荷兰LG Sonic超声波控藻仪技术交流

荷兰LG Sonic超声波控藻仪技术交流

一、品牌与产品概述

LG Sonic总部位于荷兰南荷兰省祖特梅市，是一家专注于水体藻类治理与水质监测的技术型企业。自2011年成立以来，公司长期投入超声波控藻技术的研发，其方案以减少或替代化学药剂为出发点，通过在湖泊、水库等水体中布设相应装置，实现藻类问题的在线监测、预测与控制。

该公司的控藻路线以低功率超声波为核心，区别于依靠空化效应的高功率超声方案。其装置发射经过参数调节的超声波，干扰藻类细胞的浮力调节能力，使藻类无法获取充足光照，进而沉入水体下层自然分解。目前，LG Sonic的装置已在超过55个国家投入使用，覆盖饮用水水库、冷却水池、景观湖泊、水力发电水库等十余个行业领域。

二、主要产品

LG Sonic当前主要产品可归为以下：

MPC-Buoy——监测、预测与控制一体化超声控藻浮标系统。

Monitoring Buoy——水质监测浮标，可实时采集水质参数，预测藻华发生趋势。

Vertical Profiler——垂直剖面监测系统，可沿水柱不同深度测量水质参数。

PO₄Sensor——磷酸盐在线分析仪，采用芯片实验室技术对水体磷酸盐进行实时监测。

E-line——适用于中小型水体的超声波控藻系列，常用于景观池塘、高尔夫球场水域等场景。

Industrial Line——面向工业水体的控藻系列，包含湿式安装和干式安装等形态，适用于冷却塔、工业蓄水池等。

MPC-NanoBubble——微纳米气泡增氧系统，用于提升水体溶解氧浓度。

三、主要型号

LG Sonic产品体系中的代表性型号如下：

MPC-Buoy——旗舰型号，集超声波控藻与多参数水质监测于一体的浮标。

E-line——面向中小水域的超声波控藻系统，单台覆盖直径可达200米。

Industrial Wet——工业湿式超声波控藻单元，适用于冷却池、工业蓄水构筑物等。

Industrial In-Line——工业管式超声波处理单元，用于封闭管道系统中的藻类及生物膜防治。

MPC-Buoy Mini——小型化浮标，适应面积较小或水深较浅的水域。

MPC-Lab——用于多深度水体剖面采样与监测的分析系统。

PO₄Analyzer——利用实验室级光学检测原理，实现不同水深磷酸盐浓度的连续在线分析。

四、产品介绍

以下选取四个代表性产品进行简要介绍。

4.1 MPC-Buoy 超声控藻浮标

MPC-Buoy是LG Sonic的核心产品，外形为浮动式平台，顶部搭载太阳能板，水下挂载四个超声波发射器与一套多参数水质传感器。单台装置的处理直径可达800米，适合大面积水体使用。

技术参数（部分）：

浮体：3只铝框聚乙烯浮筒，内填闭孔聚氨酯泡沫，总浮力容量约270–285 kg

太阳能板：3块250 Wp单晶硅板

电池：24V、40Ah磷酸铁锂电池

遥测通讯：GSM/GPRS（4G），可选配铱星卫星、CDMA、无线电

超声波发射器：4个，发射参数可程控调节

水质传感器：叶绿素α（470 nm）、藻蓝蛋白（610 nm）、浊度、pH、溶解氧、温度，支持扩展

数据接口：RS485 ×1、RS232 ×3、SDI-12 ×1、4个模拟通道

工作原理：

MPC-Buoy的超声波发射器向上覆水层发送低功率声波，在水体表层形成一定声压场。藻类细胞内部用于调节浮力的气囊结构（gas vesicles）在声波作用下发生振动、塌陷，细胞随之失去上浮能力，无法接近水面吸收光能进行光合作用。沉入水底的藻类细胞进入自然分解过程，且因细胞未被直接击碎，分解时不向水中释放藻毒素。

为适应不同水体中藻类种群结构、季节变化及水质条件差异，MPC-Buoy配备了“Chameleon Technology™"（变色龙技术），可根据实时监测数据自动切换波形、频率、间歇时长和振幅等超声参数，以防止藻类产生适应性。

4.2 E-line 超声波控藻系列

E-line系列适用于中小型水体（如景观湖、河道、污水厂集水池、冷却塔等），通过在水下安装复合频率超声波发射器，实现区域内藻类抑制。单台装置覆盖直径约200米。该系列支持在一个控制器上连接多个频率发射器，各发射器可根据不同水深和水质工况独立编程运行。

4.3 PO₄ 磷酸盐在线监测传感器

磷酸盐是藻华形成的关键驱动因子之一。LG Sonic的PO₄传感器将实验室级检测流程集成于一台原位运行的装置中，采用“钼黄法"显色原理，通过LED光学检测与3D微流控模块完成自动采样、显色、检测与数据回传。设备每次测量前进行2点自动校准，可在不同水深位置实现连续在线监测，为藻华预警提供直接的数据支撑。

五、优势特点

（1）分层囊泡干扰机理，减少毒素释放风险。 该技术不依赖细胞裂解方式杀灭藻类（即非“破壁式"控藻），而是通过干扰藻类气囊结构使其沉降并自然分解，分解过程中不易出现藻毒素集中释放的情况。该机理被表述为对鱼类、水生植物和浮游动物较为安全。

（2）参数可动态调整，降低藻类适应性风险。 藻类可在短期内对单频超声产生适应性响应。为此，系统将波形、频率、间歇时间、振幅等构建为可动态切换的超声程序。在遇到水质参数发生显著波动时，程序可自动或远程调整为新的执行方案，从而尽可能保持处理效果的稳定。

（3）多参数在线监测与藻华预测。 浮标每10分钟采集一次叶绿素α、藻蓝蛋白、pH、浊度、溶解氧和温度等参数。结合项目积累超过10年的全球运行数据库，由算法模型识别藻华趋势并提前发出预警提示。用户还可通过MPC-View在线软件远程查看水质变化、设置报警阈值、生成数据报表等。

（4）运行维护频率较低。 主要维护周期约为每半年一次，维护事项可在水面上乘船完成，无需将浮标拖回岸边。超声波发射器配有Aquawiper™自动清洗装置，定期清除表面生长的微生物膜，以持续保持超声输出的效能。据研究显示，在缺乏定期清洗的情况下，发射器因污损附着可导致超声输出衰减达50%以上。

（5）几乎全年均可部署，不用因冬季撤回。 浮标在高温、低温、高海拔及沙漠干旱等气候条件下均可正常运行，常规情况下无需在寒冬时节将其移出水面。

六、主要应用领域

根据资料，LG Sonic的产品已应用于以下五类具有代表性的水体场景：

（1）饮用水水源水库。 对用于供给饮用水的湖泊和水库进行藻类预防与治理，以减少化学药剂消耗，同时改善由藻类引起的感官嗅味问题。案例显示，位于多米尼加共和国Valdesia水库在使用MPC-Buoy后，首年叶绿素α水平下降了87%。

（2）工业冷却水池。 对电厂、石化等工业设施冷却水系统中的藻类进行控制，有助于减少后续管道的生物污堵，维持冷却系统换热效率。

（3）市政污水与自然静水景观水体。 市政污水处理厂的稳定塘或景观湖中因富营养化频繁发生藻华，通过布设浮标装置可降低出水的总悬浮固体（TSS）、生化需氧量（BOD）及相关指标，降低后续深度处理工序的负担。在公园、高尔夫球场等景观水体中，也有应用以兼顾水质改善与景观维护。

（4）水力发电水库。 对坝前库区的藻华进行持续处理，以减少坝体水工建筑物、闸门等附着生物的滋扰，有效减少与藻相关的运行维护成本。据报道，在美国佛罗里达的一座水电水库（水面面积约1700英亩）的项目中，藻类下降水平约为87%。

（5）农业灌溉水源。 对灌溉水库和渠道水体进行藻类控制，以避免丝状藻类堵塞过滤器与滴灌管路滴头，保障农业灌溉系统用水通畅。