漂浮式太陽能水體淨化裝置及方法
2023-12-04 16:08:16
漂浮式太陽能水體淨化裝置及方法
【專利摘要】本發明涉及一種漂浮式太陽能水體淨化裝置。所述水體淨化裝置由太陽能供電裝置、浮體裝置及充氧裝置組成。太陽能供電裝置由太陽能電池板、太陽能電源構成。浮體裝置由浮筏和構築於浮筏上的生物載體構成。充氧裝置由空氣泵、管路和充氧-提升器組成。整個淨化裝置自由漂浮於水面上，太陽能供電裝置置於浮筏之上，生物載體及充氧提升器沒於水中。太陽能電源為空氣泵連續提供動力，空氣泵將空氣鼓於充氧-提升器中，為生物載體提供氧氣，生長於載體上的微生物在有氧或缺氧的環境下降解水中的汙染物質，使水體得到淨化。本發明與現有技術相比，能解決水體淨化設施的動力來源及消耗，實現河流、湖泊、水庫等地表水體的離岸或就地淨化。
【專利說明】漂浮式太陽能水體淨化裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種環境保護【技術領域】的裝置，尤其涉及一種漂浮式太陽能水體淨化裝置，用於河流、湖泊或水庫等地表水體的離岸或就地淨化。
【背景技術】
[0002]《2011中國環境狀況公報》指出，我國地表水水質總體為輕度汙染，湖泊富營養化問題突出。
[0003]河流方面，長江、黃河、珠江、松花江、淮河、海河、遼河、浙閩片河流、西南諸河和內陸諸河十大水系監測的469個國控斷面中，I~III類、IV~V類和劣V類水質斷面比例分別為 61.0%、25.3% 和 13.7%ο
[0004]湖泊方面，監測的26個國控重點湖泊(水庫)中，I~III類、IV~V類和劣V類水質的湖泊(水庫)比例分別為42.3%,50.0%和7.7%。
[0005]水庫方面，監測的9座大型水庫中，千島湖(浙江)為I類水質，丹江口水庫(湖北、河南)、密雲水庫(北京 )、門樓水庫(山東)和大夥房水庫(遼寧)為II類水質，於橋水庫(天津)、嶗山水庫(山東)和董鋪水庫(安徽)為III類水質，松花湖(吉林)為IV類水質。
[0006]三大地表水體監測數據表明，整體水體水質呈惡化態勢，湖泊、水庫的富營養化情
況嚴重。
[0007]近兩年，針對地表水體水質惡化的態勢，我國無論是從政策、科研還是具體的河流、湖泊、水庫的治理和修復工作上都進行了大量的投入。如在科研上面，主要啟動了「十二五水體汙染控制與科技重大專項」，在項目實施上啟動了國內中小河流和湖泊的修復和治理工作，同時取得了一定的成績。
[0008]根據國內目前實施的地表水治理路線來看，主要圍繞截汙、清淤、水體淨化和生態修復三方面的工作開展。其中截汙是地表水治理的前提，目前國內大小地方政府在該條措施上下的力氣較大，汙染企業的治理、關停、入園和搬遷，汙染物的納管等工作都進行得有條不紊，且效果明顯。清淤是保障，不存在技術難度。而最終的水體淨化和生態修復是恢復地表水水質和水體自淨能力的重要技術環節。
[0009]就近些年實施的水質淨化和生態修復技術上來看，主要集中在生物製劑法、人工溼地法、人工浮島法、造流法、充氧法和物理過濾法等。生物製劑法水體淨化速度快，效果明顯，但製劑費用高，對於中大型水體不適用。人工溼地及人工浮島法是目前國內採用最多的技術，但該類技術只能對微汙染的水體進行淨化，受植物的生長時間和周期影響較大，且需要對水生植物定期收割，對水體的淨化和修復所需要的時間長，受氣候影響較大。造流法和充氧法簡單、效果好，但造流和充氧動力來源受限，暫時還不能大範圍使用。物理過濾法僅僅能對懸浮汙染物如藍綠藻進行去除，且由於需要的動力大，不適合於總量較大的水體的淨化。
[0010]因此，就整個水體的治理上來講，水體綜合治理的關鍵在水體的淨化和修復上，而水體淨化和修復的技術是最終實現水體生態和自淨功能修復的關鍵，現有的技術均有明顯的缺點，不能從根本上達到上述目的。
【發明內容】
[0011]本發明涉及一種環境保護【技術領域】的裝置，提供一種漂浮式太陽能水體淨化裝置，用於河流、湖泊或水庫等地表水體的離岸或就地淨化。裝置結構如圖1所示。
[0012]漂浮式太陽能水體淨化裝置由太陽能供電裝置、浮體裝置及充氧裝置組合而成。太陽能供電裝置由太陽能電池板、太陽能電源構成。浮體裝置由浮筏和構築於浮筏上的生物載體構成。充氧裝置由空氣泵、管路和充氧-提升器組成。整個淨化裝置自由漂浮於水面上，太陽能供電裝置置於浮筏之上，生物載體及充氧提升器沒於水中。太陽能電源為空氣泵連續提供動力，空氣泵將空氣鼓於充氧-提升器中，為生物載體提供氧氣，生長於載體上的微生物在有氧或缺氧的環境下降解水中的汙染物質，使水體得到淨化。本發明與現有技術相比，能解決水體淨化設施的動力來源及消耗，實現河流、湖泊、水庫等地表水體的離岸或就地淨化。
[0013]所述太陽能供電裝置由太陽能電池板、太陽能電源構成。太陽能供電裝置置於浮筏之上。太陽能電池板為通用電池板，數量與尺寸根據充氣泵所需動力消耗設計。太陽能電源由太陽能控制器、太陽能蓄電池和太陽能逆變器組成，安裝於防水等級為IP67的機箱內。太陽能控制器，能對蓄電池起到過充電保護、過放電保護，同時具備溫度補償的功能和市電互補切換功能。其他附加功能如光控開關、時控開關都是控制器的可選項。太陽能控制器的工作溫度為_35°C~65°C。太陽能蓄電池為鉛酸電池，額定電壓為24v，48v，96v，110v，220v。太陽能逆變器是直流-交流逆變器，能將太陽能發出的2~220v直流電能轉換成交流電能。[0014]浮體裝置由浮筏和構築於浮筏上的生物載體構成。浮筏漂浮於水面，生物載體固定於浮筏底部，浸沒於水中。浮筏是採用輕質、化學性質穩定、耐光老化的有機材料、無機材料和天然材料整體成型或拼接而成。浮筏尺寸及形狀根據需要設計。浮筏有固定太陽能電池板和機箱的連接基座，浮筏底部留有孔洞用於固定生物載體。生物載體直徑為15~20cm,長度根據水深可調，生物載體比表面積不低於300m2/m3。
[0015]充氧裝置由空氣泵、管路和充氧-提升器組成。空氣泵與太陽能供電裝置一起，置於浮筏之上，充氧-提升器浸沒於水中。空氣泵為市售低噪音交流鼓風機。充氧-提升器是直徑大小不定的圓柱形通體，材質為具有耐腐蝕能力的無機或有機材料。
[0016]該漂浮式太陽能水體淨化裝置，利用太陽能提供裝置24h連續運轉動力，對受汙染的地表水體進行淨化。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明的漂浮式太陽能水體淨化裝置的結構示意圖；
其中，I—太陽能電池板；2—電源裝置；3—空氣泵；4—浮筏；5—水面；6——空氣管；7——水底；8——充氧-提升器；9——生物載體；10——太陽圖2為本裝置的一個具體實施；
其中，I——漂浮式太陽能水體淨化裝置；2——養河岸；3——淨化後河水 圖3為為本裝置的一個具體實施；其中，I——生湖岸；2——漂浮式太陽能水體淨化裝置；3——水面。
【具體實施方式】
[0018]實施例1
本裝置的一個具體實施例如下，如圖2所示:
蘇州市相城區某不通航入陽澄湖河流，工程實施段河流長度為1200m，寬度為30~40m,水深為1.8~2.5m,河水平均流速為1.2/s。利用河道有效水域，間隔設置長為60m,寬為15m的漂浮式太陽能水體淨化裝置20套，單套裝置充氧量為300m3/h，太陽能電量為5kff,連續24h對河流中的水體進行淨化處理。本工程案例的實施，使得該河流水體中C0Dfc、NH3-N和TN水平由裝置前的劣V類水平上升為IV類水平，大大削減了入湖河流對湖泊的汙染，同時河流自身也得到淨化，後段河流水體及生態逐漸得到恢復。
[0019]實施例2
本裝置的另一個具體實施例如下，如圖3所示: 上海市某人工景觀湖泊，水域面積約56000m2，水深為0.9~1.5m, CODsfa, NH3-N, TN、TP處於劣V類水平，藍綠藻大量滋生，處於嚴重的富營養化狀態。在湖面多點設置直徑為4m的漂浮式太陽能水體淨化裝置，單套裝置充氧量為100L/min，太陽能電量為0.75kw，連續24h對河流中的水體進行淨化處理。經過70天的處理後，該景觀湖泊水體CODfc降到12mg/L以下，NH3-N, TN達到III類水體標準，TP濃度也降至0.4mg/L左右。
【權利要求】
1.漂浮式太陽能水體淨化裝置由太陽能供電裝置、浮體裝置及充氧裝置組合而成。
2.根據權利要求1所述太陽能水體淨化裝置，其特徵是太陽能供電裝置由太陽能電池板、太陽能電源構成，太陽能供電裝置置於浮筏之上。
3.根據權利要求1所述淨化裝置，其特徵是浮體裝置由浮筏和構築於浮筏上的生物載體構成，浮筏漂浮於水面，生物載體固定於浮筏底部，浸沒於水中。
4.根據權利要求1所述淨化裝置，其特徵是充氧裝置由空氣泵、管路和充氧-提升器組成，空氣泵與太陽能供電裝置一起，置於浮筏之上，充氧-提升器浸沒於水中。
5.根據權利要求3所述浮筏，其特徵是採用輕質、化學性質穩定、耐光老化的有機材料、無機材料和天然材料整體成型或拼接而成，浮筏尺寸及形狀根據需要設計。
6.根據權利要求3所述浮筏，其特徵是浮筏有固定太陽能電池板和機箱的連接基座，浮筏底部留有孔洞用於固定生物載體。
7.根據權利要求3所述生物載體，其特徵是生物載體直徑為15~20cm，長度根據水深可調，生物載體比表面積不低於300m2/m3。
8.根據權利要求4所述充氧-提升器，其特徵是直徑大小不定的圓柱形通體，材質為具有耐腐蝕能力的無機 或有機材料。
9.根據權利要求1所述太陽能水體淨化裝置，其特徵是通過太陽能供電裝置將太陽光轉化為電能供給空氣泵，空氣泵向充氧-提升器中供氣，為生物載體提供氧氣，生長於載體上的微生物在有氧或缺氧的環境下降解水中的汙染物質，使水體得到淨化。
10.根據權利要求1所述太陽能水體淨化裝置，其特徵是應用於河流、湖泊、水庫等地表水體的離岸或就地淨化。
【文檔編號】C02F3/34GK103922481SQ201310674334
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年12月13日 優先權日:2013年12月13日
【發明者】張振家, 李春傑, 劉志明 申請人:蘇州展業環保工程有限公司