[发明专利]一种基于太阳能发电的超声除藻方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种除藻方法和设备，特别涉及一种以太阳能作为电力来源的超声除藻方法和设备。

背景技术

近十几年，由于水体富营养化，而引起大面积的蓝藻水华诞生，对水中生物及饮用水水源产生重大威胁，藻类腐烂时降解产生的藻毒素对人类及生物健康造成威胁，目前，国内外也开发了很多除藻去水华的方法，根据其去除原理可分为物理方法、化学方法和生物方法。

物理方法主要是对蓝藻进行收集处理，如人工打捞、除藻船等，该方法具有见效速度快，比较适用于藻浓度较高时，已形成严重蓝藻水华时，适用性较强，但针对还未形成蓝藻水华时低浓度蓝藻并不具有适用性，而且在除藻的过程中，一部分除藻船采用燃油动力系统，其产生的废气对环境不可避免的造成污染，且耗费不可再生能源，而一部分用电能，限制了其使用移动灵活性。

化学方法是根据蓝藻水华的化学生物特性，往水体中喷洒各种消毒剂等，但该法容易对水体造成二次污染，不能适用于养殖区域蓝藻水华的去除。

生物方法，是通过水体中食物链，往水体中放养鲢鱼、鳙鱼及蚌类等滤食浮游生物等，可抑制微囊藻的繁殖，但此类生物对水体环境有一定要求，其对藻类的摄食没有选择性，去除蓝藻的能力有限，只能作为辅助性的一种去除方法。寻找一种清洁、快速有效去除蓝藻水华的方法，而且在藻浓度不高时进行除藻，成为水体治理领域解决亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，并提供一种基于太阳能发电的超声除藻方法及设备，在发生水华时可快速有效且清洁的去除大面积蓝藻，除藻效果好并且不会对治理的水域产生二次污染。

实现本发明目的所采用的技术方案为，一种基于太阳能发电的超声除藻方法，包括以下步骤：

(1)富藻水收集：使用太阳能供电的收集装置将水面上的藻类聚集形成富藻水，将富藻水收集在储水槽中；

(2)超声除藻：使用水泵将储水槽中的富藻水抽至除藻槽中，使用超声波发生器向除藻槽中发射超声波，超声波对富藻水中的藻细胞进行破碎得到藻液，实现灭藻目的，水泵和超声波发生器均由太阳能供电；

(3)富藻水过滤：将藻液引入太阳能供电的过滤装置中，通过过滤装置滤出藻液中的藻类残渣，将过滤装置滤出的水直接排放至水域中；

(4)藻类干化：将过滤所得的藻类残渣聚集，随后将聚集的藻类残渣堆放至太阳能供电的烘干装置中，首先在烘干装置中对藻类残渣进行预热，除去藻类残渣之间蓄存的水，随后将预热后的藻类残渣进行干化，烘干藻类残渣中含带的水分得到干化藻，藻类残渣中的水分汽化成为热蒸汽，将热蒸汽抽出，冷却成冷凝水后直接排放至水域中；

(5)干化藻收集：将干化藻收集并冷却至室温，将冷却后的干化藻存储在存储仓中。

本发明还对应提供一种用于上述方法的基于太阳能供电的超声除藻设备，至少包括由太阳能发电组，蓄电池、逆变器和电源控制器组成的电力单元、超声波发生器和用于支承上述部件的承重体，电源控制器连接逆变器的输入端和太阳能发电组，太阳能发电组包括太阳能电池板和安装在桅杆上的太阳能船帆，太阳能电池板安装在太阳能船帆的下方，承重体上设有支撑板，电力单元安装在支撑板上，支撑板和承重体组成除藻仓，除藻仓中从前往后依次安装有藻类收集单元，藻类过滤单元，藻类干化单元和干化藻存储仓，超声波发生器安装在藻类收集单元中；所述藻类收集单元包括安装在承重体前端的藻类收集器，和通过进水管道与藻类收集器连通的除藻槽，藻类收集器包括储水槽和钳夹，储水槽的盒体由圆管和圆台型的底部构成，圆管上设有孔径为3～10㎝的网孔，钳夹安装在储水槽下方，钳夹的钳嘴位于储水槽的前方，超声波发生器位于除藻槽外并与除藻槽的底面连接，除藻槽与藻类过滤单元连通；所述藻类过滤单元从下至上依次为排水槽、摇床和过滤槽，过滤槽的入料口通过水管与除藻槽的出水口连通，过滤槽位于除藻槽的出水口下方并且固定在摇床上，过滤槽中设有刮板并且铺设有过滤层，刮板位于过滤层上方并且与过滤层的表面接触，过滤槽的底端设有带水管的出水口，过滤槽通过水管与排水槽连通，排水槽上设有伸向承重体外的出水管道；所述藻类干化单元由预热干化槽、干化箱和带气泵的蒸汽导出管构成，预热干化槽位于过滤槽的出料口与干化箱的进料口之间，预热干化槽中设有推板，干化箱中设有可移动的搅拌器，干化箱箱体中安装有发热电阻丝，蒸汽导出管紧密缠绕在预热干化槽的槽壁外，一端连通干化箱，另一端伸入排水槽中；干化藻存储仓的进料口连通干化箱的出料口。

所述桅杆为伸缩杆，桅杆底端通过滚动轴承固定在支撑板上。

钳夹的钳嘴为两个开口相对的半圆球壳。