[發明專利]水體凈化裝置及包括該水體凈化裝置的輸水工程系統

有效

• 申請號: 201110256378.4
• 申請日: 2011-08-31
• 公開（公告）號: CN102350103A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 王兆印;徐夢珍;王旭昭;曹小武;陳曉丹;劉樂
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B01D21/02
• 分類號: B01D21/02;B01D21/24
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 張濤

技術領域

本發明涉及一種水體凈化裝置及包括該水體凈化裝置的輸水工程系統。

背景技術

人們日常生活、生產用水、工廠的冷卻用水或海水淡化用水都要通過輸水工程從自然水源獲取淡水或海水。但無論自然水源中的自然水體是海水還是淡水，其中均含有許多雜質和污損生物的幼蟲。自然水體中的泥沙等雜質隨輸送的水體進入輸水工程以后會對輸水工程及設備造成磨損，降低輸水工程、設備的使用壽命，這些泥沙等雜質在管道中沉淀淤積，久而久之造成管道的阻塞，直接影響到輸水工程的輸水能力；輸送水體攜帶的污損生物幼蟲進入輸水工程后便擇機附著于工程物體表面發育為成蟲(污損生物)，這些污損生物在輸水工程內迅速成長并不斷繁殖，對輸水工程造成不同程度的生物污損，給輸水工程帶來比泥沙等雜質更嚴重的危害和破壞，甚至引起運行事故。

所述污損生物，是指附著于輸水工程內的工程物體表面并造成生物污損的底棲動物成蟲。所述污損生物附著于物體表面以后一般就不再移動或移動范圍不大，不會隨輸送的水流進入輸水工程，也不會隨水流移出輸水工程，所以作為污損生物的底棲動物成蟲本身一般不會直接入侵到輸水工程中。所述污損生物的物種有很多，比如有貽貝科的沼蛤(Limnoperna?fortunei，俗稱淡水殼菜，我國境內唯一的淡水種)、斑馬貽貝(Dreissena?polymorpha，英文zebra?mussels，美洲著名的入侵物種，生活在海水中)、紫貽貝(Mytilus?edulis)、翡翠貽貝(Perna?viridis)等多種貽貝，還有節肢動物藤壺(節肢動物門，甲殼綱，蔓足目，藤壺科)，牡蠣(軟體動物門，瓣鰓綱，異形亞綱，珍珠貝目)，以及海綿、多毛環節動物、海鞘等。

所述污損生物幼蟲，是指污損生物在幼年尚處于浮游階段的生物，其通常具有主動附著物體特性和被動遷移特性。所述污損生物幼蟲生活在水體中，不會對輸水工程造成直接危害，但其具有隨水流遷移的特性和主動附著物體的特性，當其隨水流進入輸水工程并附著在工程物體表面，便可成長發育為污損生物(底棲動物成蟲)，所以污損生物幼蟲是入侵輸水工程的污損生物來源。所述主動附著物體特性是所述污損生物幼蟲發育為成蟲(底棲動物)的生物特性，如果其始終沒有機會附著物體就會自然死亡，所以其主動附著物體的能力極強。所述污損生物幼蟲具有被動遷移特性，其主動移動能力很差，只能靠水流提供的機會才能附著到物體表面。

所述工程物體是指輸水工程的管道、箱涵、隧洞及其附屬工程的結構物體以及水泵、閘閥等輸水工程的運行設備，工程物體的材料主要為水泥、金屬、木材、塑料。所述輸水工程包括生活、工業用水輸水工程，工廠冷卻水的輸水工程，海水淡化輸水工程等。

所述生物污損是指所述污損生物在工程物體表面的大量生長，致使設備不能正常運行、有效輸水管徑縮減、以及對工程表面的腐蝕、死亡后對水體的污染。

污損生物的幼蟲對輸水工程的入侵能力很強，在繁殖的高峰季節，自然淡水水體中沼蛤幼蟲的密度可達5000個/m³以上。淡水中的沼蛤幼蟲會隨水流進入用于輸送生活用水和工業用水的輸水管道或工廠的冷卻水管道；而海水中的貽貝或藤壺幼蟲可以隨海水進入海水淡化管道或海水冷卻水管道(如發電站的冷卻水管道)等。污損生物對輸水工程造成的污損相當嚴重，例如淡水污損生物沼蛤附著在管道的管壁、閘閥、箱涵、隧洞等結構壁面上甚至接縫處，一年的生長厚度可達數厘米，密度高達10,000-100,000個/m²，不僅使有效的輸水管徑縮減，而且其足絲深入結構壁面，會腐蝕壁面；閘閥被沼蛤包裹以后，則無法正常開啟或關閉；沼蛤自然死亡以后，會變質發臭污染水質；脫落下來的貝殼，在管道轉折處或分叉處大量沉積，引起管道水流不暢，降低管道的輸水能力。輸送海水的海水淡化管道或海水冷卻水管道等，也會遇到同樣的問題，比如附著在工程物體表面的藤壺在每一次脫皮之后，就要分泌出一種粘性的藤壺初生膠，這種膠含有多種生化成份和極強的粘合力，使得藤壺具有極強的附著能力，它們的附著對于海水淡化廠或抽取海水用于冷卻的工廠而言是極大的困擾與負擔，全球每年都得耗費極龐大的人力及資金在清除污損生物上。因此，消除輸水工程(無論淡水還是海水)中的污損生物就成為一個亟待解決的現實問題。

現有的滅殺污損生物與減少污損生物附著量的方法主要有：