鬼佬大哥大
  • / 8
  • 下載費用:30 金幣  

一種基于水生生物生態系統研究的水槽裝置.pdf

摘要
申請專利號:

CN201420697219.7

申請日:

20141119

公開號:

CN204232105U

公開日:

20150401

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:
IPC分類號: A01K61/00,A01G31/02,G01N33/18,B01L7/02 主分類號: A01K61/00,A01G31/02,G01N33/18,B01L7/02
申請人: 環境保護部南京環境科學研究所
發明人: 張毅敏,高月香,陳桐,楊飛,晁建穎,彭福全,巫丹,孔明
地址: 210042 江蘇省南京市玄武區蔣王廟街8號
優先權: CN201420697219U
專利代理機構: 南京知識律師事務所 代理人: 蔣海軍
PDF完整版下載: PDF下載
法律狀態
申請(專利)號:

CN201420697219.7

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本實用新型公開了一種基于水生生物生態系統研究的水槽裝置,屬于環境保護領域。其包括環形水槽、外水槽、內水槽、螺旋槳和電機,內水槽位于外水槽中,環形水槽為跑道型,環形水槽位于內水槽中;環形水槽內圍成的橢圓形區域為靜水區;環形水槽的直線段區域為實驗段;螺旋槳設置于環形水槽中的一個半圓段;電機與螺旋槳相連;外水槽與內水槽之間構成緩沖區,緩沖區的底部與實驗段相通。本實用新型一方面能解決了現有市場上室內的可控實驗生態水槽裝置適應性較差的問題,另一方面實現水槽裝置自動化操作,不需要人為調節,避免了現有市場上的可控實驗生態水槽裝置性能不佳和無法滿足大面積推廣使用的問題。

權利要求書

1.一種基于水生生物生態系統研究的水槽裝置,包括環形水槽,其特征在于:還包括外水槽(1)、內水槽(2)、螺旋槳(3)和電機(4);所述的內水槽(2)位于外水槽(1)中;所述的環形水槽為跑道型,分為兩個直線段和兩個半圓段;內側圍成的區域為橢圓形區域;環形水槽位于內水槽(2)中;所述的環形水槽內圍成的橢圓形區域為靜水區(6);所述的環形水槽的直線段區域為實驗段(5);所述的螺旋槳(3)設置于環形水槽中的一個半圓段;所述的電機(4)與螺旋槳(3)相連;所述的外水槽(1)與內水槽(2)之間構成緩沖區(7),緩沖區(7)的底部與實驗段(5)相通。2.根據權利要求1所述的一種基于水生生物生態系統研究的水槽裝置,其特征在于:所述的外水槽(1)的厚度為20mm,材料為抗紫外線亞克力。3.根據權利要求1所述的一種基于水生生物生態系統研究的水槽裝置,其特征在于:所述的內水槽(2)采用厚度為8mm的玻璃制作。4.根據權利要求1所述的一種基于水生生物生態系統研究的水槽裝置,其特征在于:所述的內水槽(2)和外水槽(1)均為長方形。5.根據權利要求1所述的一種基于水生生物生態系統研究的水槽裝置,其特征在于:所述的螺旋槳(3)和電機(4)通過可轉動軸連接,電機(4)的主體設在環形水槽外圍。6.根據權利要求1所述的一種基于水生生物生態系統研究的水槽裝置,其特征在于:還包括不銹鋼加熱棒和恒溫水浴鍋,所述的不銹鋼加熱棒位于恒溫水浴鍋中;所述的恒溫水浴鍋位于水槽旁邊,通過水管與實驗段(5)中的水相通。7.根據權利要求1-6中任意一項所述的一種基于水生生物生態系統研究的水槽裝置,其特征在于:還包括傳感器、內遮陽布、外遮陽布、數據采集處理工作站;所述的傳感器包括便攜式水質儀、流速儀、二氧化碳傳感器和濁度傳感器;所述的數據采集處理工作站包括電機開關、電機轉速調節按鈕、內遮陽布開關和外遮陽布開關;所述的電機開關與電機轉速調節按鈕相連;所述的便攜式水質儀、二氧化碳傳感器和濁度傳感器位于實驗段(5)中靠近螺旋槳(3)處;所述的內遮陽布開關與內遮陽布相連,內遮陽布開關位于環形水槽的上方;所述的外遮陽布位于外水槽(1)和內遮陽布的上方,外遮陽布開關與外遮陽布連接。

說明書

技術領域

本實用新型屬于環境保護領域,具體地說,涉及一種基于水生生物生態系統研究的水槽裝置。

背景技術

目前我國水環境質量依舊不容樂觀,河流污染嚴重,湖泊富營養化狀況令人憂心,主要以氮、磷超標及有機物污染為特征,因此,降低河流與湖泊中的污染物質為治理中的一個重要問題。

目前,解決水體污染問題的方法主要有控制外源性污染物質的輸入以及減少內源性污染物的釋放。然而,實踐表明僅僅控制外源、內源污染,降低水體污染物濃度,難以對河流湖泊形成有效的治理。近年來,有研究發現,魚類的放養和大型水生植物的生長對凈化水質有很大的作用,目前已在很多河流和湖泊中得到應用,并取得了一定的成果,因此成為眾多科研工作者關注的熱點。

如今科研工作者或企業技術人員在研究水生生物生態系統時,一般會選擇在可控實驗生態水槽系統中進行一系列的實驗和研究。可控實驗生態水槽系統能進行生態學的科學研究和教學實習。使用單位可以根據具體實驗要求進行設備選配、特殊組合設備,以用于不同目的。可控實驗生態水槽系統裝置模擬淺水河流、湖泊的生態系統,著重研究沉積物水界面的物質釋放和吸收,以及由此引起的水體生物和化學指標變化。

在研究水生生物生態系統時,可控實驗生態水槽為科研工作者或是企業技術人員帶來了操作上的方便和降低了實驗成本。例如,中國專利申請號:201110451628.X,申請日:2011年12月29日,該發明涉及模擬水生植物對沉積物污染釋放影響過程的發生裝置及其制備方法,屬于環境保護領域。該裝置包括有機玻璃環形水槽、水流推進動力系統及流速測量固定裝置。水槽尺寸根據試驗需要確定,橫斷面為矩形,其高度為50-100cm,直道部分長寬比不小于4cm,彎道內徑不小于10cm。水槽底部平鋪厚度為15cm的沉積物,沉積物上栽種水生植物,以模擬有水生植物生長的天然水體;通過可調電機驅動安置于水體表面的轉碟,帶動槽內水體發生流動,以模擬天然水體在不同風場下形成的風生流對底部沉積物的擾動作用;通過流速測量固定裝置精準定位流速測量儀器,觀測水槽斷面尤其是沉積物-水界面水流運動情況。該裝置可以很好地模擬不同強度的風場作用下,湖泊水生植物對沉積物污染釋放影響的過程。但是該水槽的水流推進動力裝置安裝在表面,僅僅只能模擬風作用于水體的表面切力,無法推動中下部水的流動,因此不能完全模擬自然河流的特征。

可控實驗生態水槽的使用比較普遍,例如,中國專利申請號:200720066859.8,申請日:2007年01月31日,該實用新型公開了一種水生物養殖實驗水槽裝置,包括具有多層支撐層的支架,用于放置水生物的多個水槽,分成多組并且分別設置于支架的支撐層,對應于每組水槽分別設置于支撐層的多個回水溝,具有過濾裝置的水處理設備,對來自水處理設備的水體進行殺毒的消毒裝置,以及與水處理設備管接的泵,用于向所述水槽提供水體;泵還與消毒裝置管接,消毒裝置與水槽管接,回水溝與水處理設備管接,泵抽取水處理設備的潔凈水體并傳送至消毒裝置,再傳送至水槽;水槽的水體可溢流至回水溝,再回流至水處理設備;可對多種實驗條件可控,從而實現穩定的實驗環境,并且可循環利用水體資源,整個裝置具備良好的擴展性。但是該專利存在一個不足之處,該裝置水體流動性較大,不適合模擬富營養化的淺水湖泊的水文特征。

現在市場上室內的可控實驗生態水槽裝置適應性較差,無法完全適應自然條件下環境多變。室內模擬的可控實驗生態水槽模擬的水生生態系統與真實狀態下的水體存在著較大的差距,這使得可控實驗生態水槽中進行的實驗達不到良好的效果,且可控實驗生態水槽性能不佳,需要人為調節,從而無法滿足大面積推廣使用。所以迫切需要一個方案能解決可控實驗生態水槽裝置適應性較差和性能不佳的問題。

發明內容

1、要解決的問題

針對現在市場上室內的可控實驗生態水槽裝置適應性較差,無法完全適應自然條件下環境多變,并且可控實驗生態水槽模擬的水生生態系統與真實狀態下的水體存在著較大的差距,不僅可控實驗生態水槽性能不佳,需要人為調節,從而無法滿足大面積推廣使用,更是使得進行的實驗達不到良好的效果的問題,本實用新型提供一種基于水生生物生態系統研究的水槽裝置,其不但可以解決了現有市場上室內的可控實驗生態水槽裝置適應性較差的問題,而且水槽裝置可以實現自動化操作,不需要人為調節,不僅可以滿足大面積推廣使用,而且提高了可控實驗生態水槽使用性能,使得實驗效果更加理想化。

2、技術方案

為解決上述問題,本實用新型采用如下的技術方案。

一種基于水生生物生態系統研究的水槽裝置,包括環形水槽,還包括外水槽、內水槽、螺旋槳和電機,所述的內水槽位于外水槽中,所述的環形水槽為跑道型,分為兩個直線段和兩個半圓段;內側圍成的區域為橢圓形區域;環形水槽位于內水槽中;所述的環形水槽內圍成的橢圓形區域為靜水區;所述的環形水槽的直線段區域為實驗段;所述的螺旋槳設置于環形水槽中的一個半圓段;所述的電機與螺旋槳相連;所述的外水槽與內水槽之間構成緩沖區,緩沖區的底部與實驗段相通。

優選地,所述的外水槽的厚度為20mm,材料為抗紫外線亞克力。

優選地,所述的內水槽采用厚度為8mm的玻璃制作。

優選地,所述的內水槽和外水槽均為長方形。

優選地,所述的螺旋槳和電機通過可轉動軸連接,電機的主體設在環形水槽外圍。

優選地,該裝置還包括不銹鋼加熱棒和恒溫水浴鍋,所述的不銹鋼加熱棒位于恒溫水浴鍋中;所述的恒溫水浴鍋位于水槽旁邊,通過水管與實驗段中的水相通。

優選地,該裝置還包括傳感器、內遮陽布、外遮陽布、數據采集處理工作站;所述的傳感器包括便攜式水質儀、流速儀、二氧化碳傳感器和濁度傳感器;所述的數據采集處理工作站包括電機開關、電機轉速調節按鈕、內遮陽布開關和外遮陽布開關;所述的電機開關與電機轉速調節按鈕相連;所述的便攜式水質儀、二氧化碳傳感器和濁度傳感器位于實驗段中靠近螺旋槳處;所述的內遮陽布開關與內遮陽布相連,內遮陽布開關位于環形水槽的上方;所述的外遮陽布位于外水槽和內遮陽布的上方,外遮陽布開關與外遮陽布連接。

3、有益效果

相比于現有技術,本實用新型的有益效果為:

(1)本實用新型包括環形水槽,還包括外水槽、內水槽、螺旋槳和電機,內水槽位于外水槽中,環形水槽為跑道型,環形水槽位于內水槽中;環形水槽內圍成的橢圓形區域為靜水區;環形水槽的直線段區域為實驗段;螺旋槳設置于環形水槽中的一個半圓段;電機與螺旋槳相連;外水槽與內水槽之間構成緩沖區,緩沖區的底部與實驗段相通;實驗段是環形水槽的主要部分,實驗段內區域的水流穩定,可以用來栽種水生植物,研究其在不同水動力條件下的生長情況,還可以養魚,模擬其在自然條件下對水體質量的影響,是實驗的良好場所;靜水區相對較為封閉,水體也處于靜止狀態,可以用來栽種水生植物或養魚,研究其在靜水條件下的生長情況,實現了資源極大化利用;緩沖區內部充水可以有效減緩實驗段的水對內水槽的壓強;

(2)本實用新型的外水槽的厚度為20mm,材料為抗紫外線亞克力;內水槽采用厚度為8mm的玻璃制作;內水槽和外水槽均為長方形;內外水槽選用這樣的厚度和材料,可以在保證滿足水槽機械性能需要的前提下,盡可能的降低成本消耗,同時模擬自然光照情況;

(3)本實用新型的螺旋槳和電機通過可轉動軸連接,電機的主體設在環形水槽外圍;通過電機帶動螺旋槳的轉動來推動水流的流動;經測試,實驗段流速可達到0.8m/s,并且水流速度可以保持均勻;

(4)本實用新型還包括不銹鋼加熱棒和恒溫水浴鍋,不銹鋼加熱棒位于恒溫水浴鍋中;不銹鋼加熱棒可以把水溫誤差控制在3℃之間,恒溫水浴鍋可以將水溫誤差控制在0.5℃之間;不銹鋼加熱棒的位置可以調節,使其與水面高度相適應;恒溫水浴鍋位于水槽旁邊,通過水管與實驗段中的水相通;恒溫水浴鍋與實驗段之間不斷地進行水交換,通過加熱水浴鍋中的水來升高實驗段的水溫;

(5)本實用新型還包括傳感器和數據采集處理工作站;傳感器包括便攜式水質儀、流速儀、二氧化碳傳感器和濁度傳感器;數據采集處理工作站包括電機開關、電機轉速調節按鈕、內遮陽布開關和外遮陽布開關;電機開關與電機轉速調節按鈕相連;便攜式水質儀、二氧化碳傳感器和濁度傳感器位于實驗段中靠近螺旋槳處;傳感器可以隨時觀察水質變化,數據采集處理工作站可以有效地控制水流的速度。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖;

圖中:1、外水槽;2、內水槽;3、螺旋槳;4、電機;5、實驗段;6、靜水區;7、緩沖區。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型進行詳細描述。

實施例1

一種基于水生生物生態系統研究的水槽裝置,包括環形水槽、外水槽1、內水槽2、螺旋槳3和電機4,內水槽2位于外水槽1中,環形水槽為跑道型,分為兩個直線段和兩個半圓段;內側圍成的區域為橢圓形區域;環形水槽位于內水槽2中;環形水槽內圍成的橢圓形區域為靜水區6;環形水槽的直線段區域為實驗段5;螺旋槳3設置于環形水槽中的一個半圓段;電機4與螺旋槳3相連;外水槽1與內水槽2之間構成緩沖區7,緩沖區7的底部與實驗段5相通。外水槽1的厚度為20mm,材料為抗紫外線亞克力。內水槽2采用厚度為8mm的玻璃制作。內水槽2和外水槽1均為長方形。螺旋槳3和電機4通過可轉動軸連接,電機4的主體設在環形水槽外圍。其還包括不銹鋼加熱棒、恒溫水浴鍋、傳感器、內遮陽布、外遮陽布、數據采集處理工作站,不銹鋼加熱棒位于恒溫水浴鍋中;恒溫水浴鍋位于水槽旁邊,通過水管與實驗段5中的水相通;所述的傳感器包括便攜式水質儀、流速儀、二氧化碳傳感器和濁度傳感器;所述的數據采集處理工作站包括電機開關、電機轉速調節按鈕、內遮陽布開關和外遮陽布開關;所述的電機開關與電機轉速調節按鈕相連;所述的便攜式水質儀、二氧化碳傳感器和濁度傳感器位于實驗段5中靠近螺旋槳3處;所述的內遮陽布開關與內遮陽布相連,內遮陽布開關位于環形水槽的上方;所述的外遮陽布位于外水槽1和內遮陽布的上方,外遮陽布開關與外遮陽布連接。

打開電機開關,根據實驗所需的流速自行調節電機4大小,經檢測,電機4工作的頻率與水流速度之間在電機4的頻率不超過16Hz的范圍內呈線性關系,基本上可以用公式:電機4的頻率(Hz)=50(Hz/km·h-1)×流速(km/h);通過不銹鋼加熱棒和恒溫水浴鍋調節水溫,不銹鋼加熱棒可調節位置,使其與水面高度相適應;恒溫水浴鍋位于水槽旁邊,通過水管與實驗段5的水相通,并與之不斷地進行水交換,通過加熱水浴鍋中的水來升高實驗段5的水溫;水溫達到實驗要求需要保持穩定。若實驗對光照有要求時,可以通過數據采集處理工作站中的內遮陽布開關和外遮陽布開關,調節內遮陽布和外遮陽布,調節光照條件。

本實施例中在實驗段5種植的植物為菖蒲,每株2-3葉,高度70cm,種植密度為167株/m2。在實驗段設置水流流速為0.1m/s,保持水流速度恒定,溫度恒定,同時在靜水區6中栽種同樣規格的菖蒲,以靜水環境作對照,觀察菖蒲的生長情況。經過30天的生長時間,相對于靜水環境,動態條件下的菖蒲的絕對生長量提高了24.77%。

實施例2

同實施例1,所不同的是本實施例中沉水植物為苦草,每株4-5葉,高度40cm,種植密度為334株/m2。在實驗段5設置水流流速為0.4m/s,保持水流速度恒定,放入底質,同時在靜水區6中栽種同樣規格的苦草,以靜水環境作對照,觀察底質中顆粒物再懸浮的狀況。經過15天的實驗,在靜水環境中,基本不發生再懸浮,而在動態條件下,發生了較明顯的顆粒物再懸浮,以細顆粒物質為主。

實施例3

同實施例1,所不同的是本實施例中沉水植物為金魚藻,種植密度為0.4kg/m3,在實驗用水中加入高濃度的氮磷營養液。在實驗段5設置水流流速為0.2m/s,保持水流速度恒定,溫度恒定,同時在靜水區6中栽種同樣規格的金魚藻,以靜水環境作對照,觀察金魚藻對水體中總氮總磷。經過45天的時間,動態條件下的對TN、TP的去除率分別為87%和58%,高于靜態實驗中的61%和45%。

實施例3

與實施例1不同,本實施例中在實驗段5投入鰱魚和鳙魚,鰱魚和鳙魚都采用體長15cm,質量167g左右的一齡魚,投放密度0.3kg/m3,鰱魚和鳙魚的投放比例為7:3,放入藻密度為8.0×107cells/L的銅綠微囊藻。在實驗段5設置水流流速為0.1m/s,保持水流速度恒定,同時容量為100L的白色塑料桶中投放相同數量與規格的鰱魚和鳙魚,以靜水環境作對照,保證溫度相同,觀察鰱魚和鳙魚的組合對藻類的攝食作用。經過60天的攝食,動態條件下的藻細胞減少41%,低于靜水環境下的86%。

關 鍵 詞:
一種 基于 水生 生物 生態系統 研究 水槽 裝置
  專利查詢網所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網友學習交流,未經上傳用戶書面授權,請勿作他用。
關于本文
本文標題:一種基于水生生物生態系統研究的水槽裝置.pdf
鏈接地址:http://www.wwszu.club/p-6422253.html
關于我們 - 網站聲明 - 網站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網站客服客服 - 聯系我們

[email protected] 2017-2018 zhuanlichaxun.net網站版權所有
經營許可證編號:粵ICP備17046363號-1 
 


收起
展開
鬼佬大哥大