專利名稱：水污染浮游植物飄浮物收集裝置及其收集方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水污染浮游植物飄浮物的收集裝置和一種采用該裝置收集該飄浮物的方法，更具體來說涉及一種水污染浮游植物飄浮物的收集裝置和一種采用該裝置收集該飄浮物的方法，其中，該裝置可以收集生長在諸如湖泊，沼澤地的死水區(qū)域的水污染浮游植物飄浮物及其潛伏的孢子，以便防止它們在這樣的水域增生而引起其污染，借此實(shí)現(xiàn)該水域水的凈化。
在諸如湖泊，沼澤或者水壩的水域，經(jīng)常有報(bào)道說，水的運(yùn)動(dòng)停滯了，并且由于最近所見到的生活在其附近的人們的生活方式的變化往往營養(yǎng)過多，和浮游植物過分增生。浮游植物的這種過分增生不僅損害水域的外觀，而且妨礙魚鰓呼吸和使下水層的生物由于缺乏氧氣而死亡，并且招致水質(zhì)惡化，從而可使自來水有霉味。
按著慣用方法，已經(jīng)提出了各種措施來防止浮游植物的增生，包括(1)一種借助磷(P)或者氮(N)化合物，二氧化硅(SiO2)等清除營養(yǎng)物質(zhì)的防止水污染浮游植物增生的方法；(2)一種利用諸如硫酸銅，氯(Cl2)等的殺藻劑的消滅浮游植物的方法；(3)一種空氣泵送管的方法，其利用空氣泵送管來強(qiáng)使死水循環(huán)以增加存在于水中的氧氣，同時(shí)將生長在水面部分的海藻引導(dǎo)入足夠的陽光不能達(dá)到的深水層。
然而，在上述的措施中，用來清除流入湖泊和沼澤的營養(yǎng)物質(zhì)的方法(1)，鑒于設(shè)備和器械的制造成本以及用于其維護(hù)的運(yùn)行費(fèi)用，是不易采用的。另外，從不明的污染物質(zhì)中要完全清除營養(yǎng)物質(zhì)是不可能的，因此使整個(gè)方案難于實(shí)現(xiàn)。此外，通過添加殺藻劑來消滅浮游植物的方法(2)，由于如果該水域的水有各種用途的話可能引起進(jìn)一步的污染，而一般來說是不實(shí)際的。另外，強(qiáng)迫泵送該水域的水使其循環(huán)，以便縮短水面水的停滯時(shí)間的空氣泵送方法(3)，由于，如果水的深度不夠，它不會(huì)將水面上的藻類引導(dǎo)入足夠的陽光不能達(dá)到的深水層，所以是無效的，因而被認(rèn)為是不實(shí)際的。
本發(fā)明用來解決在上面提到的技術(shù)問題，因而本發(fā)明的目的是提供一種水污染浮游植物飄浮物收集裝置和一種利用上述裝置來收集水污染浮游植物飄浮物的方法。本發(fā)明考慮到了上述的防止水域中的浮游植物過分繁殖的目前方案的缺點(diǎn)。特別是，它試圖防止在淺深度水域的浮游植物的繁殖而引起水質(zhì)惡化，以便保持水域清潔。
為了使迄今所作的努力有所突破，本發(fā)明人判定，要完全防止浮游植物的生長是不可能的，而且浮游植物用于吸收溶解在流入湖泊等水域的水中的諸如磷和氮的化合物，二氧化硅(SiO2)等的營養(yǎng)物質(zhì)，以便在某種意義上凈化水。因此，基于這種認(rèn)識(shí)，所設(shè)計(jì)的本發(fā)明利用浮游植物來清除含在流入水中的的營養(yǎng)物質(zhì)，而不是防止這種浮游植物的生長，然后分離水污染浮游植物飄浮物或者它們的潛伏的孢子，以便將它們從水中清除。
換句話說，本發(fā)明人作了深入的研究而得到了一種能夠保持水域清潔的裝置和方法，它利用浮游植物來吸收和清除流入水域的營養(yǎng)物質(zhì)，然后收集該水污染浮游植物飄浮物，使得其擴(kuò)散得以避免。
因此，本發(fā)明人所設(shè)想的裝置和方法不昂貴，而且通過在冬季期間在預(yù)定地點(diǎn)收集浮游植物飄浮物及其潛伏的孢子可以在淺水湖泊和沼澤中有效地起作用，因而可以阻止它們在水域繁殖，使得水質(zhì)可以保持在干凈狀態(tài)。就此而論，水污染浮游植物飄浮物主要是指包括浮游植物及其潛伏孢子的有機(jī)污染物質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明，所提供的一種水污染浮游植物飄浮物收集裝置，它放置在水底，并利用包圍的表面裝置包圍和形成在其內(nèi)的一個(gè)預(yù)定容積的空間，所述包圍表面裝置包括至少一個(gè)由水阻擋構(gòu)件構(gòu)成的表面部分和由多個(gè)水導(dǎo)入構(gòu)件構(gòu)成的另外的表面部分，每個(gè)水導(dǎo)入構(gòu)件形成有多個(gè)水導(dǎo)入孔。
在本發(fā)明的水污染浮游植物飄浮物收集裝置中，最好是，所述的至少一個(gè)的由水阻擋構(gòu)件構(gòu)成的表面部分包括一個(gè)底面，或者一個(gè)預(yù)先安裝在水底的底面構(gòu)件，而所述的另外的表面部分包括由水導(dǎo)入構(gòu)件構(gòu)成的側(cè)面的或者頂面的表面部分。還最好是，所述的水導(dǎo)入構(gòu)件在其內(nèi)形成有水導(dǎo)入孔，每個(gè)孔的直徑在3-50毫米范圍內(nèi)。更為可取的是，所述的水導(dǎo)入構(gòu)件由具有3-50毫米網(wǎng)眼尺寸的編織件構(gòu)成，而所述的編織件是一個(gè)金屬絲網(wǎng)。
另外，最好是，所述的水導(dǎo)入構(gòu)件是由縱向和橫向3-50毫米矩形孔形成的的平面構(gòu)件，并且所述的平面的水導(dǎo)入構(gòu)件由塑料制成。另外，還最好是，所述的水導(dǎo)入平面構(gòu)件利用卡子連接在其強(qiáng)度可保持空間構(gòu)形的框架構(gòu)件上，每個(gè)卡子各具有用于將水導(dǎo)入構(gòu)件與其嚙合的鉤形部分。
另外，還最好是，由水導(dǎo)入構(gòu)件構(gòu)成的用于保持水污染浮游植物飄浮物收集裝置的預(yù)定容積空間的所述的其它側(cè)表面至少是一個(gè)雙層結(jié)構(gòu)的多層結(jié)構(gòu)。還最好是，所述的多層結(jié)構(gòu)具有100-1000毫米的層間間隔。
另外，最好是，由水阻擋構(gòu)件構(gòu)成的底面部分設(shè)置有連接在一臺(tái)泵上的管子，通過該管子使得累積在所述的底面部分上的水污染浮游植物飄浮物可以予以排出其之外，而且，最好是，所述的其它表面部分之一上設(shè)置有一個(gè)為工人使用的可敞開的出口。
還最好是，所述的水污染浮游植物飄浮物收集裝置設(shè)置在少于6米深度的水域的底部。這樣，定期收集的水污染浮游植物飄浮物可以予以清除，使得水域保持清潔。
另外，本發(fā)明提供一種收集水污染浮游植物飄浮物的方法，其特征在于，所述的水污染浮游植物飄浮物收集裝置在一個(gè)預(yù)定的期間內(nèi)設(shè)置在水域的底部，同時(shí)由水阻擋構(gòu)件構(gòu)成的一個(gè)表面部分作為一個(gè)底面，或者放置在預(yù)先安裝在水域底部的一個(gè)底面構(gòu)件上，以便將水域的水污染浮游植物飄浮物收集在該裝置內(nèi)。
在本發(fā)明的收集水污染浮游植物飄浮物的方法中，最好是，所述的裝置設(shè)置在少于大約6米深度的水域的底部，以便使容器將在水域生長的水污染浮游植物飄浮物收集在其內(nèi)。最好是，自該裝置放置在水底過去預(yù)定時(shí)間之后聚集在所述裝置中的所述的水污染浮游植物飄浮物不斷予以清除，以便凈化水域。另外，還最好是，聚集在該裝置的該空間中的所述的水污染浮游植物飄浮物在經(jīng)過所述的預(yù)定的時(shí)間之后由泵不斷吸收和清除，以便不斷凈化水域。
因此，本發(fā)明的裝置構(gòu)成有至少一個(gè)由水阻擋構(gòu)件構(gòu)成的表面部分并且作為底面朝向下面放置在預(yù)定水域的底部。其它的表面部分由水導(dǎo)入構(gòu)件構(gòu)成，而該水導(dǎo)入構(gòu)件具有多個(gè)水導(dǎo)入孔并連接在所述底面的水阻擋構(gòu)件上，以便與其底面和頂面部分配合，而包圍和形成一個(gè)預(yù)定容積的空間。為此，設(shè)置在預(yù)定水域底部的水污染浮游植物飄浮物收集裝置這樣制成，使得容許水導(dǎo)入和導(dǎo)出該裝置。然而，裝置的內(nèi)部被這樣包圍住，使得水域內(nèi)在其內(nèi)的水的運(yùn)動(dòng)與在其外部的水的運(yùn)動(dòng)是不同的。就此而論，雖然形成底面的所述的一個(gè)表面部分是由水阻擋構(gòu)件構(gòu)成的，但是也容許根據(jù)水底的形狀，以水阻擋構(gòu)件形成這樣的底面而某些所述的側(cè)面部分由水阻擋構(gòu)件構(gòu)成。另外也容許將所述的底面構(gòu)件預(yù)先安裝在水底，然后放置該裝置，以便將水污染飄浮物收集在其上。
通常，水域的最上層由于受到諸如風(fēng)等自然現(xiàn)象的影響而處于運(yùn)動(dòng)之中。特別是，在放置本發(fā)明的水污染浮游植物飄浮物的收集裝置的地方易于受水運(yùn)動(dòng)影響的水域的水往往由于水域的風(fēng)和它們的慣性而在0-1.5米/每秒的很寬的范圍內(nèi)處于運(yùn)動(dòng)之中。當(dāng)流速為0.3米/每秒或者更高時(shí)，聚集在水域底面的水污染飄浮物將再次浮到水面，而散布和漂浮在水域的整個(gè)范圍內(nèi)。
在水運(yùn)動(dòng)時(shí)在水域的流速產(chǎn)生梯度的情況下，在水域的水污染浮游植物飄浮物往往會(huì)象流動(dòng)的一般固體物質(zhì)一樣沿著低流速區(qū)域的方向運(yùn)動(dòng)并聚集在沒有或者很少水運(yùn)動(dòng)的水域的底部；這就是本發(fā)明人所稱的“分離”。例如，在靠近岸邊的水域的流速往往會(huì)由于在該處受到的阻力與水域中央部分比較而降低下來，因此在湖泊或者沼澤地產(chǎn)生一個(gè)流速梯度，使得聚集在靠近岸邊的區(qū)域的飄浮物增加。本發(fā)明基本上是利用了這種現(xiàn)象。
換句話說，雖然本發(fā)明的收集裝置由于側(cè)表面部分和頂面不象底面一樣而是由水導(dǎo)入構(gòu)件構(gòu)成的從而容許水通過其自由運(yùn)動(dòng)，但是它在水域還是起著一個(gè)妨礙水運(yùn)動(dòng)的阻力實(shí)體的作用。因此，即使可以使水域的水運(yùn)動(dòng)，但是在該裝置附近或者其內(nèi)的流速還是低于其外側(cè)的流速，或者基本上為0，因此在該裝置附近產(chǎn)生流速梯度。因此，水污染飄浮物往往會(huì)移向流速降低下來的裝置附近的區(qū)域，成為被分開的并停留在那里。另外，所述的飄浮物通過其內(nèi)流速降低的收集裝置的水導(dǎo)入孔被收集起來，從而聚集和沉積在底部。
另外，當(dāng)在水域有很小的或者根本沒有水運(yùn)動(dòng)時(shí)，從裝置之上落下的諸如浮游植物的水污染飄浮物通過水導(dǎo)入構(gòu)件而被收集入裝置中聚集在其底面上。此外，由于在裝置空間內(nèi)的水的運(yùn)動(dòng)與其外部比較顯著有限，因此聚集在裝置底面上的飄浮物不會(huì)再次漂浮到水面或者擴(kuò)散到其外部。特別是最好將收集裝置組裝起來形成一個(gè)多層結(jié)構(gòu)，使得可以產(chǎn)生較大的妨礙水運(yùn)動(dòng)的阻力和較大的流速梯度，以便加速飄浮物的“分離”。
另外，本發(fā)明的水污染浮游植物飄浮物收集裝置可以設(shè)計(jì)得自底面有預(yù)定的高度，以便容許一個(gè)吸收裝置清洗底面，清除漂浮沉積物和將其排出水域。這樣，由于可以保持裝置內(nèi)部處于清潔狀態(tài)，所以沒有聚集的水污染飄浮物再次擴(kuò)散出去到水域中的危險(xiǎn)，因此可以改善水域的水質(zhì)和保持水域清潔的穩(wěn)定狀態(tài)。
如上面所述，水污染浮游植物飄浮收集裝置放置在運(yùn)動(dòng)中的水域的底部，特別是其水的深度為6米或者少于6米的水域的底部，以便降低裝置附近的流速，使得水污染浮游植物飄浮物由于那里產(chǎn)生的流速梯度被分離而聚集在其附近。聚集在裝置附近的水污染浮游植物飄浮物再通過諸如側(cè)面和頂面的表面部分的水導(dǎo)入構(gòu)件中的水導(dǎo)入孔而進(jìn)入裝置中，被收集起來而下降和聚集在其內(nèi)。
另外，由于聚集在裝置底部水污染浮游植物飄浮物不受水域的水的強(qiáng)烈運(yùn)動(dòng)的影響，所以可以防止所述的飄浮物再次漂浮到上面而擴(kuò)散。
本發(fā)明基于這樣的概念，即使浮游植物吸收流入湖泊和沼澤的營養(yǎng)物質(zhì)，以便達(dá)到水凈化的目的，并且可以將水污染浮游植物飄浮物收集在裝置內(nèi)，再從該裝置處將收集在其內(nèi)的水污染浮游植物飄浮物泵出水域，借此可以通過積極采用浮游植物而不是消滅它們來凈化水域。
在運(yùn)動(dòng)水域，表示水污染程度的COD對于繁殖的浮游植物飄浮物來說據(jù)說在百萬分之5和25之間的范圍內(nèi)。而根據(jù)本發(fā)明，可以使水污染物質(zhì)的濃度下降到百萬分之3-15的數(shù)量級。


圖1是本本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的說明性的透視圖，示出了一種水污染浮游植物飄浮物收集裝置；圖2是放置在水域中的該實(shí)施例的說明性的視圖；圖3是本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施例的平面圖，其示出了水污染浮游植物飄浮物收集裝置的一種框架；圖4是圖3的側(cè)視立面圖；圖5是一個(gè)平面圖，其示出了一種連接在圖3所示的框架上的水導(dǎo)入構(gòu)件板；圖6a是一個(gè)用于將圖5所示的板連接在圖3所示的框架上的卡子的平面圖；圖6b是圖6a的側(cè)向剖視圖；圖7是一個(gè)平面圖，其示出了圖5的板連接在圖3的框架上的情況；
圖8是圖7的側(cè)視圖；圖9是示出了一種水污染浮游植物飄浮物收集裝置的本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施例的說明性的視圖；
圖10是示出了一種水污染浮游植物飄浮物收集裝置的本發(fā)明的再另外一個(gè)實(shí)施例總體透視圖；
圖11是有用于上述實(shí)施例的單層表面部分的水污染浮游植物飄浮物收集裝置的透視圖；
圖12是有用于上述實(shí)施例的雙層表面部分的水污染浮游植物飄浮物收集裝置的透視圖；和
圖13是有用于上述實(shí)施例的三層表面部分的水污染浮游植物飄浮物收集裝置的透視圖；現(xiàn)在參照最佳實(shí)施例的附圖詳細(xì)描述本發(fā)明，然而應(yīng)當(dāng)說明，本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。
圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的說明性的透視圖，其中示出了一種用于收集水污染浮游植物飄浮物的裝置1；所述裝置1具有一個(gè)內(nèi)部空間2，該內(nèi)部空間2由一個(gè)水阻擋零件的地板3，一個(gè)水導(dǎo)入零件的頂面4和還是水導(dǎo)入零件的側(cè)面5限定而成，使得形成一個(gè)箱形矩形容器。在側(cè)面5之一設(shè)置有一個(gè)用于飄浮物收集工作的出口6，使得裝置1容許在內(nèi)部空間2與其外界之間有溝通。
在本發(fā)明的收集裝置1中，所述內(nèi)部空間2的尺寸最好設(shè)置得有一個(gè)從地面3到頂面4例如1-3米的豎向距離或者高度。所述內(nèi)部空間2容許水污染浮游植物飄浮物聚集在所述內(nèi)部空間中，以便由工人或者通過利用有吸入裝置的各種收集裝置通過機(jī)械方法來清除。因此，可以形成一個(gè)有高度1-3米，長度2-20米，寬度1-10米的矩形空間，以便容許工人進(jìn)入和從所述出口6出來?；蛘呦蚱鋬?nèi)引入一個(gè)吸入裝置。
收集裝置1的外形或者尺寸不具體限于這些數(shù)值；也就是說，各種矩形，圓筒形，球形，錐形或者其它形狀都是可以的。在實(shí)踐中，具有正六面體或者矩形平行六面體的箱式結(jié)構(gòu)是較好的，因?yàn)槠渲圃烊菀住?br> 圖1所示的頂面4和側(cè)面5構(gòu)成了外側(cè)表面部分，并且由水導(dǎo)入零件制成，以便形成一個(gè)最外面的第一層A。裝置1還具有一個(gè)第二中間層B和一個(gè)最里面的第三層C，以便最終形成一個(gè)三層的結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的水污染浮游植物飄浮物收集裝置1中，諸如頂面4和側(cè)面5的所述外側(cè)表面部分可以不必是多層的結(jié)構(gòu)，外側(cè)表面部分可以是單層結(jié)構(gòu)，但是
圖1所示的多層結(jié)構(gòu)是較為可取的。
當(dāng)水域的水的運(yùn)動(dòng)變得顯著時(shí)，本發(fā)明裝置的這種表面部分起著阻礙在該水域的水的運(yùn)動(dòng)的阻力因素作用，結(jié)果，在周圍區(qū)域或者其內(nèi)部空間形成了流速很小或者接近為0的部分。因此，圍繞該裝置的部分的較小的流速使得在周圍區(qū)域與其它區(qū)域之間的流速梯度較大，而使水域的水的運(yùn)動(dòng)對于裝置內(nèi)部空間的水的運(yùn)動(dòng)的影響較小。層的數(shù)目可以在2-5的范圍內(nèi)選擇，通常的實(shí)踐是使該結(jié)構(gòu)為2-3層。在此例中，在每個(gè)相鄰的兩層之間的距離最好是可以根據(jù)水導(dǎo)入孔的直徑而變化，通常該距離在100-1000毫米的范圍內(nèi)。
本發(fā)明的收集裝置設(shè)置在特別是6米深的運(yùn)動(dòng)水域的底部。如上所述，水污染浮游植物飄浮物被陷在所述內(nèi)部空間中，而所述飄浮物可以被防止從表面擴(kuò)散開來，使得水污染浮游植物飄浮物被有效地堆疊起來，停留在內(nèi)部空間的地板上。
在本發(fā)明的水污染浮游植物飄浮物收集裝置中，基本的要求是提供由帶有水導(dǎo)入孔的頂面4和側(cè)面5構(gòu)成的外側(cè)表面部分，而其強(qiáng)度是可以接受的，如果它將足以保持其預(yù)定空間構(gòu)形的話。水導(dǎo)入孔的尺寸和數(shù)量可以根據(jù)收集裝置的尺寸，在其中根據(jù)水的深度放置該裝置的水域的大小，水質(zhì)的變化，周圍環(huán)境狀況來選擇。通常，最好采用這樣一種水導(dǎo)入零件，其有許多每個(gè)直徑為5-30毫米的水導(dǎo)入孔。
另外，最好有選擇地采用金屬的或者塑料的編織網(wǎng)，或者采用將予以說明的諸如包括金屬絲網(wǎng)或者在市場上可以買到的漁網(wǎng)的編織件的平面件。如果采用的編織件沒有足夠的強(qiáng)度，不能保持內(nèi)部強(qiáng)度形狀的話，則可以采用加強(qiáng)元件。例如，可以將如果組裝起來每個(gè)都有收集裝置輪廓的高強(qiáng)度的支承部件組裝成一個(gè)框架，而編織件可以固定在其上。
本發(fā)明的水污染浮游植物飄浮物收集裝置1的底面3是與兩個(gè)都是水導(dǎo)入零件的頂面4和側(cè)面5不同的水阻擋零件，這樣的水阻擋結(jié)構(gòu)是沒有限制的，可以是任何形式和材料的，只要水不能從其通過即可。例如，木質(zhì)的，塑料的，金屬的板件，或者任何其它水阻擋零件都可以使用。所述水阻擋零件的表面構(gòu)形沒有特定的限制。通常使用平板件，但是也可以使用帶有波紋表面的板件所述水阻擋零件，除了完全不容許水通過的零件以外，還可以包括雖然容許水通過但是不容許浮游植物通過的零件，例如具有網(wǎng)眼尺寸約為0.5毫米的金屬的或者塑料的編織件。另外，用于收集水污染浮游植物飄浮物裝置的底面3可以與水導(dǎo)入頂面4和側(cè)面5組裝成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)?；蛘撸梢允沁@樣的結(jié)構(gòu)，使得用于收集水污染浮游植物飄浮物的裝置可以設(shè)置在通過在水底鋪設(shè)板、薄片或者混凝土而預(yù)先安裝的一個(gè)底板件上。
此外，
圖1顯示，底面3連接在由頂面4和側(cè)面5構(gòu)成的外側(cè)表面部分上，而形成和包圍著一個(gè)空間2。在本實(shí)施例中，底面3伸過側(cè)面5而在其周圍有一個(gè)預(yù)定的寬度，但是底面3的形狀還是不受限制的。如果底面3能夠覆蓋由頂面4和側(cè)面5構(gòu)成的外側(cè)表面部分包圍的空間的整個(gè)底部，其就是令人滿意的。具體來說，如果底面3的尺寸與由具有水導(dǎo)入零件的側(cè)面5的外側(cè)表面部分確定的輪廓一致的話，則它在本發(fā)明的水污染浮游植物飄浮物收集裝置中就是令人滿意的。或者，底面3可以超過其與側(cè)面5的相交線，如
圖1所示。另外，形成外側(cè)表面部分的由水導(dǎo)入零件制成的底面3和側(cè)面5可以永久地連接，或者是可彼此直接拆卸，更換和嚙合地連接，或者借助適當(dāng)?shù)倪B接件而連接，只要該連接可以保持一個(gè)很長的時(shí)間即可，而連接的方式是不具有限制性質(zhì)的。
如上所述，在由水阻擋零件制成的底面3和包括水導(dǎo)入零件的頂面4和側(cè)面5的外側(cè)表面部分組裝起來構(gòu)成本發(fā)明的裝置后，可將本發(fā)明的水污染浮游植物飄浮物收集裝置放置在預(yù)定水域的底部。還可以利用包括諸如金屬絲網(wǎng)的水導(dǎo)入零件的頂面4和側(cè)面5的外側(cè)表面部分預(yù)先形成一個(gè)預(yù)定的空間，同時(shí)其底面部分保持打開，而形成一個(gè)矩形的或六面體籠式結(jié)構(gòu)或者成層組裝起來的這種復(fù)式籠式結(jié)構(gòu)，并將這種單個(gè)結(jié)構(gòu)或者組裝起來的這種復(fù)式結(jié)構(gòu)固定地設(shè)置在預(yù)先鋪設(shè)在水域底面上的水阻擋板件上。
圖2是將本發(fā)明的水污染浮游植物飄浮物收集裝置1放置在水域底面上的一個(gè)實(shí)施例的說明性的視圖。
換句話說，該圖是一個(gè)說明性的狀態(tài)透視圖，其表明所述的水污染浮游植物飄浮物收集裝置1放置在具有例如6米或者少于6米深度的較為淺的水域10的底面11上的方式。圖2表示，水污染浮游植物飄浮物收集裝置1在水域10的底面11上。如果收集裝置1的浮力使得難于將它固定在水域的底部，則可以在其上加上適當(dāng)?shù)闹亓浚蛘邔⒃撗b置連接在附近的岸上。
本發(fā)明的水污染浮游植物飄浮物收集裝置1最好是放置在水域的底部使得從裝置的頂面4距水面的距離在0.5-5米的范圍內(nèi)。還可以有選擇地確定頂面距空間的底面的高度，使得頂面和水面之間的距離處于上述范圍內(nèi)。如果，舉例來說，本發(fā)明的水污染浮游植物飄浮物收集裝置1的高度在1-3米的上述范圍內(nèi)，而放置該收集裝置的水域的深度是6米或者少于6米，則從裝置1的頂面至水面的距離保持在大約5米或者少于5米。
另外，最好是，收集裝置1和水域附近的岸之間的距離W保持在2米以上。由于上述的“分離”作用，眾所周知，在水域的水污染浮游植物飄浮物往往會(huì)由水域的波浪和風(fēng)吹向水流的低流速部分并在該部分下沉。本發(fā)明的目的在于收集這樣的水污染飄浮物，否則這些飄浮物就會(huì)漂浮在水域的中部。
另外，可以在同一水域放置多個(gè)本發(fā)明的水污染浮游植物飄浮物收集裝置，所放置的本發(fā)明的水污染浮游植物飄浮物收集裝置的數(shù)目，放置的位置及方式不具有限制性質(zhì)。諸如水域的大小，周圍環(huán)境，流入水或者流出水的質(zhì)量等條件是經(jīng)過適當(dāng)選擇的。
現(xiàn)在參照附圖3-8描述本發(fā)明的水污染浮游植物飄浮物收集裝置的更加具體的結(jié)構(gòu)。就此方面來說，圖3是構(gòu)成水污染浮游植物飄浮物收集裝置20的框架構(gòu)件20a和20b的平面圖；圖4是其側(cè)視圖；圖5是諸如板的水導(dǎo)入構(gòu)件的一個(gè)平面圖；圖6a和圖6b是所述的板利用卡子等連接在框架構(gòu)件20a和20b上的狀態(tài)圖；圖7是水污染浮游植物飄浮物收集裝置組裝狀態(tài)的平面圖；圖8是其側(cè)視立面圖。
框架構(gòu)件20a和20b是成對組裝起來的鋼結(jié)構(gòu)，形成一個(gè)方形的矩形平面構(gòu)形(如
圖1所示)。所述的框架構(gòu)件20a和20b是分開的構(gòu)件并通過以后將予以解釋的一塊板組裝成一個(gè)單個(gè)結(jié)構(gòu)。如圖3和7所示，板的尺寸這樣設(shè)定，使得每個(gè)框架構(gòu)件20a和20b與縱向上對齊的5個(gè)板22相連接而與橫向上對齊的2個(gè)半板22相連接。
另外，框架構(gòu)件20a和20b的側(cè)面部分每個(gè)與縱向上的一個(gè)板22相連接而與橫向上的兩個(gè)半板22相連接，如圖4和8所示。此外，螺栓孔21在預(yù)定位置處形成，用于板22的連接。
所述的板22是方形的，如圖5所示，并在其內(nèi)側(cè)形成有多個(gè)矩形的水導(dǎo)入孔22a，孔的尺寸設(shè)計(jì)得在3-50毫米的范圍內(nèi)。板22由在長期的使用壽命期間能抗腐蝕的塑料制成。
為了將所述的板22連接在框架構(gòu)件20a和20b上，采用了如圖6所示的卡子23。
每個(gè)卡子23是U形的并且在其敞開端形成有用于與板22相嚙合的鉤形部分23a。另外，形成有接納用于將板22安裝在框架構(gòu)件20a和20b上的螺栓24的螺栓孔23b。在這里，卡子23由金屬制成。
另外，首先將所述板22布置在框架構(gòu)件20a和20b的預(yù)定位置處，然后將螺栓24插入在框架構(gòu)件20a和20b上鉆出的螺栓孔21并通過在板22中的水導(dǎo)入孔22a和在每個(gè)卡子23上鉆出的螺栓孔23b。
另一方面，卡子23的所述鉤子部分23a與形成有板22中水導(dǎo)入孔的側(cè)面相嚙合。在這里，螺母25從卡子23一側(cè)擰在螺栓24上，使得板22連接在框架構(gòu)件20a和20b上。
所述板22連接在每個(gè)框架構(gòu)件20a或者20b上，使得5個(gè)板在縱向上對齊，而兩個(gè)半板在橫向?qū)R，只有一個(gè)板在豎向上連接。因?yàn)榭蚣軜?gòu)件20a和20b是分開的構(gòu)件，所以易于運(yùn)輸，保管和處理。
在組裝的最后階段，框架構(gòu)件20a和20b布置成平行的，并且跨在框架構(gòu)件20a和20b上的板22A借助卡子23與其相連接。這樣，當(dāng)跨在框架構(gòu)件20a和20b上的板22A被連接時(shí)，所述框架構(gòu)件20a和20b便由所述板22連接成整體。因此，不僅組裝工作被簡化，而且不需要通過焊接工作來連接所述的框架構(gòu)件20a和20b，因此降低了制造成本。
下面參照附圖9和10描述本發(fā)明的水污染浮游植物飄浮物收集裝置的另外一個(gè)實(shí)施例。
在該實(shí)施例中，聚集在裝置30中的水污染浮游植物飄浮物可以自動(dòng)地從裝置30中清除。換句話說，底面31以出料槽的形式設(shè)置，其側(cè)壁連接有與泵P連接的管子32。所述泵P位于離開水域的某個(gè)位置處，并且在一定時(shí)間之后起動(dòng)，以便吸出聚集在出料槽式的底面31上的水污染浮游植物飄浮物，直至將它們從該裝置30清除為止。這樣，水污染浮游植物飄浮物可以容易地利用連接泵和出料槽式的底面的管子從收集裝置30予以清除，而無需手工工作，因此可以降低運(yùn)行成本。
下面，進(jìn)行了一項(xiàng)試驗(yàn)，以便看看對于各種水導(dǎo)入孔的直徑水污染浮游植物飄浮物的聚集情況。
在該試驗(yàn)中，水污染浮游植物飄浮物收集裝置被設(shè)置在平均深度為6米的一個(gè)人工池的底部，長達(dá)8天的時(shí)間，然后從水域的底部抽出來，以便研究水污染浮游植物飄浮物的聚集情況。在試驗(yàn)期間，人工池水面的流速是0-1米/每秒，而水質(zhì)是這樣的，其水含有115毫克/每升的葉綠素a，50毫克/每升的SS。在本文中，SS是指通過一個(gè)1μ過濾器過濾水樣并將其在105℃的溫度下干燥長達(dá)2個(gè)小時(shí)所獲得的殘余物質(zhì)。
為了檢查對于各種水導(dǎo)入孔直徑來說水污染浮游植物飄浮物的聚集情況，一個(gè)有單層側(cè)表面部分的水污染浮游植物飄浮物收集裝置的水導(dǎo)入孔的縱向和橫向網(wǎng)眼尺寸為2毫米(比較實(shí)例1)，3毫米(實(shí)例1)，10毫米(實(shí)例2)，20毫米(實(shí)例3)，40毫米(實(shí)例4)，50毫米(實(shí)例5)和60毫米(比較實(shí)例2)。
用于實(shí)例1中的水污染浮游植物飄浮物收集裝置具有100毫米的縱向尺寸，100毫米的橫向尺寸和400毫米的豎向尺寸。
用于實(shí)例2中的水污染浮游植物飄浮物收集裝置具有120毫米的縱向尺寸，120毫米的橫向尺寸和400毫米的豎向尺寸。用于實(shí)例3中的水污染浮游植物飄浮物收集裝置具有200毫米的縱向尺寸，200毫米的橫向尺寸和400毫米的豎向尺寸。另外，用于實(shí)例4中的水污染浮游植物飄浮物收集裝置具有400毫米的縱向尺寸，400毫米的橫向尺寸和400毫米的豎向尺寸。用于實(shí)例5中的水污染浮游植物飄浮物收集裝置具有500毫米的縱向尺寸，500毫米的橫向尺寸和400毫米的豎向尺寸。
另一方面，用于比較實(shí)例1中的水污染浮游植物飄浮物收集裝置具有80毫米的縱向尺寸，80毫米的橫向尺寸和400毫米的豎向尺寸。用于比較實(shí)例2中的水污染浮游植物飄浮物收集裝置具有600毫米的縱向尺寸，600毫米的橫向尺寸和400毫米的豎向尺寸。
所述的試驗(yàn)結(jié)果示于表1和表2中。表2示出了在每一實(shí)例和比較實(shí)例中所用的每單位面積所收集的并且根據(jù)表1獲得的浮游植物飄浮物的重量值。
在表1中，濕重(克)是指所收集的水樣本身。
干重(克)是指所收集的經(jīng)過過濾的或者自然干燥成固體狀態(tài)然后在105℃的溫度下加熱長達(dá)2小時(shí)干燥的水樣。
VSS(％)是指干燥的水樣在600℃的溫度下加熱長達(dá)30分鐘直至其縮成灰燼的重量減輕比，也稱為白熱重量減輕比。
SS是指通過1μ過濾器過濾所收集的水樣并且將該過濾的殘余物在105℃的溫度下干燥長達(dá)2個(gè)小時(shí)而獲得的一團(tuán)物質(zhì)。
T-P(毫克/干重公斤)是指從在水樣的酸分解(在壓力下)之后所獲得的PO4計(jì)算而得到的磷的總重。
初始容積(毫升)是指在取樣時(shí)或者水樣在開始沉淀處理時(shí)水樣的容積。
沉淀容積(毫升)是指由于仍然在持續(xù)的沉淀長達(dá)預(yù)定的時(shí)間所獲得的沉淀物質(zhì)的容積，所述沉淀物質(zhì)是從所收集的6升水樣獲得的。
計(jì)算的水含量(％)是指從沉淀的容積和SS計(jì)算的水含量；即它意味著(V×d-s)/v×d，其中，其比重為d(d＝1.02)。
離心沉淀的濃縮塊(水含量％)和(VSS％)是指所收集的泥漿狀的水樣在1000-3000轉(zhuǎn)/每分鐘，長達(dá)5-10分鐘進(jìn)行離心濃縮沉淀，蒸發(fā)干燥，然后在105℃的溫度下長達(dá)2小時(shí)進(jìn)行干燥而獲得的水含量和白熱減輕比(VSS％)。
表1
<p>由上述可知，表示最好的收集能力的網(wǎng)眼尺寸是10毫米，次之是20毫米。如果網(wǎng)眼尺寸小于3毫米或者大于50毫米，則可以確信，不可能收集任何水污染浮游植物飄浮物。
其次，還進(jìn)行了一種試驗(yàn)，以便看看在表面部分的單層結(jié)構(gòu)和多層結(jié)構(gòu)的情況下水污染浮游植物飄浮物是如何累積的。試驗(yàn)的條件設(shè)定得與研究如上述的各種水導(dǎo)入孔的直徑時(shí)水污染浮游植物飄浮物的累積的試驗(yàn)的條件是相同的。
對于每個(gè)水污染浮游植物飄浮物收集裝置，
圖11表明，表面部分是帶有縱向和橫向40毫米水導(dǎo)入孔(網(wǎng)眼尺寸)的單層結(jié)構(gòu)(如實(shí)例4)。另一方面，
圖12表明，表面部分是雙層結(jié)構(gòu)(如實(shí)例6)，一個(gè)構(gòu)件具有縱向和橫向20毫米的水導(dǎo)入孔(網(wǎng)眼)，如
圖12所示的實(shí)例3，并且被容納在另外一個(gè)帶有縱向和橫向40毫米水導(dǎo)入孔(網(wǎng)眼)的構(gòu)件中，如
圖12所示的實(shí)例4，從而形成雙層結(jié)構(gòu)(實(shí)例6)。
圖13表明，帶有縱向和橫向水導(dǎo)入孔(網(wǎng)眼)為40毫米的水導(dǎo)入構(gòu)件被容納在帶有縱向和橫向水導(dǎo)入孔(網(wǎng)眼)為40毫米的水導(dǎo)入構(gòu)件中。另外還如實(shí)例1在其中容納一個(gè)由帶有縱向和橫向水導(dǎo)入孔(網(wǎng)眼)為10毫米的構(gòu)件構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，而形成一個(gè)三層結(jié)構(gòu)(實(shí)例7)。
每個(gè)有縱向和橫向水導(dǎo)入孔3毫米(網(wǎng)眼)的水導(dǎo)入構(gòu)件被容納在每個(gè)在其內(nèi)有縱向和橫向水導(dǎo)入孔10毫米(網(wǎng)眼)的水導(dǎo)入構(gòu)件的實(shí)例7的收集裝置中，形成一個(gè)四重結(jié)構(gòu)，作為比較實(shí)例3(比較實(shí)例3)。
在任何實(shí)例中，收集裝置的頂面都是帶有縱向和橫向水導(dǎo)入孔為40毫米(網(wǎng)眼)的單層結(jié)構(gòu)。
上述試驗(yàn)的結(jié)果示于表3和4中。表4示出了根據(jù)表3所示的結(jié)果計(jì)算而獲得的在各個(gè)實(shí)例和比較實(shí)例中每單位面積所收集的水污染浮游植物飄浮物的數(shù)量。
表3
表4
由上述可知，由于在最內(nèi)層的網(wǎng)眼是3毫米，所以由其內(nèi)的網(wǎng)眼孔的尺寸為3毫米，10毫米，20毫米和40毫米的構(gòu)件所構(gòu)成的四重結(jié)構(gòu)的收集裝置收集的水污染浮游植物飄浮物沒有獲得什么結(jié)果。該結(jié)果被認(rèn)為是由于在收集裝置的外面的3層收集了幾乎全部的水污染浮游植物飄浮物。
本發(fā)明的水污染浮游植物飄浮物收集裝置通過利用水導(dǎo)入構(gòu)件和水阻擋構(gòu)件可以以低成本容易地制造。另外，通過將該裝置放置在較淺水域的底部，水污染浮游植物飄浮物或者其潛伏的孢子可以被收集起來，而將累積在其內(nèi)，而不是抑制浮游植物的生長；相反，流入湖泊和沼澤地的營養(yǎng)物質(zhì)被這樣的浮游植物所吸收，并且通過利用這種自然現(xiàn)象，水質(zhì)可以改進(jìn)，同時(shí)水污染浮游植物飄浮物及其潛伏的孢子被收集在該裝置中而在其內(nèi)累積起來，從而使它們不能在其外面擴(kuò)散。因此，本發(fā)明比現(xiàn)有技術(shù)的方法容易得多，它不需要使用化學(xué)品，因此可以安全地改善水域的水質(zhì)，使水域清潔。
權(quán)利要求
1.一種水污染浮游植物飄浮物收集裝置，它放置在水底，并利用包圍的表面裝置包圍和形成在其內(nèi)的一個(gè)預(yù)定容積的空間，所述包圍表面裝置包括至少一個(gè)由水阻擋構(gòu)件構(gòu)成表面部分和由多個(gè)水導(dǎo)入構(gòu)件構(gòu)成的另外的表面部分，每個(gè)水導(dǎo)入構(gòu)件形成有多個(gè)水導(dǎo)入孔。
2.如權(quán)利要求1所述的水污染浮游植物飄浮物收集裝置，其特征在于，所述的至少一個(gè)的由水阻擋構(gòu)件構(gòu)成表面部分形成一個(gè)底面，而所述的另外的由水導(dǎo)入構(gòu)件構(gòu)成的表面部分形成側(cè)面的或者頂面的表面部分。
3.如權(quán)利要求1或2所述的水污染浮游植物飄浮物收集裝置，其特征在于，所述的至少一個(gè)的由水阻擋構(gòu)件構(gòu)成的表面部分包括一個(gè)預(yù)先安裝在水底的底面構(gòu)件。
4.如權(quán)利要求1或者3所述的水污染浮游植物飄浮物收集裝置，其特征在于，所述水導(dǎo)入構(gòu)件的每個(gè)水導(dǎo)入孔的直徑在3-50毫米范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1-4所述的水污染浮游植物飄浮物收集裝置，其特征在于，所述的水導(dǎo)入構(gòu)件包括其每個(gè)都有3-50毫米網(wǎng)眼尺寸的網(wǎng)狀件。
6.如權(quán)利要求5所述的水污染浮游植物飄浮物收集裝置，其特征在于，所述的網(wǎng)狀件包括金屬絲網(wǎng)。
7.如權(quán)利要求1-4所述的水污染浮游植物飄浮物收集裝置，其特征在于，每個(gè)水導(dǎo)入構(gòu)件包括一個(gè)形成有縱向和橫向3-50毫米矩形水導(dǎo)入孔的平面構(gòu)件。
8.如權(quán)利要求7所述的水污染浮游植物飄浮物收集裝置，其特征在于，所述的平面構(gòu)件由塑料制成。
9.如權(quán)利要求6或8所述的水污染浮游植物飄浮物收集裝置，其特征在于，所述的平面構(gòu)件利用卡子連接在其強(qiáng)度可保持空間構(gòu)形的框架構(gòu)件上，每個(gè)卡子具有與其嚙合的鉤形部分。
10.如權(quán)利要求1-9所述的水污染浮游植物飄浮物收集裝置，其特征在于，所述的其它表面部分組裝起來形成一個(gè)包括雙層結(jié)構(gòu)的多層結(jié)構(gòu)。
11.如權(quán)利要求10所述的水污染浮游植物飄浮物收集裝置，其特征在于，所述的多層結(jié)構(gòu)具有100-1000毫米的層間間隔。
12.如權(quán)利要求1-11所述的水污染浮游植物飄浮物收集裝置，其特征在于，由水阻擋構(gòu)件構(gòu)成的所述的表面部分設(shè)置有連接在一臺(tái)泵的管子，通過該管子累積在所述的底面部分上的水污染浮游植物飄浮物可以予以排出。
13.如權(quán)利要求1-12所述的水污染浮游植物飄浮物收集裝置，其特征在于，所述的其它表面部分之一設(shè)置有一個(gè)為工人使用的預(yù)定的可開放的出口。
14.如權(quán)利要求1-13所述的水污染浮游植物飄浮物收集裝置，其特征在于，所述的裝置設(shè)置在具有6米或者少于6米深度的水域的底部。
15.如權(quán)利要求1-14所述的水污染浮游植物飄浮物收集裝置，其特征在于，所述的裝置設(shè)置在水域的底部，同時(shí)水阻擋構(gòu)件的所述表面部分朝向下面一個(gè)預(yù)定的時(shí)間，或者放置在預(yù)先安裝在水域底部的底面構(gòu)件上，以便將水域的水污染浮游植物飄浮物收集在其內(nèi)。
16.如權(quán)利要求15所述的水污染浮游植物飄浮物收集裝置，其特征在于，所述的裝置設(shè)置在具有6米或者少于6米深度的水域的底部，以便收集水域的水污染浮游植物飄浮物。
17.如權(quán)利要求14或16所述的水污染浮游植物飄浮物收集裝置，其特征在于，收集在所述的空間中的所述的浮游植物飄浮物在一個(gè)預(yù)定時(shí)間之后予以清除，以便不斷凈化水域。
18.如權(quán)利要求15-17中任何一項(xiàng)所述的水污染浮游植物飄浮物收集裝置，其特征在于，收集在該空間中的所述的水污染浮游植物飄浮物在經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間之后由泵吸收，以便不斷凈化水域。
全文摘要
提供一種水污染浮游植物飄浮物的收集裝置和利用所述裝置收集水污染浮游植物飄浮物的方法,使得由于浮游植物的過分繁殖而使水質(zhì)惡化的情況得到抑制和防止,以便使水域保持清潔。該裝置利用包圍的表面裝置在其內(nèi)形成一個(gè)預(yù)定容積的空間,所述的包圍表面裝置包括至少一個(gè)由水阻擋構(gòu)件構(gòu)成的表面部分3和由多個(gè)水導(dǎo)入構(gòu)件構(gòu)成的其它表面部分4和5,每個(gè)水導(dǎo)入構(gòu)件形成有多個(gè)水導(dǎo)入孔。
文檔編號A01K69/00GK1190031SQ9810439
公開日1998年8月12日 申請日期1998年1月21日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月21日
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