[發明專利]一種模擬內波混合控藻的反應器

有效

• 申請號: 201711423742.5
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN107904141B
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 孫昕;何飛飛;湯加剛;許振威;韓笑
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12M1/38;C12M1/36;C12M1/34;C12M1/04;C02F1/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種模擬內波混合控藻的反應器，包括恒溫水浴箱以及設置在恒溫水浴箱內且頂部開口的內箱；其中，內箱周向上盤旋設置碳纖維潛水加熱線，且碳纖維潛水加熱線與設置在恒溫水浴箱外的溫控開關連接；內箱的開口處設置有蓋板，蓋板上設有發光裝置和曝氣裝置，且發光裝置的光照朝向內箱內，曝氣裝置與設置在內箱內的均勻曝氣頭連通；內箱的側壁自上而下依次連通有進液管和出液管，進液管和出液管均伸出至恒溫水浴箱外；蓋板上的發光裝置包括設在蓋板底部的若干LED燈帶及設在蓋板頂部的用于調整若干LED燈帶光照強度的單片機系統，可利用發光裝置模擬分層湖庫內波狀態下藻類接受光照強度的周期性變化，研究藻類的抑制生長和脅迫適應機制。

技術領域

本發明屬于湖泊水庫海洋水體污染控制領域，具體涉及一種模擬內波混合控藻的反應器，用于通過周期性改變光照強度以模擬內波條件下藻類所受光照強度的周期性變化，進而定量研究內波控藻的效果、機制及技術應用的優化條件。

背景技術

近年來，全國各湖泊、水庫富營養化狀態嚴重，藻類爆發頻率增加和程度加重。在夏天，湖庫水體表面溫度升高，在湖庫的縱斷面形成溫度梯度，其中溫度梯度較大的躍溫層阻止了水體內自然的垂向循環，而內波作為一種“深水攪拌器”，具有強大的混合功能，可以削減溫度梯度、破壞水溫分層，增加水體內部溶解氧濃度，抑制湖庫底泥中內源污染物的釋放和增強水體自凈作用，明顯改善水質。同時，現場研究也發現，自然形成的內波(如風力)會引起水體內部藻類的垂向往復遷移，從而引起藻類所在處溫度、光照強度、溶解氧和營養鹽濃度等因素的周期性波動，其中光照強度隨水深增加而呈指數關系衰減，導致光照強度對藻類生長的影響最大；但是在天然分層水體中，由于影響藻類生長的外部環境及因子非常復雜，無法定量評判內波對于水中藻類的控制效果、機理。在天然分層水體中，也可采用水底曝氣或機械循環等人工誘導產生內波，引起藻類生長條件(尤其是光照強度)的周期性波動，從而抑制藻類的生長，但也無法定量地預測人工誘導內波的控藻效果。如果想把內波控藻用于實際湖庫水體富營養化控制工程中，首先也需要對其控藻效果、機理及優化條件進行系統研究；但目前缺乏能夠模擬內波條件下光照強度周期性波動的反應器，導致無法在實驗室可控條件下定性定量研究內波混合控藻技術原理及優化條件。

發明內容

本發明的目的是提供一種模擬內波混合控藻的反應器，用于模擬內波存在條件下光照強度周期性波動，進而定性定量研究在不同光照強度波動周期及光照強度變化幅度條件下藻類的生長特性，初步分析內波控藻的效果、機理和最佳參數。

本發明采用如下技術方案來實現的：

一種模擬內波混合控藻的反應器，包括恒溫水浴箱以及設置在恒溫水浴箱內且頂部開口的內箱；其中，

恒溫水浴箱內設置有盤旋在內箱周向上的碳纖維潛水加熱線，且碳纖維潛水加熱線與設置在恒溫水浴箱外的溫控開關連接；

內箱的開口處設置有蓋板，蓋板上設置有發光裝置和曝氣裝置，且發光裝置的光照朝向內箱內，曝氣裝置與設置在內箱內的均勻曝氣頭連通；內箱的側壁自上而下依次連通有進液管和出液管，進液管和出液管均伸出至恒溫水浴箱外。

本發明進一步的改進在于，蓋板為鋁制板。

本發明進一步的改進在于，曝氣裝置包括設置在蓋板頂部的曝氣泵以及控制曝氣泵工作的定時開關，曝氣泵的出氣口與均勻曝氣頭連通。

本發明進一步的改進在于，內箱內還設置有金屬溫度探頭，其與設置在恒溫水浴箱外的電子溫度控制屏連接，電子溫度控制屏與溫控開關連接，溫控開關與碳纖維潛水加熱線連接。

本發明進一步的改進在于，內箱的內壁上沿對角分別設置有第一凸出和第二凸出，用于限制蓋板的安裝位置。

本發明進一步的改進在于，內箱的底部四角還設置有四個支撐柱。

本發明進一步的改進在于，進液管上設置有第一螺紋旋鈕和第一閥門，出液管上設置有第二螺紋旋鈕和第二閥門。