[发明专利]一种基于气幕式人工上升流的沉积物营养盐提升装置

说明书

本发明实施例公开了一种基于气幕式人工上升流的沉积物营养盐提升装置，包括：泡沫浮筒；所述泡沫浮筒上安装有空心筒，所述空心筒内部装配有注气装置，所述注气装置将空气压入导气软管的一端；所述导气软管的另一端与配重固定连接，所述配重上固定有上覆水注气喷头，所述配重下端固定有沉积物注气管，所述导气软管的另一端分别与上覆水注气喷头和沉积物注气管相连通。本发明所提出的装置有望在国内外缺少营养盐或者对海藻需求量大的海域进行大规模工程化的应用，增强海洋碳汇并改善水质。

技术领域

本发明实施例涉及缓解表层海体缺营养盐状况领域，尤其涉及一种基于气幕式人工上升流的沉积物营养盐提升装置。

背景技术

近年来，全球变暖已成为气候变化的主导现象，联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)2018年的报告指出，与工业时代前相比，人类活动造成的全球平均温度升高约为1℃。尽量缓解气候变暖趋势的重要途径有减少二氧化碳排放量和“增汇”，即提升对二氧化碳的固定。海洋作为最大的碳库，海洋藻类固碳技术因其科学性、经济性等优点引起了广泛的研究与讨论。利用藻类的光合作用，人类可实现低成本、高效率地将大气中的二氧化碳以生物能的形式储存在微藻体内，减缓海水酸化和缺氧，并为鱼类等提供健康的栖息地。因此，藻类固碳技术在缓解全球变暖、减缓我国近海海域富营养化方面有着重要意义与潜能。

营养盐浓度是决定水域生产力高低的重要因素，而在大多数海域，表层营养盐(主要指氮、磷和硅元素)浓度是限制初级生产力的主要因素。人工上升流可将富含营养盐的海洋深层水提升至真光层，从而增加表层水营养盐浓度，调整其中微量元素的比例，进而促进浮游植物的光合作用，增大海洋初级生产力，并最终通过增加生物泵效率的方式提升海洋碳汇。对于人工渔场，上升流也具有极大意义，据统计，上升流海域仅占海洋总面积的0.1％，却提供了50％左右的初级生产力和40％以上的鱼类捕获量。

人工上升流技术，作为一种人工增加营养盐浓度的工程技术，目前已在国内外有一定的研究进展，如日本团队研究的机械泵式人工上升流技术、美国团队研究的波浪泵式人工上升流以及我国团队研究的柔性的气举上升流装置等。1997年，日本团队在Gokasho湾安装了水泵式密度流发生装置DCG(Density Current Generator)，依靠12kw的电力每天在密度跃层附近排出120000m³的混合海水，将海底的富营养盐和低氧海水抽至表层供浮游植物生长，改善了该海域的生态环境。Stommel提出温盐泵式人工上升流，利用温度差和盐度差提升深层海水，持续工作后无需外部能量供应。美国夏威夷大学的Clark Liu等人研制了一种波浪能上升流装置，利用波浪能作为动力源。T.A.McClimans等人于2009年在挪威Arnafjord峡湾开展DETOX项目，利用岸边试验站的390kw超大功率空压机压缩空气注入水下，形成的气泡幕携带提升65m³/s的深层营养盐海水，并覆盖峡湾大部分范围。

上述研究表明：人工上升流技术有望成为提高表层海水营养盐浓度，增强海域固碳、缓解近海海域富营养化的有效途径。然而，现有的人工上升流装置仍未得到广泛的工程应用。一些装置依靠海域固有优势供能，其作用区域非常有限；一些装置采用波浪能给装置作为动力源，存在效率低、流量小的缺点。

发明内容

针对目前人工上升流装置能耗大、效率低、流量小等缺点，本发明实施例提供一种基于气幕式人工上升流的沉积物营养盐提升装置。

本发明实施例所解决技术问题采用的技术方案如下：

本发明实施例提供一种基于气幕式人工上升流的沉积物营养盐提升装置，包括：

泡沫浮筒；

所述泡沫浮筒上安装有空心筒，所述空心筒内部装配有注气装置，所述注气装置将空气压入导气软管的一端；