一种水面移动式除藻方法

1.本发明属于除藻技术领域，具体涉及一种水面移动式除藻方法。


背景技术：

2.蓝藻水华主要由于水体富营养化引发，目前在很多地方存在频发现象。由于释放藻毒素、影响水中溶氧，造成水质恶化、危害水生生态系统以及饮用水安全。针对水华问题，主要方法包括物理除藻(机械打捞、超声辐射等)、化学除藻、生物控藻等。化学见效快，但存在二次污染风险。过氧化氢作为一种除藻剂，能够在水中分解为水和氧气，无二次污染问题。但目前普遍在线生产过程中双氧水浓度过低、存在杂质等问题，影响其潜在应用范围，有待进一步改进。


技术实现要素：

3.本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种水面移动式除藻方法。
4.本发明采用如下技术方案：
5.一种水面移动式除藻方法，包括以下步骤：
6.将负载有过氧化氢制备系统的船舶行驶至水面上，利用布水系统将过氧化氢制备系统制备的过氧化氢浓液均匀喷洒在水中，过氧化氢制备系统产生的过氧化氢浓度为0.8-1％；
7.船舶，包括船体和用于安装过氧化氢制备系统的设备舱；
8.过氧化氢制备系统，包括设置在设备舱中的壳体、从左到右依次设置在壳体中的阳极室、制备室及阴极室、设置在阳极室与制备室之间的阳离子交换膜、设置在阴极室与制备室之间的阴离子交换膜、设置在阳极室中的阳极板、设置在阴极室中的阴极板和与阳极板及阴极板连接的电解电源；
9.布水系统，设置在船体上与制备室连通，其下端向下延伸至水中；
10.过氧化氢溶液制备时，分别向阳极室通入稀硫酸、阴极室通入氧气、制备室通入过滤水；然后对阳极板及阴极板进行通电，使阳极室产生o2和h
+
,阴极室反应生成ho
2-；这时，阳极室产生h
+
通过阳离子交换膜进入制备室，阴极室产生的ho
2-通过阴离子交换膜进入制备室，与制备室中的h
+
生成h2o2。
11.进一步的，所述制备室中填充有多孔树脂，所述多孔树脂为硫磺型阳离子交换树脂。
12.进一步的，所述布水系统包括设置在船体中的用于暂存过氧化氢的布水仓和一端与布水仓连接另一端向下延伸至船体外的布水器，所述布水器包括一端与布水仓连接另一端向下延伸至水中的进水管、设置在进水管端部的分水器和圆周分布在分水器外周面的多个分水管。
13.进一步的，所述阳极板上涂覆有铂碳催化层，所述阴极板上涂覆有炭黑催化层。
14.进一步的，所述过氧化氢制备系统还包括设置在壳体顶部与电解电源连接的太阳
能板。
15.进一步的，所述稀硫酸的质量浓度为1-3％，所述阴极室通入的氧气的纯度为99.9％。
16.进一步的，所述阳极室包括上下相对的阳极进口与阳极出口，稀硫酸经阳极进口进入阳极室，产生的o2经阳极出口排出。
17.进一步的，所述阴极室包括上下相对设置的阴极进口与阴极出口，氧气经阴极进口进入阴极室。
18.进一步的，所述制备室包括设置在壳体上端与制备室连接的进水口和设置在壳体下端与制备室连接的出水口，过滤水以1-50ml/l的流速经进水口进入制备室，产生的h2o2经出水口进入布水系统中。
19.进一步的，所述电解电源的通电电压为10-15v。
20.由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明的有益效果是：本技术利用船舶结合过氧化氢制备系统，形成水面移动式除藻装置，及时对产生的浓度和纯度较高的过氧化氢进行利用，以有效抑制蓝藻爆发；其中，具体限定过氧化氢制备系统的结构，制备室填充多孔树脂作为固体电解材料，阳极室产生的h
+
与阴极室产生的ho
2-分别通过阳离子交换膜和阴极室产生进入制备室进行反应，以获得浓度和纯度较高的过氧化氢溶液，有效去除藻类的同时，制备过程绿色环保，无副产物产生，不会产生二次污染问题；且电解电源使用太阳能，实现低碳化生产过程。
附图说明
21.图1为本发明的结构示意图；
22.图2为过氧化氢制备系统的结构示意图；
23.图3为布水器的结构示意图；
24.图中，1-船体、2-设备舱、3-过氧化氢制备系统、4-布水系统、31-壳体、 32阳极室、33-制备室、34-阴极室、35-阳极板、36-阴极板、37-电解电源、38
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太阳能板、39-阳离子交换膜、30-阴离子交换膜、321-阳极进口、322-阳极出口、331-多孔树脂、332-进水口、333-出水口、341-阴极进口、342-阴极出口、 41-布水仓、42-布水器、421-进水管、422-分水器、423-分水管。
具体实施方式
25.以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。
26.一种水面移动式除藻方法，包括以下步骤：
27.将负载有过氧化氢制备系统3的船舶行驶至水面上，利用布水系统4将过氧化氢制备系统3制备的过氧化氢浓液均匀喷洒在水中；具体的，过氧化氢制备系统3产生的过氧化氢浓度为0.8-1％。
28.其中，船舶，包括船体1和用于安装过氧化氢制备系统3的设备舱2。
29.过氧化氢制备系统3，包括设置在设备舱2中的壳体31、从左到右依次设置在壳体31中的阳极室32、制备室33及阴极室34、设置在阳极室32与制备室32之间的阳离子交换膜39、设置在阴极室34与制备室33之间的阴离子交换膜30、设置在阳极室32中的阳极板35、设
置在阴极室34中的阴极板36、与阳极板35及阴极板36连接的电解电源37和设置在壳体31顶部与电解电源37连接的太阳能板38；具体的，过氧化氢溶液制备时，分别向阳极室32通入稀硫酸、阴极室34通入氧气、制备室33通入过滤水；然后对阳极板35及阴极板36进行通电，使阳极室32产生o2和h
+
,阴极室34反应生成ho
2-；这时，阳极室32 产生h
+
通过阳离子交换膜39进入制备室33，阴极室34产生的ho
2-通过阴离子交换膜30进入制备室33，与制备室33中的h
+
生成h2o2。
30.阳极室32，包括上下相对的阳极进口321与阳极出口322，稀硫酸经阳极进口321进入阳极室32，产生的o2经阳极出口322排出；具体的，稀硫酸的质量浓度为1-3％。
31.阴极室34包括上下相对设置的阴极进口341与阴极出口342，氧气经阴极进口341进入阴极室34；具体的，氧气的纯度为99.9％。
32.制备室33，包括填充在其内部的多孔树脂331、设置在壳体31上端与制备室33连接的进水口332和设置在壳体31下端与制备室33连接的出水口333；具体的，多孔树脂331为硫磺型阳离子交换树脂；过滤水以1-50ml/l的流速经进水口332进入制备室33，产生的h2o2经出水口333进入布水系统4中；进一步的，过滤水为经过滤网过滤的地表水，以20ml/l的流速经进水口332进入制备室33。
33.阳极板35上涂覆有铂碳催化层，阴极板36上涂覆有炭黑催化层
34.电解电源37的通电电压为10-15v，优选的，通电电压为12v。
35.布水系统4，包括设置在船体1上与制备室33连通，其下端向下延伸至水中；包括设置在船体1中的用于暂存过氧化氢的布水仓41和一端与布水仓41 连接另一端向下延伸至船体1外的布水器42，具体的，布水器42包括一端与布水仓41连接另一端向下延伸至水中的进水管421、设置在进水管421端部的分水器422和圆周分布在分水器422外周面的多个分水管423。
36.本技术利用船舶结合过氧化氢制备系统3，形成水面移动式除藻装置，及时对产生的浓度和纯度较高的过氧化氢进行利用，以有效抑制蓝藻爆发；其中，具体限定过氧化氢制备系统3的结构，经阴阳离子交换膜以及制备室33中的多孔树脂331作为固体电解材料，以获得浓度和纯度较高的过氧化氢溶液，有效去除藻类的同时，制备过程绿色环保，无副产物产生，不会产生二次污染问题；且电解电源使用太阳能，实现低碳化生产过程。
37.实施例
38.一种水面移动式除藻方法，包括以下步骤：
39.将负载有过氧化氢制备系统3的船舶行驶至水面上，利用布水系统4将过氧化氢制备系统3制备的过氧化氢浓液均匀喷洒在水中；具体的，过氧化氢制备系统3产生的过氧化氢浓度为1％。
40.其中，过氧化氢制备系统3，包括设置在设备舱2中的壳体31、从左到右依次设置在壳体31中的阳极室32、制备室33及阴极室34、设置在阳极室32 与制备室32之间的阳离子交换膜39、设置在阴极室34与制备室33之间的阴离子交换膜30、设置在阳极室32中的阳极板35、设置在阴极室34中的阴极板36、与阳极板35及阴极板36连接的电解电源37和设置在壳体31顶部与电解电源 37连接的太阳能板38；具体的，过氧化氢溶液制备时，分别向阳极室32通入稀硫酸、阴极室34通入氧气、制备室33通入过滤水；然后对阳极板35及阴极板36进行通电，使阳极室32产生o2和h
+
,阴极室34反应生成ho
2-；这时，阳极室32产生h
+
通过阳离子交
换膜39进入制备室33，阴极室34产生的ho
2-通过阴离子交换膜30进入制备室33，与制备室33中的h
+
生成h2o2。
41.阳极室32，包括上下相对的阳极进口321与阳极出口322，稀硫酸经阳极进口321进入阳极室32，产生的o2经阳极出口322排出；具体的，稀硫酸的质量浓度为2％。
42.阴极室34包括上下相对设置的阴极进口341与阴极出口342，氧气经阴极进口341进入阴极室34；具体的，氧气的纯度为99.9％。
43.制备室33，包括填充在其内部的多孔树脂331、设置在壳体31上端与制备室33连接的进水口332和设置在壳体31下端与制备室33连接的出水口333；具体的，多孔树脂331为硫磺型阳离子交换树脂；过滤水以20ml/l的流速经进水口332进入制备室33，产生的h2o2经出水口333进入布水系统4中。
44.电解电源37的通电电压为12v。
45.对比例
46.一种水面移动式除藻方法，包括以下步骤：
47.将负载有过氧化氢制备系统3的船舶行驶至水面上，利用布水系统4将过氧化氢制备系统3制备的过氧化氢浓液均匀喷洒在水中；具体的，过氧化氢制备系统3产生的过氧化氢浓度为0.1％。
48.其中，过氧化氢制备系统3的具体结构与实施例基本一致，其区别在于：制备室33中不填充多孔树脂，而是加入液态碱性溶液作为电解材料。
49.通过实施例与对比例的比较可知，制备室33中采用多孔树脂331作为固体电解材料，相比于液态的电解材料，其获得的过氧化氢溶液浓度较高，满足除藻技术的要求。
50.以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。