自來水廠沉淀池積水槽除藻機器人的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種水體除藻裝置，具體涉及一種自來水廠沉淀池積水槽除藻機 器人。
【背景技術】
[0002] 藻類是多細胞或單細胞的光合自營原生生物，組織分化甚少，其中，藍藻屬于原核 生物，體內具有光合作用的色素，能進行光合作用，制造養分供自身需求；此外，藍藻的生命 力很強，幾乎任何水質中都能生長，繁殖速度驚人；目前成為近年來，我國多個重要的湖泊、 水庫相繼暴發藍藻水華污染，造成水環境惡化，此外，藍藻水華會造成養殖場的養殖，所以 治理藍藻十分重要。
[0003] 目前，除藻的方法分為化學法、生物法和物理法。化學法：是向水中放入藥物等化 學物質，其優點是使用方便、除藻的效果較明顯，只是藥物使用的量不太容易控制，且對水 體產生二次污染。生物法：飼養一定的魚類，放養大型菌類和水生植物等，但如果投放的菌 種稍有不當，也就會引起其它生態污染。物理方法除藻有很多種，如：機械撈藻法、換水法、 活性炭吸附法等等都需要花費大量人力物力，開支十分巨大。而超聲波除藻技術是近年來 發展起來的治理環境的一種新型除藻技術。超聲波滅除藻具有操作方便、高效、無污染或減 少污染的特點。超聲波泛指頻率在20kHz以上的聲波，是一種彈性機械波，能在水中產生一 系列接近于極端的條件，如超過重力加速度幾萬倍的質點加速度，空化泡破裂產生的瞬間 高溫和高壓（4000K、500大氣壓）、急劇的放電，以及強烈的沖擊波和射流等。由此衍生的 二次波、輻射壓、聲捕捉、自由基、氧化劑等也可能較大程度地改變介質性質。
[0004] 超聲波抑藻殺藻機理有：破壞細胞壁、破壞氣胞、破壞活性酶。水是聲波的良導體， 這種高頻波在水中傳播，衰減很少，可以穿得很遠。藻類細胞在超聲波特定頻率作用下，產 生共振，使細胞膜振裂，藻類即自行衰退滅亡，先上浮后下沉。同時，空化產生的高溫高壓和 大量自由基，可破壞藻細胞內活性酶和活性物質，從而影響細胞的生理生化活性。此外，超 聲波引發的化學效應也能分解藻毒素等藻細胞分泌物和代謝產物。與傳統常規的水處理裝 置與技術相比，超聲波除藻設備簡單，使用方便，效果持久，能耗低。修復環境所需時間短； 修復技術資金需要最小；不產生二次污染；原位修復可使污染物在原地被清除，操作簡便； 運行成本很低，只要傳統治污方法的8%左右。
[0005] 自來水廠沉淀池積水槽一般是不銹鋼材質，在自來水處理過程中，積水槽沒入水 中，水藻大量滋生在不銹鋼水槽的側壁上，影響水質。自來水廠沉淀池積水槽使用時間久 了，在集水槽的壁上會附著藻類，需要定期除藻。現有超聲波除藻儀用于自來水廠沉淀池積 水槽除藻，只能是將除藻儀單個安裝在水槽壁上，定點除藻，除藻效果不好。 【實用新型內容】
[0006] 本實用新型所要解決的技術問題，在于克服現有技術存在的缺陷，提供一種自來 水廠沉淀池積水槽除藻機器人，可以移動除藻，除藻效果好。
[0007] 本實用新型自來水廠沉淀池積水槽除藻機器人，包括主機和兩個超聲波傳感器組 振板；其特征是：
[0008] 主機左右兩側各安裝兩個行走輪，行走輪由驅動電機驅動。兩個超聲波傳感器組 振板通過安裝支架分別安裝在主機左右兩側下方并且兩個超聲波傳感器組振板與行走輪 行走方向平行；
[0009] 所述超聲波傳感器組振板上安裝有若干超聲波傳感器，兩個超聲波傳感器組振板 上的超聲波傳感器的作用方向向內相對；
[0010] 在主機中安裝有控制電路板，用于控制行走輪行走以及各超聲波傳感器工作；
[0011] 在現場實驗中，我們采用了多種頻率的超聲波進行除藻實驗，發現不同頻率的超 聲波，其除藻效果差異較大。所述超聲波傳感器的超聲波頻率在20KH~40KH之間除藻效果 較好，頻率28KH的超聲波除藻效果最佳。
[0012] 本實用新型自來水廠沉淀池積水槽除藻機器人，使用中，左右兩組行走輪分別行 走在集水槽左右槽沿上，左右兩側的超聲波傳感器組振板分別安裝在距離集水槽左右側面 (外側面）10CM處，超聲波傳感器的作用方向朝向集水槽側。工作時，機器人的行走輪由驅 動電機驅動，在積水槽上前后往返爬行，反復清除積水槽兩側的藻類。
[0013] 本實用新型，采用超聲波傳感器組行走除藻的工作方式，克服了現有相關設備單 超聲波傳感器工作模式作用范圍小，功率低的缺點，使得功率和作用范圍增大。并且選擇了 超聲波傳感器特定的工作頻率，提高了除藻效果。
【附圖說明】
[0014] 圖1、是自來水廠沉淀池積水槽的示意圖。
[0015] 圖2、是本實用新型自來水廠沉淀池積水槽除藻機器人結構示意圖。其中，1-超聲 波傳感器組振板，2-主機，3-安裝支架，4-行走輪。
[0016] 圖3是本實用新型自來水廠沉淀池積水槽除藻機器人安裝到自來水廠沉淀池積 水槽上的示意圖。
[0017] 圖4是超聲波傳感器組振板示意圖。
[0018] 圖5是本實用新型自來水廠沉淀池積水槽除藻機器人控制電路框圖。
【具體實施方式】
[0019] 下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0020] 圖1所示意的是自來水廠沉淀池中的積水槽。在自來水處理流程中，沉淀池中的 水經過處理后通過積水槽到達下一個處理環節，積水槽大部分浸沒在水中，在積水槽的外 側壁上，長年滋生大量水藻，影響水質，需要清除。
[0021] 圖2所示的是本實用新型自來水廠沉淀池積水槽除藻機器人。控制電路板安裝在 主機2中，主機2下面有四個行走輪4,在主機的下面，前后行走輪之間安裝有驅動電機，四 個驅動輪托舉起整個機器人，并能在控制電路板的控制之下定向運動。安裝支架3與主機 固定在一起，一對超聲波傳感器組振板1分裝在安裝主機的左右下方。
[0022] 如圖4所示，單個超聲波傳感器探頭兩兩相并連，然后用不銹鋼板把超聲波傳感 器組密封在一起，超聲波傳感器粘合在不銹鋼板上。并且要求超聲波傳感器的作用方向朝 向內側安裝。超聲波傳感器組被一定厚度的不銹鋼板集成密封在一起，形成一塊密封的振 板。
[0023] 如圖3所示，工作時，本實用新型除藻機器人置于積水槽上方，超聲波傳感器組振 板正方向對準積水槽側面的外側，除藻機器人在積水槽上前后往返爬行，反復清除積水槽 兩側的藻類。
[0024]還可以在兩個超聲波傳感器組振板內分別安裝溫度傳感器，通過數據線與主機連 接，用于檢測主機的工作溫度，環境溫度，水溫。在積水槽的兩端安裝接近開關，以防止機器 人運動越位，為了方便機器人在積水槽上定向運動，可以考慮在積水槽頂端安裝軌道。
[0025]我們在現場實驗發現，超聲波除藻機器人清除自來水廠沉淀池的積水槽上的水藻 效果很好，原因有兩點：
[0026] 1、超聲波有空化現象，超聲波產生空化現象時，產生巨大的負壓，削離了附著在積 水槽上的藻類。
[0027] 2、超聲波與藻細胞之間產生共振現象，藻細胞被振破而死亡了。這一現象我們在 實驗室實驗也出現了同樣的現象。
[0028]在現場實驗中，我們采用了多種頻率的超聲波進行除藻，發現效果差異較大，具體 結果見表1。
[0029]表1
【主權項】
1. 自來水廠沉淀池積水槽除藻機器人，包括主機和兩個超聲波傳感器組振板；其特征 是： 主機左右兩側各安裝兩個行走輪，行走輪由驅動電機驅動；兩個超聲波傳感器組振板 通過安裝支架分別安裝在主機左右兩側下方并且兩個超聲波傳感器組振板與行走輪行走 方向平行； 所述超聲波傳感器組振板上安裝有若干超聲波傳感器，兩個超聲波傳感器組振板上的 超聲波傳感器的作用方向向內相對； 在主機中安裝有控制電路板。
2. 根據權利要求1所述自來水廠沉淀池積水槽除藻機器人，其特征是：所述超聲波傳 感器的超聲波頻率在20kHz-40kHz之間。
3. 根據權利要求1所述自來水廠沉淀池積水槽除藻機器人，其特征是：所述超聲波傳 感器的超聲波頻率為28kHz。
【專利摘要】本實用新型公開了一種自來水廠沉淀池積水槽除藻機器人，包括主機和兩個超聲波傳感器組振板。主機左右兩側各安裝兩個行走輪，兩個超聲波傳感器組振板通過安裝支架分別安裝在主機左右兩側下方。所述超聲波傳感器組振板上安裝有若干超聲波傳感器，兩個超聲波傳感器組振板上的超聲波傳感器的作用方向向內相對。所述超聲波傳感器的超聲波頻率在20KHz-40KHz之間，最佳頻率為28KHz。工作時，機器人在積水槽上前后往返爬行，反復清除積水槽兩側的藻類。本實用新型采用超聲波傳感器組行走除藻的工作方式，克服了現有相關設備單超聲波傳感器工作模式作用范圍小，功率低的缺點，使得功率和作用范圍增大。并且選擇了超聲波傳感器特定的工作頻率，提高了除藻效果。
【IPC分類】C02F1-36
【公開號】CN204490562
【申請號】CN201520113871
【發明人】馮學軍, 王必友
【申請人】南京師范大學
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年2月17日