藻生物治理系统及藻生物治理方法与流程

1.本技术涉及水域除藻技术领域，尤其是涉及一种藻生物治理系统及藻生物治理方法。


背景技术：

2.生态河道等相对浅窄水域，在夏秋季节可能发生时节性藻类水生物滋生的风险，若不及时有效除藻，则藻类疯长会对下游水质产生不利的影响，例如ph值超标、氮磷含量超标致富营养化、二氧化碳温室气体溢出、水体透明度低，黑臭水体污染等不利影响。
3.对此，现有除藻方法一般采用单一的物理方法(如人工或机械打捞)，然而人工打捞工作强度大，除藻效果不佳；
4.或单一的化学方法(投加灭活除藻氧化剂或杀藻剂)，然而投加的氧化剂或杀藻剂，无专项针对性，会造成水体中的其他动物或生物受抑制，且会造成藻类反弹；
5.或单一的生物方法(投加微生物菌剂)，然而，投加的微生物菌剂适应性差、效果不佳。


技术实现要素：

6.本技术的目的是在于提供一种藻生物治理系统及藻生物治理方法，从而解决了现有的除藻方法，针对水域中的藻类，除藻效果不佳的问题。
7.根据本技术第一方面提供了一种藻生物治理系统，所述藻生物治理系统包括观藻系统、拦藻系统、滤藻系统以及浮选菌剂聚藻系统，所述观藻系统包括微膜抽滤装置和显微镜检查装置，所述微膜抽滤装置能够通过微滤薄膜获取藻生物样本，所述显微镜检查装置能够观测藻生物样本，并分析藻生物的类别，所述拦藻系统位于所述观藻系统的下游侧，所述拦藻系统包括捕藻笼，所述捕藻笼用于截留藻生物，所述滤藻系统位于所述拦藻系统的下游侧，所述滤藻系统包括镶套外部件，所述镶套外部件内设置有滤藻填料层，所述滤藻填料层用于截留藻生物，所述浮选菌剂聚藻系统包括浮选菌剂投药装置和管道转输件，所述浮选菌剂投药装置能够通过所述管道转输件向藻生物投射药物。
8.在上述任意技术方案中，进一步地，所述藻生物治理系统还包括视频监藻系统，所述视频监藻系统包括水下摄像头和水上摄像头，所述水下摄像头和所述水上摄像头均能够获取藻生物的视频信息。
9.在上述任意技术方案中，进一步地，所述藻生物治理系统还包括藻生理活动联监系统，所述藻生理活动联监系统包括溶解氧检测仪和ph检测仪，所述拦藻系统的上游侧设置有所述溶解氧检测仪，所述拦藻系统的上游侧和所述滤藻系统的下游侧均设置有所述ph检测仪。
10.在上述任意技术方案中，进一步地，所述藻生理活动联监系统包括液位仪，所述拦藻系统的上游侧、所述拦藻系统和所述滤藻系统之间以及所述滤藻系统的下游侧均设置有所述液位仪。
11.在上述任意技术方案中，进一步地，所述观藻系统还包括观藻装置，所述观藻装置能够观测藻生物样本，并分析藻生物的藻密度和叶绿素a值。
12.在上述任意技术方案中，进一步地，所述拦藻系统包括多组拦藻部件和支撑架部件，所述支撑架部件插入水体的河床底部，所述多组拦藻部件均连接于所述支撑架部件，每组所述拦藻部件包括一个拦藻帘和一个所述捕藻笼，所述拦藻帘包括供所述捕藻笼连接的流孔洞，所述捕藻笼位于所述拦藻帘的背水侧。
13.在上述任意技术方案中，进一步地，所述滤藻系统还包括嵌入内部件和下底支撑板，其中，所述滤藻填料层设置在所述嵌入内部件内，所述下底支撑板设置在所述镶套外部件内，且与所述镶套外部件的底部形成滤水室，所述滤水室的背水侧设置有出水口，所述嵌入内部件设置在所述镶套外部件内，且位于所述下底支撑板上，藻水能够由所述镶套外部件顶部的入水口进入，经过所述滤藻填料层过滤后，由所述滤水室的出水口流出。
14.在上述任意技术方案中，进一步地，所述藻生物治理系统还包括气冲浮藻系统，所述气冲浮藻系统包括气冲鼓风引气装置和后区分流管部件，所述后区分流管部件的第一端连接所述气冲鼓风引气装置，所述后区分流管部件的第二端连接所述镶套外部件的底部，用于向所述嵌入内部件引气。
15.在上述任意技术方案中，进一步地，所述滤藻系统还包括反冲洗拦截网，所述反冲洗拦截网设置在所述镶套外部件顶部的入水口侧，用于收集经反冲洗后的藻生物。
16.在上述任意技术方案中，进一步地，所述气冲浮藻系统还包括前区悬底气扩散部件和前区分流管部件，所述前区悬底气扩散部件位于所述拦藻系统的上游侧，所述前区悬底气扩散部件包括上部浮筒链部件、竖向牵吊件以及底部气冲部件，所述上部浮筒链部件通过所述竖向牵吊件连接所述底部气冲部件，所述前区分流管部件的第一端连接所述气冲鼓风引气装置，所述前区分流管部件的第二端连接所述底部气冲部件，所述浮选菌剂投药装置通过其中一个管道转输件连接所述底部气冲部件。
17.在上述任意技术方案中，进一步地，所述藻生物治理系统还包括浮水喷洒生态活氧系统，所述浮水喷洒生态活氧系统包括浮水泵，所述浮选菌剂投药装置通过另一个管道转输件连接所述浮水泵，所述浮水泵能够向所述藻生物喷洒药物。
18.根据本技术第二方面提供了一种藻生物治理方法，应用于藻生物治理系统，所述藻生物治理系统包括观藻系统、拦藻系统以及浮选菌剂聚藻系统，所述观藻系统包括微膜抽滤装置和显微镜检查装置，所述微膜抽滤装置能够通过微滤薄膜获取藻生物样本，所述显微镜检查装置能够观测藻生物样本，并分析藻生物的类别，所述拦藻系统位于所述观藻系统的下游侧，所述拦藻系统用于截留藻生物，所述浮选菌剂聚藻系统包括浮选菌剂投药装置，所述浮选菌剂投药装置能够向藻生物投射药物；
19.所述藻生物治理方法包括：根据藻生物的类别，针对选取浮选聚藻剂；将选取的浮选聚藻剂通过所述浮选菌剂投药装置投射至藻生物；通过所述拦藻系统截留藻生物。
20.根据本技术提供了一种藻生物治理系统，藻生物治理系统包括观藻系统、拦藻系统、滤藻系统以及浮选菌剂聚藻系统，其中，观藻系统包括微膜抽滤装置和显微镜检查装置，微膜抽滤装置能够通过微滤薄膜获取藻生物样本，显微镜检查装置能够观测藻生物样本，并分析藻生物的类别，拦藻系统位于观藻系统的下游侧，拦藻系统包括捕藻笼，捕藻笼用于截留藻生物，滤藻系统位于拦藻系统的下游侧，滤藻系统包括镶套外部件，镶套外部件
内设置有滤藻填料层，滤藻填料层用于截留藻生物，浮选菌剂聚藻系统包括浮选菌剂投药装置和管道转输件，浮选菌剂投药装置能够通过管道转输件向藻生物投射药物。
21.本技术在藻生物治理过程中，可以先通过使用微膜抽滤装置在微滤薄膜上获取到藻生物样本，在通过显微镜检查装置分析藻生物的类别，然后根据藻生物的不同类别优势丰度，以指导选用靶向优势浮选聚藻剂，接着采用浮选菌剂投药装置通过管道转输件向藻生物投射药物，以促使各个类别的藻生物快速生长变大，凝聚抱团，最后凝聚抱团后的藻生物，先经过拦藻系统，被捕藻笼截留部分，再经过滤藻系统，被滤藻填料层截留部分，进而到达除藻的目的。
22.本技术根据藻生物不同的类别，针对性选用浮选聚藻剂，使得各个类别的藻生物吸附，并快速生长变大，凝聚抱团，最后通过拦藻系统和滤藻系统截留除藻。本技术的藻生物治理过程，相对于现有技术，无需人工打捞，且除藻速度快，效果更好。
23.为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
25.图1示出根据本技术的实施例的藻生物治理系统的整体示意图；
26.图2示出根据本技术的实施例的藻生物治理系统的流程框图；
27.图3示出本技术的实施例的i级水平流滤网拦藻系统的整体示意图；
28.图4示出本技术的实施例的拦藻帘和捕藻笼的安装示意图；
29.图5示出本技术的实施例的支撑架部件的结构示意图；
30.图6示出本技术的实施例的ii级垂直流嵌套滤藻系统的俯视图；
31.图7示出本技术的实施例的ii级垂直流嵌套滤藻系统的侧视图；
32.图8示出本技术的实施例的镶套外部件的结构示意图；
33.图9示出本技术的实施例的嵌入内部件的结构示意图；
34.图10示出本技术的实施例的后区的水平气管部件和前区悬底气扩散部件的结构示意图；
35.图11示出本技术的实施例的拦藻帘和支撑架部件安装的结构示意图；
36.图12示出本技术的实施例的观藻系统的整体结构示意图；
37.图13示出本技术的实施例的微膜抽滤装置的部分结构示意图。
38.图标：1-生态景观水体；2-水陆两域视频监藻系统；21-第一水下高清摄像头；22-陆域近岸视频监控摄像头；23-第二水下高清摄像头；
39.3-藻生理活动指示仪表联监系统；31-溶解氧检测仪；32a、32b、32c-液位仪；33a、33b-ph检测仪；
40.4-观藻系统；41-含藻水采样泵部件；42-微膜抽滤装置；43-真空抽吸气泵部件；44-测藻装备；45-电光学显微镜镜检部件；42a-上入流罩件；42b-微滤薄膜片；42c-下滤液
的空间关系术语，以描述如附图所示的一个元件与另一元件的关系。这样的空间关系术语意图除了包含在附图中所描绘的方位之外，还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为相对于另一元件位于“之上”或“上部”的元件随后将相对于另一元件位于“之下”或“下部”。因此，术语“在
……
之上”根据装置的空间方位而包括“在
……
之上”和“在
……
之下”两种方位。所述装置还可以以其他方式定位(例如，旋转90度或处于其他方位)，并将对在这里使用的空间关系术语做出相应的解释。
52.在此使用的术语仅用于描述各种示例，并非用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指明，否则单数的形式也意图包括复数的形式。术语“包括”、“包含”和“具有”列举存在的所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。
53.由于制造技术和/或公差，可出现附图中所示的形状的变化。因此，这里所描述的示例不限于附图中所示的特定形状，而是包括在制造期间出现的形状上的改变。
54.这里所描述的示例的特征可按照在理解本技术的公开内容之后将是显而易见的各种方式进行组合。此外，尽管这里所描述的示例具有各种各样的构造，但是如在理解本技术的公开内容之后将显而易见的，其他构造是可能的。
55.在本技术提出之前，现有的除藻方法单一，且除藻效果不佳。
56.鉴于此，如图1至图10所示，根据本技术提供了一种藻生物治理系统，藻生物治理系统包括观藻系统、拦藻系统、滤藻系统以及浮选菌剂聚藻系统，其中，观藻系统包括微膜抽滤装置和显微镜检查装置，微膜抽滤装置能够通过微滤薄膜获取藻生物样本，显微镜检查装置能够观测藻生物样本，并分析藻生物的类别，拦藻系统位于观藻系统的下游侧，拦藻系统包括捕藻笼，捕藻笼用于截留藻生物，滤藻系统位于拦藻系统的下游侧，滤藻系统包括镶套外部件，镶套外部件内设置有滤藻填料层，滤藻填料层用于截留藻生物，浮选菌剂聚藻系统包括浮选菌剂投药装置和管道转输件，浮选菌剂投药装置能够通过管道转输件向藻生物投射药物。
57.本技术在藻生物治理过程中，可以先通过使用微膜抽滤装置在微滤薄膜上获取到藻生物样本，在通过显微镜检查装置分析藻生物的类别，然后根据藻生物的不同类别优势丰度，以指导选用靶向优势浮选聚藻剂，接着采用浮选菌剂投药装置通过管道转输件向藻生物投射药物(向上游段的藻生物聚集发源区投射药物)，以促使各个类别的藻生物快速生长变大，凝聚抱团，最后凝聚抱团后的藻生物，先经过拦藻系统，被捕藻笼截留部分，再经过滤藻系统，被滤藻填料层截留部分，进而到达除藻的目的。
58.本技术根据藻生物不同的类别，针对性选用浮选聚藻剂，使得各个类别的藻生物吸附，并快速生长变大，凝聚抱团，最后通过拦藻系统和滤藻系统截留除藻。本技术的藻生物治理过程，相对于现有技术，无需人工打捞，且除藻速度快，效果更好。
59.具体而言，在本技术的实施例中，如图1至图2，藻生物治理系统可以包括生态景观水体1(生态景观水体1，为景观受纳水域，生态河道等相对浅窄，其水域横向跨度(宽度)一般不超过20米，纵向水深一般不超过1.5米。)、全域监藻(含：水陆两域视频监藻系统2、藻生理活动指示仪表联监系统3、观藻系统4)、过程治藻(含：i级水平流滤网拦藻系统5、ii级垂直流嵌套滤藻系统6、垂直流气冲浮藻系统7)、源头聚藻(含：生态浮选菌剂聚藻系统8、浮水喷洒生态活氧系统9)、多能互补电驱系统10、pc中控系统11。
60.本技术的藻生物治理系统，主要针对生态河道等相对浅窄水域，当其在夏秋季节可能发生时节性藻类水生物滋生风险时，通过在关键水力过流断面设置视频监藻系统，藻生理活动指示仪表联监系统(实时理化表征仪表监测)、观藻系统(藻水样本采集观察)，并安装净藻装置(高效拦网收集、填料过滤拦截串级处理)以有效除藻，以最大程度消除因藻类疯长造成对本水域下游水质监测断面带来ph值超标、氮磷含量超标致富营养化、二氧化碳温室气体溢出、水体透明度低，黑臭水体污染等不利影响。
61.在下文将详细描述生态景观水体1、水陆两域视频监藻系统2、藻生理活动指示仪表联监系统3、观藻系统4、i级水平流滤网拦藻系统5、ii级垂直流嵌套滤藻系统6、垂直流气冲浮藻系统7、生态浮选菌剂聚藻系统8、浮水喷洒生态活氧系统9、多能互补电驱系统10、pc中控系统11的具体实施方式。
62.首先，本技术在通过显微镜检查装置分析藻生物的类别之前，可以通过视频监藻系统查看，当发现大量的藻生物还没有生长起来时，可以通过使用微膜抽滤装置在微滤薄膜上获取到藻生物样本，在通过显微镜检查装置分析藻生物的类别，然后根据藻生物的不同类别优势丰度，以指导选用靶向优势浮选聚藻剂。
63.作为示例，如图1所示，水陆两域视频监藻系统2包括第一水下高清摄像头21(位于i级水平流滤网拦藻系统5的上游区的适当位置)及第二水下高清摄像头23(位于ii级垂直流嵌套滤藻系统6的下游区的适当位置)、陆域近岸视频监控摄像头22，用于视频观测藻类在生态水体中的生长聚集情况。
64.当发现大量的藻生物还没有生长起来时，可以通过使用微膜抽滤装置在微滤薄膜上获取到藻生物样本，在通过显微镜检查装置分析藻生物的类别。然后根据藻生物的不同类别优势丰度，以指导选用靶向优势浮选聚藻剂。
65.作为示例，如图12和图13所示，观藻系统4包括微膜抽滤装置42和电光学显微镜镜检部件45，微膜抽滤装置42包括上入流罩件42a(类似于上宽下窄的喇叭口容器状)、0.45μm孔径的微滤薄膜片42b(尺寸与下滤液收集容器42c的上端部的内口沿正好匹配)、下滤液收集容器42c、紧扣夹件42d等主要子部件，下滤液收集容器42c的上窄口沿部的尺寸较上入流罩件42a的下宅口沿部略窄1-2mm(42c上口沿部设有砂芯透气透水口塞，其可作为42b膜片的定位放置支撑托台)，以便正好满足下滤液收集容器42c的上窄口沿部可嵌套在上入流罩件42a的下宅口沿部内、严密合缝，然后通过紧扣夹件42d进行加紧联结固位；上入流罩件42a的下宅口沿部、下滤液收集容器42c的上窄口沿部、以及紧扣夹件42d常采用圆形、或方形尺寸；下滤液收集容器42c的下部还设有第一短接头4c’(便于与气抽真空管路4c套接)和第二短接头4g’(便于与下滤液排除管路4g套接)。
66.当观藻系统4操作时，如图12所示，通过含藻水采样泵部件41抽取藻水，并由微膜抽滤装置42的微滤薄膜片42b过滤，之后提取微滤薄膜片42b上截留的藻生物制作镜检样本，可通过电光学显微镜镜检部件45放大100～640倍(通过目镜和物镜倍数调节镜检视野)开展藻生物的微镜进一步观测，以区别藻的不同类别优势丰度(如进一步甄别小球藻、绿藻、水绵藻等类别)。
67.此外，观藻系统4还可以包括测藻装备44，通过测藻装备44(含有镜检计量微尺、镜检计数板、计数器、藻/水旋流离心机、分光光度计、研磨器等主要测试部件)更深入地开展藻密度(表征藻数量)、叶绿素a值(表征藻含量)两项指标的测定，评测藻数量含量丰度，以
便针对性分级分策联控藻。
68.具体地，如图12所示，观藻系统4还包括含藻水采样泵部件41、微膜抽滤装置42(微膜容器部件)、真空抽吸气泵部件43、测藻装备44、电光学显微镜镜检部件45、以及关联的附属管路配件：藻水采样管路4a(藻水采样管路4a，自水体采集含藻水并连接至含藻水采样泵部件41)、藻水转输管路4b(藻水转输管路4b，自含藻水采样泵部件41连接至微膜容器部件的上入流罩件42a处)、气抽真空管路4c(气抽真空管路4c，自微膜容器部件的42c处连接至43)、下滤液排除管路4g(下滤液排除管路4g，自微膜容器部件的下滤液收集容器42c下底部处连接至放空液收样部件4h；设有放空截止阀4f)、放空液收样部件4h；其中：电光学显微镜镜检部件45，通过第一采样路径4e、自微膜容器部件的微滤薄膜片42b处采集脱水藻样本，进行藻生物镜检检查观测工作；测藻装备44，通过第二采样路径4d的自微膜容器部件的微滤薄膜片42b处采集滤除水的藻样本，或者通过第三采样路径4e’自含藻水采样泵部件41采集含藻水的样本，进行后续藻密度(表征藻数量)、叶绿素a值(表征藻含量)的检测。
69.在下文中，将详细描述根据藻密度(表征藻数量)、叶绿素a值(表征藻含量)两项指标，具体的分级分策联控藻手段。
70.此外，在本技术的实施例中，如图1所示，藻生理活动指示仪表联监系统3，包括用于实时监测生态景观水体1的溶解氧检测仪31、液位仪(32a、32b、32c)、ph检测仪(33a、33b)，均采用ip68防护等级，溶解氧检测仪、液位仪以及ph检测仪均包括变送器、传感器及穿线缆三部分，变送器与传感器均通过一定长度的穿线缆就近联接，变送器均置于生态景观水体1的岸上(边)离水安装，传感器则均安装于水下，采用浮漂形式并确保浸水20-50cm深度，其中，溶解氧检测仪31、其中一个液位仪32a和其中一个ph检测仪33a的传感器安装于i级水平流滤网拦藻系统5的上游段前水域，另中一个液位仪32b的传感器安装于i级水平流滤网拦藻系统5与ii级垂直流嵌套滤藻系统6之间水域，另一个液位仪32c和另一个ph检测仪33b的传感器则安装于ii级垂直流嵌套滤藻系统的下游段。
71.鉴于藻类为光能自养型，夏秋季的藻类爆发后的生理活动规律：当生态景观水体1内的藻类于白天(一般于每日的8时-17时)，其余时间(一般于每日17时-次日8时)发生光合/呼吸代谢活动时，溶氧仪31和ph检测仪将可能发生明显数据规律性突变趋势，当白天有自然光照时，藻生物叶绿体发生的光合作用大于呼吸作用，从而同化水中的co2二氧化碳(无机碳源)及其它无机物质合成碳水化合物及藻细胞物质、并释放出o2，且co2二氧化碳的消耗使水中ph升高，从而溶氧与ph在线仪表显示数据呈现异常的同步升高；傍晚、夜间或凌晨光照不强时，藻类仍要发生呼吸作用，吸收o2、同时释放出co2二氧化碳，从而溶解氧检测仪31和ph检测仪在线仪表显示数据呈现异常的同步降低。若夏秋季藻类疯长时，从而每日昼夜交替时，溶解氧检测仪31和ph检测仪在线仪表数据可能出现突变拐点的变化特征，以此间接表征藻生物的光合/呼吸活动能力强弱，即以此判断i级水平流滤网拦藻系统5的上游段、i级水平流滤网拦藻系统5与ii级垂直流嵌套滤藻系统6之间以及ii级垂直流嵌套滤藻系统6下游段，三个区域中各个区域的藻类生长情况。
72.当其中一个液位仪32a与另一个液位仪32b的水面液位呈现明显液位高差，且超过设定预警液位限值时，间接表征i级水平流滤网拦藻系统5存在污堵，需要及时对i级水平流滤网拦藻系统5进行疏通(如拆洗疏通)；当其中一个液位仪32b与另一个液位仪32c的水面液位呈现明显液位高差，且超过另一设定预警液位限值时，间接表征ii级垂直流嵌套滤藻
系统6存在污堵，需要及时对ii级垂直流嵌套滤藻系统进行疏通(如启动垂直流气冲浮藻系统7)。
73.在本技术的实施例中，作为示例，如图3至图5所示，i级水平流滤网拦藻系统5包括拼接滤网多联部件51(单组部件见图4)和支撑架部件52(见图5)。拼接滤网多联部件51由至少包括一组的拼接滤网多联部件51，拼接滤网多联部件51由拦藻帘511和捕藻笼512两个子件联结而成，其中，拦藻帘511与捕藻笼512可拆卸分离。拦藻帘511可以为矩形结构，采用柔性疏水材质(壁厚为1-3mm)，如图4所示，拦藻帘511中部(或靠近中上部位)设有过流孔洞b，拦藻帘511四周边缘预留有扎带栓扣，即间隔分布的多个小孔口(如图4中的a1、a2、a3、a4)，且过流孔洞b四周径向也预留有扎带栓扣的小孔口(如a5)。
74.进一步地，拦藻帘511顶端的高度较生态景观水体1水深一般超出40cm，其对应单组宽度一般在0.6-1.5m。捕藻笼512可以为长网环筒形状(其长度一般在0.6-1.2m，直径一般在20-40cm)，位于拦藻帘511后方位的背水一侧，捕藻笼512包括入流口512a(敞口)、过流藻水分离仓512c(周边缘为一定孔隙的网孔)以及储藻底兜512b，这里，入流口512a外边缘直径与拦藻帘511的流孔洞b接近(即直径一般在20-40cm)，以便与其口沿正好匹配吻合。拦藻帘511与捕藻笼512通过小孔口(如a5)，采用扎带穿过栓接扣牢(如图3中的c5处)。
75.作为示例，如图5所示，支撑架部件52可以为刚性强度的金属防腐材质(如采用8-20mm规格的螺纹钢)，支撑架部件52包括两个竖向支撑部521a和521b，根据生态景观水体1的水面宽度(跨度)而灵活增设的中间部521c、两个水平横跨部522a和522b，根据生态景观水体1的水面深度而灵活增设的增设中间部522c、以及两个斜拉部523a和523b，其中左右竖向支撑部521a和521b浇筑深埋或嵌插入于水体的河床底部超过50cm，确保基座横纵向拉压和抗水力强度稳固，竖向支撑部(521a、521b或521c)顶端高度略超出拦藻帘511，且高于水体的水深40cm或以上；水平横跨部(522a)高于水体。拼接滤网多联部件51的单部件彼此之间竖向边缘的小孔口均采用扎带穿过捆绑扎牢(如图3的c2处)，拼接滤网多联部件51的上部小孔口均采用扎带穿过，且与支撑架部件52的上跨水平横跨部522a捆绑扎牢(如图3的c3处)，拼接滤网多联部件51的下部小孔口均采用扎带穿过，且与支撑架部件52的下跨水平横跨部522b捆绑扎牢(如图3的c4处)，拼接滤网多联部件51的最外边缘(近岸处)的单部件的外侧小孔口均采用扎带穿过，且与支撑架部件52的左侧竖向支撑部521a(或右竖向支撑部521b)捆绑扎牢(如图3的c1、c1’处)。拼接滤网多联部件51及支撑架部件52的各自总宽度均依据生态景观水体1的水域宽度而设定，基本与生态景观水体1的水域宽度一致。
76.在另一示例中，如图11所示，拦藻帘511的边缘可以与支撑架部件52以及511的不同组件紧邻之间，可通过魔术贴连接，例如拦藻帘511的边缘设置有多个勾面魔术贴，支撑架部件52设置有一一对应的多个毛面魔术贴。
77.在本技术的实施例中，作为示例，如图6至图9所示，ii级垂直流嵌套滤藻系统6包括镶套外部件61和嵌入内部件62(多个相同规格的独立件)。如图8所示，镶套外部件61为类长方体镶嵌结构，上口端c1-c2-c3-c4区域为敞口(即藻水入流方向)，内部间隔等距设置有一定数量分布的横纵分隔仓板(如图6平面中的61a、61b示意，图8中的d1-d2-d3-d4及e1-e2-e3-e4区域示意)，以便将嵌入内部件62各独立件进行空间布局的均匀分隔。这里，镶套外部件61的迎水侧(即顺水流方向)顶端较背水侧(即逆水流方向)的顶端低(图7中的高差h1示意，一般高差为0.5-1.0m；而在图8中，则背水侧c2-c3-c6-c5区域为挡水超高墙，其上
沿c5-c6高度较入流处c1-c4沿口高出的高差即为h1)。当将嵌入内部件62至于镶套外部件61内的分隔仓时，镶套外部件61的迎水侧(即顺水流方向)顶端与横纵分隔仓板(61a、61b)顶端以及嵌入内部件62的顶端高度均齐平。
78.本实施例中滤藻填料层62a设置在嵌入内部件62内，用于截留藻生物，填料级配粒径一般在3-10mm，具有一定的孔隙率和物化稳定性，相对水的密度为1.2-2.5g/cm3。如图9示意，在由嵌入内部件62的上端面g1-g2-g3-g4和下底面f1-f2-f3-f4形成的长方体仓内，滤藻填料层62a的体积填充率为其80％以上。此外，嵌入内部件62内可以连接有的内嵌式提手62b(吊离部件)，且内嵌式提手62b的水平高度较嵌入内部件62的顶端(图9中的g1-g2-g3-g4面)略低5-10cm、以便不影响嵌入内部件62的外观形象。优选地，如图9示意：嵌入内部件62可以依据自重量可采用长单筒形式，也可采用短双筒(或多筒)上下整齐叠放形式，便于人工抽取操作便捷性。
79.此外，如图7所示，在镶套外部件61的内部下方位设有下底支撑板61c，(图8中的b1-b2-b3-b4区域)，进一步地，嵌入内部件62的下底面(图9的f1-f2-f3-f4截面)和镶套外部件61的下底支撑板(图8的b1-b2-b3-b4截面)，横纵向均可以开设有一定数量的过流小孔，过流小孔可以等距排列，孔口外径略较滤藻填料层62a的填料外径小，以防止滤藻填料层62a的填料从二者孔隙处漏跑料)。
80.在本实例中，镶套外部件61的下底层设有滤除藻生杂物后的滤水室(即图7立面示意中：a-b-c-d区域；或图8中：由下底面a1-a2-a3-a4与其上b1-b2-b3-b4面形成的夹层室)，滤后水从此室出流(图7中的b-c出流口；或图8中的a2-a3-b3—b2出流口)。
81.在本技术的实施例中，如图1、图5和图7所示，垂直流气冲浮藻系统7包括气冲鼓风引气装置71(生态景观水体1的近岸边安装)、前区分流管部件72、前区悬底气扩散部件73以及后区分流管部件74。其中，前区分流管部件72、后区分流管部件74均连接自气冲鼓风引气装置71，并在分别设有分气量调节的第一支阀72a和第二支阀74a，其中，后区分流管部件74通过位于镶套外部件61背水侧的立管部件74b，将水平气管部件74c(其结构呈网格状均匀分布，如图10左侧图)连接至镶套外部件镶套外部件61的下端部，并通过固定支架74d固定于镶套外部件61的下底板内侧(即图7中的a-b-c-d区域内)。其中，水平气管部件74c可以间隔一定距离开设有两排出气流的小孔洞(一般为4-8mm孔径)，小孔洞可以是对称斜向下45
°
的，便于中小气泡释出；水平气管部件74c也可以下端部中心位置开孔，便于中小气泡释出。
82.进一步地，如图1所示，镶套外部件61的迎水侧可以设置有反冲洗拦截网75(反冲洗拦截网75设有可移动牵引绳可以连接在岸边)，当滤藻填料层62a发生堵塞时，可以开启气冲鼓风引气装置71，通过水平气管部件74c开设的小孔洞进行反冲洗，反冲洗拦截网75可以收集经反冲洗后的藻生物，而反冲洗拦截网可75以根据需求定时收取。
83.其中，前区分流管部件72连接至前区悬底气扩散部件73，而前区悬底气扩散部件73位于i级水平流滤网拦藻系统5的上游段。作为示例，前区悬底气扩散部件73包括上部浮筒链部件(如图10所示，m1-m2-m3-m4围成的部分，通过增加m1-m3、m2-m4的两条对角串联，从而确保m1-m2-m3-m4呈现出三角形的良好稳定结构；如图1所示，并设有可移动牵引绳)；竖向h型牵吊件(图5中，m1-m2-k1-k2-n1-n2、m4-m3-k3-k4-n4-n3，呈对称侧的两个类“h”形牵吊索绳部分)；底部气冲部件(图10中：n1-n2-n3-n4部分，通过增加n1-n3、n2-n4的两条对角串联，从而确保n1-n2-n3-n4呈现出三角形的良好稳定结构)；其中，上部浮筒链部件包括
在水面起浮力支撑作用的浮筒件731b及将浮筒件731b牵拉串接在一起的串索件731a，而串索件731a连接竖向h型牵吊件，通过h型牵吊件吊起底部气冲部件，前区分流管部件72可以连通吊起底部气冲部件。
84.这里，优选地，立管部件74b、水平气管部件74c和底部气冲部件均采用25-50mm孔径的管材，且底部气冲部件间隔一定距离开设有两排出气流的小孔洞(一般为4-8mm孔径)，小孔洞可以是对称斜向下45
°
的，或底部气冲部件下端部中心位置开孔，便于中小气泡释出。
85.在本技术的实施例中，如图1所示，生态浮选菌剂聚藻系统8包括浮选菌剂投药装置81、第一管道转输件82和第二管道转输件83。浮选菌剂投药装置81包括溶药装置和泵及管件，药液采用适于浮选聚藻(促使藻生物细胞破壁、或微小藻类相互絮凝抱团而尺寸变大功效)的生物化学类的混凝剂、凝聚剂、聚藻剂、藻生长代谢干预剂或复配剂。其中，第一管道转输件82、第二管道转输件83连接自浮选菌剂投药装置81，并在第一管道转输件82、第二管道转输件83上分别设有分药量调节的第三支阀82a和调节第四支阀83a，第一管道转输件82连接至浮水喷洒生态活氧系统9，从而形成自浮选菌剂投药装置81的药与浮水喷洒生态活氧系统9喷射的水混流药水双介质接触喷洒(浮水喷洒生态活氧系统9包括浮水泵91和连接在岸边的牵引绳92，此外反冲洗拦截网75和前区悬底气扩散部件73均可以通过牵引绳连接在岸边)，促使藻类第一次絮凝变大，大大增强聚藻、除浊及活氧功效。
86.第二管道转输件83连接至前区悬底气扩散部件73的底部气冲部件(见图10示意)，从而促使自浮选菌剂投药装置81的药与气冲鼓风引气装置71扩散至底部气冲部件的中小气泡混流气药双介质接触，促使藻类表面电荷改性，使其吸附架桥而凝聚抱团，增强气药双效反冲促使藻凝聚变大、便于i级水平流滤网拦藻系统5和ii级垂直流嵌套滤藻系统6有效的拦截。
87.此外，本技术的多能互补电驱系统10和pc中控系统11，见图1，其中多能互补电驱系统10包括仪表弱电信号电源10a及网络传输、动力强电源10b(作为主电源)、太阳能光伏产电源10c(作为辅助副电源)。动力强电源10b和太阳能光伏产电源10c为动力用电设备供应电源；仪表弱电信号电源10a及网络传输为信号仪表提供电源供应；pc中控端11作为总控制端，用于现场设备监控与人机交互调度。
88.在本技术的实施例中，紧接着上文，在本技术的实施例中，藻生物治理系统还可以通过人机交互模式，单独或联合测定藻密度(表征藻数量)、叶绿素a值(表征藻含量)两项指标，以评估藻数量含量丰度，以便针对性分级分策联控藻。
89.具体来说，显微镜检查装置可以根据藻生物样本分析出藻密度(表征藻数量)、叶绿素a值(表征藻含量)两项指标，并结合水陆两域视频监藻系统和藻生理活动指示仪表联监系统，控制垂直流气冲浮藻系统7、生态浮选菌剂聚藻系统8和浮水喷洒生态活氧系统9的开启。
90.例如，当0个/ml＜藻密度≤400个/ml，或0μg/l＜叶绿素a值≤4μg/l时，只需通过i级水平流滤网拦藻系统和ii级垂直流嵌套滤藻系统拦截过滤即可。
91.例如，当400个/ml＜藻密度≤800个/ml，或4μg/l＜叶绿素a值≤8μg/l时，开启浮水喷洒生态活氧系统9(例如浮水泵)。
92.例如，当800个/ml＜藻密度≤1200个/ml，或8μg/l＜叶绿素a值≤12μg/l时，开启
垂直流气冲浮藻系统7(例如气冲鼓风引气装置71、前区分流管部件72、前区悬底气扩散部件73连通)，以确保前区悬底气扩散部件73发挥气冲浮藻效能；
93.例如，当1200个/ml＜藻密度≤1800个/ml，或12μg/l＜叶绿素a值≤18μg/l时，开启浮水喷洒生态活氧系统(例如浮水泵)，开启生态浮选菌剂聚藻系统8(例如浮选菌剂投药装置81、第一管道转输件82、浮水泵连通)。
94.例如，当1800个/ml＜藻密度≤2500个/ml，或18μg/l＜叶绿素a值≤25μg/l时，开启垂直流气冲浮藻系统7(例如气冲鼓风引气装置71、前区分流管部件72、前区悬底气扩散部件73连通)，开启生态浮选菌剂聚藻系统8(例如浮选菌剂投药装置81、第二管道转输件83、前区悬底气扩散部件73连通)。
95.例如，当藻密度＞2500个/ml，或叶绿素a值大于25μg/l时，开启浮水喷洒生态活氧系统(例如浮水泵)，开启生态浮选菌剂聚藻系统8(例如浮选菌剂投药装置81、第一管道转输件82、浮水泵连通)，开启垂直流气冲浮藻系统7(例如气冲鼓风引气装置71、前区分流管部件72、前区悬底气扩散部件73连通)，开启生态浮选菌剂聚藻系统8(例如浮选菌剂投药装置81、第二管道转输件83、前区悬底气扩散部件73连通)。
96.四季藻类生长情况如下：在夏秋期时，雨水充沛、环境气温暖和、光照强盛且浅地表水温适宜，藻类旺盛疯长，可能致水体的ph达到9.5mg/l以上(且已超过水环境一般调控的ph上限值9.0)，且如藻密度可能超过3000个/ml(即：300
×
104个/l)，又或叶绿素a值大于30μg/l，此时藻类对水体可能或欲将造成显著性的生态功能障碍，因此有显著干预治藻需求，此时根据上述情况适应开启相应部件。
97.一方面清理清除水体的存量藻生物，另一方面及时干预、致新生藻生物的细胞破壁溶出，抑制其发育、促使藻细胞受拮抗衰亡，从而达到系统治藻消藻目的。
98.在冬春期时，干旱少雨、环境气温偏低、光照偏弱和浅地表水温低，藻类代谢衰亡，水体的ph恢复到远低于9.0mg/l(一般在6.8～8.0)的正常酸碱度水平，且藻密度可能低于300个/ml(即：30
×
104个/l)，对应叶绿素a测值小于3μg/l，此时藻类对水体尚未造成明显生态功能障碍，因此无显著干预治藻需求，只需通过i级水平流滤网拦藻系统和ii级垂直流嵌套滤藻系统拦截过滤系统即可。在此基础上，还可以适当减少捕藻笼512和嵌入内部件62的投用套数，以部分或全部超越i级水平流滤网拦藻系统和ii级垂直流嵌套滤藻系统拦截过滤系统过流运行，确保正常过流即可。
99.本系统的工作程序如下：
100.水域结构相对浅窄的生态景观水体1，于夏秋季易发生藻类生物滋生而大面积聚集、几近覆盖水面的现象，极易导致水面溶解氧大幅降低，影响鱼类等其他生物呼吸代谢、致水中生物多样性失衡、水生态平衡被破坏等不利后果；藻类还容易导致水中的ph升高、甚至超过9.0，导致水中酸碱平衡度受破坏失衡；且藻类生物细胞衰亡又会带来有机物或无机氮磷污染。因此设置“全域监藻—源头聚藻—过程治藻”的系统治理方法。
101.(1)全域监藻：启动水陆两域视频监藻系统2，实现水陆可视化监控藻生物感官生长情况。藻生理活动指示仪表联监系统3，耦联多参数仪表(do、ph、液位)，若夏秋季藻类疯长时，每日昼夜交替时，do(溶解氧)与ph在线仪表数据可能出现突变拐点的变化特征，以此间接表征藻生物的光合/呼吸活动能力强弱，诊断藻生物带来的水域的物化性状异常突变规律，通过液位差变化、评估治i级水平流滤网拦藻系统5、ii级垂直流嵌套滤藻系统6是否
需要疏通恢复。启动藻生理活动指示仪表联监系统3，采集藻类样本通过滤膜截留、联合显微镜镜检，进一步甄别藻生物的不同类别(如进一步甄别小球藻、绿藻、水绵藻等类别，以指导生态浮选菌剂聚藻系统8选用靶向优势浮选聚藻剂，从而强化更针对性治藻手段)。
102.(2)源头聚藻：联合生态浮选菌剂聚藻系统8、以及浮水喷洒生态活氧系统9，改善水域的活水活氧水动力流态，增加表层水流剪切力，避免出现流水不畅、近死水区，再通过浮水喷洒生态活氧系统9实现混絮凝凝结藻生物，促使藻类表面电荷改性，使其吸附架桥凝聚抱团，增强气药双效反冲促使藻凝聚变大、便于i级水平流滤网拦藻系统5、ii级垂直流嵌套滤藻系统6更有效拦截。
103.(3)过程治藻：联合i级水平流滤网拦藻系统5、ii级垂直流嵌套滤藻系统6，实现高效拦网收集、填料过滤相互耦合联动的两级串联净藻措施，以有效除藻。当藻生物丰度不旺盛、或夏秋季结束的其余时节，无明显治藻需求时，也可通过减少(或移除)捕藻笼512的数量、及减少(或移除)滤藻填料层62a的数量，实现水流部分超越或全超越i级水平流滤网拦藻系统5、ii级垂直流嵌套滤藻系统6，从而灵活运行调控，以满足春冬、夏秋等不同时节的运行操作调节模式的灵活性、针对性。垂直流气冲浮藻系统7，可以对位于i级水平流滤网拦藻系统5的上游段进行单独垂直流气冲，也可对ii级垂直流嵌套滤藻系统6开展单独垂直流反冲洗，也可同步冲洗，以进一步疏通、活氧、改善水动力流态。
104.(4)通过多能互补电驱系统10、pc中控系统11，实现双动力源(外供电、太阳能清洁能源)、仪表信号源、以及中央集控平台的功能。
105.根据本技术第二方面提供了一种藻生物治理方法，藻生物治理方法应用于藻生物治理系统，其中，藻生物治理系统包括观藻系统、拦藻系统以及浮选菌剂聚藻系统(这里，观藻系统、拦藻系统以及浮选菌剂聚藻系统将不再详细描述)。
106.本技术的藻生物治理方法包括：
107.根据藻生物的类别，针对选取浮选聚藻剂(针对性地选取浮选聚藻剂)；
108.将选取的浮选聚藻剂通过浮选菌剂投药装置投射至藻生物(针对性地使源头的藻生物快速且一次性絮凝变大)；
109.通过拦藻系统截留藻生物(一次性拦截并清除成型后漂流的藻生物)。
110.基于藻生物治理方法，可以根据需求使源头的藻生物一次性快速絮凝变大，然后通过拦在系统，一次性拦截并清除成型后漂流的藻生物，相对于现有技术，本技术的藻生物治理方法，除藻速度快，效果更好，大大减小了后续清理的麻烦。
111.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本技术的具体实施方式，用以说明本技术的技术方案，而非对其限制，本技术的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种藻生物治理系统，其特征在于，所述藻生物治理系统包括观藻系统、拦藻系统、滤藻系统以及浮选菌剂聚藻系统，所述观藻系统包括微膜抽滤装置和显微镜检查装置，所述微膜抽滤装置能够通过微滤薄膜获取藻生物样本，所述显微镜检查装置能够观测藻生物样本，并分析藻生物的类别，所述拦藻系统位于所述观藻系统的下游侧，所述拦藻系统包括捕藻笼，所述捕藻笼用于截留藻生物，所述滤藻系统位于所述拦藻系统的下游侧，所述滤藻系统包括镶套外部件，所述镶套外部件内设置有滤藻填料层，所述滤藻填料层用于截留藻生物，所述浮选菌剂聚藻系统包括浮选菌剂投药装置和管道转输件，所述浮选菌剂投药装置能够通过所述管道转输件向藻生物投射药物。2.根据权利要求1所述的藻生物治理系统，其特征在于，所述藻生物治理系统还包括视频监藻系统，所述视频监藻系统包括水下摄像头和水上摄像头，所述水下摄像头和所述水上摄像头均能够获取藻生物的视频信息。3.根据权利要求1所述的藻生物治理系统，其特征在于，所述藻生物治理系统还包括藻生理活动联监系统，所述藻生理活动联监系统包括溶解氧检测仪和ph检测仪，所述拦藻系统的上游侧设置有所述溶解氧检测仪，所述拦藻系统的上游侧和所述滤藻系统的下游侧均设置有所述ph检测仪；所述藻生理活动联监系统包括液位仪，所述拦藻系统的上游侧、所述拦藻系统和所述滤藻系统之间以及所述滤藻系统的下游侧均设置有所述液位仪。4.根据权利要求1所述的藻生物治理系统，其特征在于，所述观藻系统还包括观藻装置，所述观藻装置能够观测藻生物样本，并分析藻生物的藻密度和叶绿素a值。5.根据权利要求1所述的藻生物治理系统，其特征在于，所述拦藻系统包括多组拦藻部件和支撑架部件，所述支撑架部件插入水体的河床底部，所述多组拦藻部件均连接于所述支撑架部件，每组所述拦藻部件包括一个拦藻帘和一个所述捕藻笼，所述拦藻帘包括供所述捕藻笼连接的流孔洞，所述捕藻笼位于所述拦藻帘的背水侧。6.根据权利要求1所述的藻生物治理系统，其特征在于，所述滤藻系统还包括嵌入内部件和下底支撑板，其中，所述滤藻填料层设置在所述嵌入内部件内，所述下底支撑板设置在所述镶套外部件内，且与所述镶套外部件的底部形成滤水室，所述滤水室的背水侧设置有出水口，所述嵌入内部件设置在所述镶套外部件内，且位于所述下底支撑板上，藻水能够由所述镶套外部件顶部的入水口进入，经过所述滤藻填料层过滤后，由所述滤水室的出水口流出。7.根据权利要求6所述的藻生物治理系统，其特征在于，所述藻生物治理系统还包括气冲浮藻系统，所述气冲浮藻系统包括气冲鼓风引气装置和后区分流管部件，所述后区分流管部件的第一端连接所述气冲鼓风引气装置，所述后区分流管部件的第二端连接所述镶套外部件的底部，用于向所述嵌入内部件引气；
所述滤藻系统还包括反冲洗拦截网，所述反冲洗拦截网设置在所述镶套外部件顶部的入水口侧，用于收集经反冲洗后的藻生物。8.根据权利要求7所述的藻生物治理系统，其特征在于，所述气冲浮藻系统还包括前区悬底气扩散部件和前区分流管部件，所述前区悬底气扩散部件位于所述拦藻系统的上游侧，所述前区悬底气扩散部件包括上部浮筒链部件、竖向牵吊件以及底部气冲部件，所述上部浮筒链部件通过所述竖向牵吊件连接所述底部气冲部件，所述前区分流管部件的第一端连接所述气冲鼓风引气装置，所述前区分流管部件的第二端连接所述底部气冲部件，所述浮选菌剂投药装置通过其中一个管道转输件连接所述底部气冲部件。9.根据权利要求1所述的藻生物治理系统，其特征在于，所述藻生物治理系统还包括浮水喷洒生态活氧系统，所述浮水喷洒生态活氧系统包括浮水泵，所述浮选菌剂投药装置通过另一个管道转输件连接所述浮水泵，所述浮水泵能够向所述藻生物喷洒药物。10.一种藻生物治理方法，其特征在于，应用于藻生物治理系统，所述藻生物治理系统包括观藻系统、拦藻系统以及浮选菌剂聚藻系统，所述观藻系统包括微膜抽滤装置和显微镜检查装置，所述微膜抽滤装置能够通过微滤薄膜获取藻生物样本，所述显微镜检查装置能够观测藻生物样本，并分析藻生物的类别，所述拦藻系统位于所述观藻系统的下游侧，所述拦藻系统用于截留藻生物，所述浮选菌剂聚藻系统包括浮选菌剂投药装置，所述浮选菌剂投药装置能够向藻生物投射药物；所述藻生物治理方法包括：根据藻生物的类别，针对选取浮选聚藻剂；将选取的浮选聚藻剂通过所述浮选菌剂投药装置投射至藻生物；通过所述拦藻系统截留藻生物。

技术总结
本申请涉及水域除藻技术领域，尤其涉及藻生物治理系统及藻生物治理方法。藻生物治理系统包括观藻系统、拦藻系统、滤藻系统和浮选菌剂聚藻系统，观藻系统包括微膜抽滤装置和显微镜检查装置，微膜抽滤装置通过微滤薄膜获取藻生物样本，显微镜检查装置观测藻生物样本，分析藻生物的类别，拦藻系统位于观藻系统下游侧，包括捕藻笼，捕藻笼用于截留藻生物，滤藻系统位于拦藻系统下游侧，包括镶套外部件，镶套外部件内设置有滤藻填料层，用于截留藻生物，浮选菌剂聚藻系统包括浮选菌剂投药装置和管道转输件，浮选菌剂投药装置能够通过管道转输件向藻生物投射药物。本申请的藻生物治理系统，解决了现有的除藻方法，除藻效果不佳的问题。题。题。


技术研发人员：蒋富海 赵荣生 纪宁 乔彦鹏 夏尚 程飞
受保护的技术使用者：中持水务股份有限公司
技术研发日：2023.06.19
技术公布日：2023/8/13