铜绿微囊藻类研究装置

摘要

本发明公开了一种铜绿微囊藻类研究装置，包括水槽、电机和照明系统，所述水槽的外形为开口向上的圆环状柱体，所述电机设置在所述水槽的圆心处，所述电机的输出轴上设置有竖直的支撑梁，所述支撑梁顶端设置有呈水平状态的吊臂梁，所述吊臂梁下设置有推水片，所述推水片伸入所述水槽中，所述照明系统设置于水槽外围。具有试验过程水体沿程流速基本一致的特点。

权利要求

1.一种铜绿微囊藻类研究装置，包括水槽、电机和照明系统，其特征在于，所述水槽的外形为开口向上的圆环状柱体，所述电机设置在所述水槽的圆心处，所述电机的输出轴上设置有竖直的支撑梁，所述支撑梁顶端设置有呈水平状态的吊臂梁，所述吊臂梁下设置有推水片，所述推水片伸入所述水槽中，所述照明系统设置于水槽外围，所述推水片的间距由圆周外向内减小。

2.如权利要求1所述的铜绿微囊藻类研究装置，其特征在于：所述照明系统包括照明支架和顶板，所述顶板上设置有照明设备。

3.如权利要求1所述的铜绿微囊藻类研究装置，其特征在于：所述水槽的底部设置有加热系统。

4.如权利要求1所述的铜绿微囊藻类研究装置，其特征在于：所述水槽的圆环宽度至少为0.8m。

5.如权利要求1所述的铜绿微囊藻类研究装置，其特征在于：所述支撑梁与吊臂梁互相垂直。

6.如权利要求1或者5所述的铜绿微囊藻类研究装置，其特征在于：所述吊臂梁至少为两根，所述吊臂梁沿圆环均匀分布。

7.如权利要求1所述的铜绿微囊藻类研究装置，其特征在于：所述吊臂梁与推水片之间活动连接。

8.如权利要求1所述的铜绿微囊藻类研究装置，其特征在于：所述吊臂梁下的推水片的数量至少为4根。

9.如权利要求1或8所述的铜绿微囊藻类研究装置，其特征在于：所述推水片的间距由圆周外向内减小，所述推水片的角度可调整。

说明书

铜绿微囊藻类研究装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种生物研究装置，特别是涉及一种铜绿微囊藻类研究装置。

背景技术

[0002] 从近几年研究成果看，流速大小与水华发生快慢存在一定关系，增大流速可以有效抑制水华发生得到了充分的验证，但是临界流速值的大小却存在很大差异。从研究过程看，目前的试验研究普遍存在以下问题：

[0003] （1）试验规模偏小。

[0004] 从已有的试验研究看，试验装置多采用折流水池，流道宽约0.1～0.4m，水深多在0.1～0.5m，其缺点是边壁附着藻类数目相对较大，使藻类生长率监测数据偏小，同时由于水体表层与底层光照条件差异不大，很难形成自然水体中的水华现象，因此临界流速多建立在推测和假设基础上，与水体中实际情况存在一定差异。

[0005] （2）水体流动动力系统设置简单。

[0006] 目前试验所采用的动力主要有三种：电动搅拌器、水泵和机械拨水器，其缺点是流道中水流难以形成稳定均匀流态，水泵或机械拨水装置附近水流扰动较大，由于试验规模偏小，使局部差异对整个试验结果影响较大。

[0007] （3）缺乏对水流影响藻类生长机理的系统研究。

[0008] 目前的研究多针对某一特定水体，通过试验或模型计算验证水流对藻类生长具有抑制作用，确定最佳或临界流速的值或范围，而对水流流态对藻类生长影响机理研究较少，各研究结果存在较大差异，使研究成果在实际应用中难以广泛推广。

[0009] 试验装置和试验条件的控制是本次试验的关键环节之一。目前常见的试验装置是采用长形循环水槽，在一个断面设置泵或推水装置，水体在试验装置中通过泵抽或机械推动可以循环流动。其缺点是采用泵抽时，抽水附近水体扰动过大，对试验过程中藻类生长影响难以确定；一个断面推水，整个流道内水体流速不易均匀。以往试验装置中，水流动力基本为一点，水流自动调整能够使沿程水流流速基本达到均匀，如南京环科所水槽中流速为1.00m/s时，首断面与尾断面的流速最大相差为0.10m/s。

[0010] 另外，中国专利公告号CN1185334C，公告日2005年1月19日，名称为“微细藻类的培养装置”，公开了培养微细藻类使用的穹形、圆锥形或圆筒形培养装置和在培养装置中设置得可以运动的气体排放装置。培养装置包括透明内部构件（半球形穹顶、圆锥形周壁或圆筒形周壁）、透明外部构件和连接两构件下端的底部，圆筒形开口部构件设置在外部构件顶部上，气体引入件和培养溶液排放件设置在顶部中。气体排放装置基本包括两相对矩形底板、一个气泡引导件和排放喷嘴。其不足之处在于，结构复杂，边壁影响较大，影响对水体中藻类指标的检测。

发明内容

[0011] 本发明所解决的技术问题是提供一种铜绿微囊藻类研究装置，使试验过程水体沿程流速基本一致。

[0012] 为了解决上述存在的技术问题，本发明采用的技术方案如下：

[0013] 一种铜绿微囊藻类研究装置，包括水槽、电机和照明系统，所述水槽的外形为开口向上的圆环状柱体，所述电机设置在所述水槽的圆心处，所述电机的输出轴上设置有竖直的支撑梁，所述支撑梁顶端设置有呈水平状态的吊臂梁，所述吊臂梁下设置有推水片，所述推水片伸入所述水槽中，所述照明系统设置于水槽外围，所述推水片的间距由圆周外向内减小。

[0014] 进一步：所述照明系统包括照明支架和顶板，所述顶板上设置有照明设备。

[0015] 进一步：所述水槽的底部设置有加热系统。

[0016] 进一步：所述水槽的圆环宽度至少为0.8m。

[0017] 进一步：所述支撑梁与吊臂梁互相垂直。

[0018] 进一步：所述吊臂梁至少为两根，所述吊臂梁沿圆环均匀分布。

[0019] 进一步：所述吊臂梁与推水片之间活动连接。

[0020] 进一步：所述吊臂梁下的推水片的数量至少为4根。

[0021] 进一步：所述推水片的间距由圆周外向内减小，所述推水片的角度可调整。

[0022] 与现有技术相比较，本发明的有益效果是：

[0023] 1、使试验过程水体沿程流速基本一致，避免了以往装置局部推流，流态不稳的缺点，使流道中水流沿程更加均匀。

[0024] 2、流道足够长，减少边壁影响，使水流流态更加稳定。

附图说明

[0025] 图1是本发明铜绿微囊藻类研究装置的俯视图；

[0026] 图2是本发明铜绿微囊藻类研究装置的A-A向剖面结构示意图。

具体实施方式

[0027] 本发明以水流动力对铜绿微囊藻影响机理为研究对象，在文献调研和实验方法优化基础上，采取小型试验与模型试验、室内试验与室外验证相结合的方法，从铜绿微囊藻的生长生理特性入手，对水流流动作用对铜绿微囊藻影响机理进行系统研究，研究成果不仅完善水流动力控制水华发生理论，填补了水流动力对藻类生长影响机理研究的空白，也将为有效控制富营养化水体水华发生、提高水体景观价值提供关键技术支持。

[0028] 下面参考附图和优选实施例，对本发明的技术方案做详细描述：

[0029] 如图1、图2所示，铜绿微囊藻类研究装置的结构整体上包括水槽1、电机2、支撑梁3、吊臂梁4与照明系统；水槽1的外形为上部开口的圆环状柱体，水槽1采用有机玻璃制成，水槽1的圆环宽度通常≥0.8m，本优选实施例中，水槽1的具体尺寸为内径1m、外径2.6m、宽0.8m、高1m。水槽1的底部安装有加热系统6，加热系统6采用地采暖原理或电加热方式，使试验水体水温持续保持25℃以上；在水槽1的圆心位置安装有一同步变频电机
2，同步变频电机2的输出轴上设置有竖直的支撑梁3，支撑梁3顶端设置吊臂梁4；吊臂梁
4为两根以上，优选方式,吊臂梁4为3根，沿环形水槽均匀分布，吊臂梁4高于水槽1，吊臂梁4与支撑梁3垂直；吊臂梁4设置有竖直向下插入水槽1的推水片5，吊臂梁4与推水片5之间活动连接，推水片的迎水面角度可调整，推水片5从水槽顶部伸入水槽1底部。本优选实施例中，吊臂梁4每侧的推水片5的数量为4根以上。优选方式，吊臂梁4每侧的推水片5的数量为14根。推水片5由圆周外向内的间距逐渐减小，推水片的角度可调整。
照明系统设置于水槽1外围，包括照明支架7和顶板8。照明支架7分布于水槽1外，照明支架7的顶部高于水槽1，照明支架7的顶端固定于屋顶。照明设备分布在顶板8上，照明设备能够保证试验水体表层光照强度达到3300lux；照明系统的顶板8为金属结构，可上下移动。照明系统也可采用其他分布于水槽外围的结构。本优选实施例中，照明支架7高为
2.2m，支架间距2.6m，试验时照明设备距吊臂梁0.1m。

[0030] 本发明中，试验过程中必须进行遮光处理。水槽1为环形柱体，水流在水槽1中均匀地循环流动，满足流道足够长的要求。采用同步变频电机2带动吊臂粱4和推水片5转动，从而推动水在水槽1中旋转，避免了以往装置局部推流，流态不稳的缺点，使流道中水流沿程更加均匀。

[0031] 由于本装置为圆环形，吊臂粱4上的推水片5旋转速度（线速度）不同，水槽中靠近外环的推水片5旋转速度与靠近内环推水片5的旋转速度相差较大，其值约为50％。因此流道中内、外侧水流流速不同。可以从以下两方面调整环形流道中内、外侧水流流速差：

[0032] 一方面为水流自身调整，流道中水流为液体，水流在流道内可以进行自动调节，使水流向横向流速均匀方向发展。另一方面，调整水槽中推水片5的密度和迎水面角度，使其由外向内逐渐紧密，推水片的迎水面面积由外向内逐渐增加，可以促进水槽1中横向流速均匀化。