理装置，该装置将超声波技术与微气泡气浮技术进行联用，超声探头产生的超声波通过超声空化作用破坏藻细胞，微气泡释放探头通过释放大量微气泡包裹粘附原应下沉的藻细胞碎片，携带藻细胞碎片一同上浮，与此同时超声波对微气泡具有二次微化作用，加速固液分离速度，携带藻细胞碎片上浮至水固上浮区和水固分离区，从而收集水藻，实现水固分离，达到水华控制效果。

具体技术方案如下：