荷蘭LG Sonic超聲波控藻儀技術交流

荷蘭LG Sonic超聲波控藻儀技術交流

一、品牌與產品概述

LG Sonic總部位于荷蘭南荷蘭省祖特梅市，是一家專注于水體藻類治理與水質監測的技術型企業。自2011年成立以來，公司長期投入超聲波控藻技術的研發，其方案以減少或替代化學藥劑為出發點，通過在湖泊、水庫等水體中布設相應裝置，實現藻類問題的在線監測、預測與控制。

該公司的控藻路線以低功率超聲波為核心，區別于依靠空化效應的高功率超聲方案。其裝置發射經過參數調節的超聲波，干擾藻類細胞的浮力調節能力，使藻類無法獲取充足光照，進而沉入水體下層自然分解。目前，LG Sonic的裝置已在超過55個國家投入使用，覆蓋飲用水水庫、冷卻水池、景觀湖泊、水力發電水庫等十余個行業領域。

二、主要產品

LG Sonic當前主要產品可歸為以下：

MPC-Buoy——監測、預測與控制一體化超聲控藻浮標系統。

Monitoring Buoy——水質監測浮標，可實時采集水質參數，預測藻華發生趨勢。

Vertical Profiler——垂直剖面監測系統，可沿水柱不同深度測量水質參數。

PO?Sensor——磷酸鹽在線分析儀，采用芯片實驗室技術對水體磷酸鹽進行實時監測。

E-line——適用于中小型水體的超聲波控藻系列，常用于景觀池塘、高爾夫球場水域等場景。

Industrial Line——面向工業水體的控藻系列，包含濕式安裝和干式安裝等形態，適用于冷卻塔、工業蓄水池等。

MPC-NanoBubble——微納米氣泡增氧系統，用于提升水體溶解氧濃度。

三、主要型號

LG Sonic產品體系中的代表性型號如下：

MPC-Buoy——旗艦型號，集超聲波控藻與多參數水質監測于一體的浮標。

E-line——面向中小水域的超聲波控藻系統，單臺覆蓋直徑可達200米。

Industrial Wet——工業濕式超聲波控藻單元，適用于冷卻池、工業蓄水構筑物等。

Industrial In-Line——工業管式超聲波處理單元，用于封閉管道系統中的藻類及生物膜防治。

MPC-Buoy Mini——小型化浮標，適應面積較小或水深較淺的水域。

MPC-Lab——用于多深度水體剖面采樣與監測的分析系統。

PO?Analyzer——利用實驗室級光學檢測原理，實現不同水深磷酸鹽濃度的連續在線分析。

四、產品介紹

以下選取四個代表性產品進行簡要介紹。

4.1 MPC-Buoy 超聲控藻浮標

MPC-Buoy是LG Sonic的核心產品，外形為浮動式平臺，頂部搭載太陽能板，水下掛載四個超聲波發射器與一套多參數水質傳感器。單臺裝置的處理直徑可達800米，適合大面積水體使用。

技術參數（部分）：

浮體：3只鋁框聚乙烯浮筒，內填閉孔聚氨酯泡沫，總浮力容量約270–285 kg

太陽能板：3塊250 Wp單晶硅板

電池：24V、40Ah磷酸鐵鋰電池

遙測通訊：GSM/GPRS（4G），可選配銥星衛星、CDMA、無線電

超聲波發射器：4個，發射參數可程控調節

水質傳感器：葉綠素α（470 nm）、藻藍蛋白（610 nm）、濁度、pH、溶解氧、溫度，支持擴展

數據接口：RS485 ×1、RS232 ×3、SDI-12 ×1、4個模擬通道

工作原理：

MPC-Buoy的超聲波發射器向上覆水層發送低功率聲波，在水體表層形成一定聲壓場。藻類細胞內部用于調節浮力的氣囊結構（gas vesicles）在聲波作用下發生振動、塌陷，細胞隨之失去上浮能力，無法接近水面吸收光能進行光合作用。沉入水底的藻類細胞進入自然分解過程，且因細胞未被直接擊碎，分解時不向水中釋放藻毒素。

為適應不同水體中藻類種群結構、季節變化及水質條件差異，MPC-Buoy配備了“Chameleon Technology™"（變色龍技術），可根據實時監測數據自動切換波形、頻率、間歇時長和振幅等超聲參數，以防止藻類產生適應性。

4.2 E-line 超聲波控藻系列

E-line系列適用于中小型水體（如景觀湖、河道、污水廠集水池、冷卻塔等），通過在水下安裝復合頻率超聲波發射器，實現區域內藻類抑制。單臺裝置覆蓋直徑約200米。該系列支持在一個控制器上連接多個頻率發射器，各發射器可根據不同水深和水質工況獨立編程運行。

4.3 PO? 磷酸鹽在線監測傳感器

磷酸鹽是藻華形成的關鍵驅動因子之一。LG Sonic的PO?傳感器將實驗室級檢測流程集成于一臺原位運行的裝置中，采用“鉬黃法"顯色原理，通過LED光學檢測與3D微流控模塊完成自動采樣、顯色、檢測與數據回傳。設備每次測量前進行2點自動校準，可在不同水深位置實現連續在線監測，為藻華預警提供直接的數據支撐。

五、優勢特點

（1）分層囊泡干擾機理，減少毒素釋放風險。 該技術不依賴細胞裂解方式殺滅藻類（即非“破壁式"控藻），而是通過干擾藻類氣囊結構使其沉降并自然分解，分解過程中不易出現藻毒素集中釋放的情況。該機理被表述為對魚類、水生植物和浮游動物較為安全。

（2）參數可動態調整，降低藻類適應性風險。 藻類可在短期內對單頻超聲產生適應性響應。為此，系統將波形、頻率、間歇時間、振幅等構建為可動態切換的超聲程序。在遇到水質參數發生顯著波動時，程序可自動或遠程調整為新的執行方案，從而盡可能保持處理效果的穩定。

（3）多參數在線監測與藻華預測。 浮標每10分鐘采集一次葉綠素α、藻藍蛋白、pH、濁度、溶解氧和溫度等參數。結合項目積累超過10年的全球運行數據庫，由算法模型識別藻華趨勢并提前發出預警提示。用戶還可通過MPC-View在線軟件遠程查看水質變化、設置報警閾值、生成數據報表等。

（4）運行維護頻率較低。 主要維護周期約為每半年一次，維護事項可在水面上乘船完成，無需將浮標拖回岸邊。超聲波發射器配有Aquawiper™自動清洗裝置，定期清除表面生長的微生物膜，以持續保持超聲輸出的效能。據研究顯示，在缺乏定期清洗的情況下，發射器因污損附著可導致超聲輸出衰減達50%以上。

（5）幾乎全年均可部署，不用因冬季撤回。 浮標在高溫、低溫、高海拔及沙漠干旱等氣候條件下均可正常運行，常規情況下無需在寒冬時節將其移出水面。

六、主要應用領域

根據資料，LG Sonic的產品已應用于以下五類具有代表性的水體場景：

（1）飲用水水源水庫。 對用于供給飲用水的湖泊和水庫進行藻類預防與治理，以減少化學藥劑消耗，同時改善由藻類引起的感官嗅味問題。案例顯示，位于多米尼加共和國Valdesia水庫在使用MPC-Buoy后，首年葉綠素α水平下降了87%。

（2）工業冷卻水池。 對電廠、石化等工業設施冷卻水系統中的藻類進行控制，有助于減少后續管道的生物污堵，維持冷卻系統換熱效率。

（3）市政污水與自然靜水景觀水體。 市政污水處理廠的穩定塘或景觀湖中因富營養化頻繁發生藻華，通過布設浮標裝置可降低出水的總懸浮固體（TSS）、生化需氧量（BOD）及相關指標，降低后續深度處理工序的負擔。在公園、高爾夫球場等景觀水體中，也有應用以兼顧水質改善與景觀維護。

（4）水力發電水庫。 對壩前庫區的藻華進行持續處理，以減少壩體水工建筑物、閘門等附著生物的滋擾，有效減少與藻相關的運行維護成本。據報道，在美國佛羅里達的一座水電水庫（水面面積約1700英畝）的項目中，藻類下降水平約為87%。

（5）農業灌溉水源。 對灌溉水庫和渠道水體進行藻類控制，以避免絲狀藻類堵塞過濾器與滴灌管路滴頭，保障農業灌溉系統用水通暢。