太陽能浮島水體修復成套設備的製作方法

2023-05-18 17:21:31 1

專利名稱：太陽能浮島水體修復成套設備的製作方法
技術領域：
本發明屬於水處理領域，特別涉及一種對水體進行修復的曝氣裝置、浮島體系。
背景技術：
現有城市景觀水體治理技術包括有化學投藥、引水換水、底泥疏浚、曝氣充氧、人工溼地和生物浮島等方法。化學投藥方法通過添加CuSO4 (硫酸銅)和FeCl3 (氯化鐵)等化學藥劑或者活性炭、硅藻土等吸附劑，改變水中的氧化還原電位、pH值(酸鹼度)，吸附沉澱水中的懸浮物質和有機質。由於需要投加大量的化學藥劑，且化學藥劑成本較高，並易引起二次汙染；物理修復措施主要有底泥疏浚、引水換水等工程方法，但是物理修復過程中營養物質的絕對量 並沒有減少，不能從根本上解決問題，並且成本高昂；主要的生物處理技術包括人工溼地、生物浮島等，此類方法具有原位修復特點，兼具景觀美化作用，但是降解反應速率慢，水體處理周期較長。在這些方法中，曝氣充氧法在富營養化水汙染處理中被廣泛應用。曝氣充氧法主要是通過向水中補充氧氣，保證水生生物生命活動及微生物氧化分解有機物的氧氣供應，同時攪拌水體達到水體循環的目的。曝氣的方式主要有自然跌水曝氣和機械曝氣，前者充氧效率低，後者能耗高。但曝氣的方法只能延緩水體富營養化的發生，不能從根本上解決水體富營養化。傳統方法水處理成本普遍較高，能源利用率低，加之水體富營養化成因多樣，單一的處理方式並不能滿足現有的治理需求。同時，景觀水體美學要求高、流動性差，不能直接應用城市汙水治理技術。這就迫切需要一種節能高效的富營養化水體修複方法，在低成本投資下實現的高處理效果。目前市場上尚無節能、安全、高效的景觀水體修復設備。

發明內容
本發明的目的在於針對於現有技術中的問題，提供一種新型太陽能浮島水體修復成套設備。適用於景觀水體等小型水體，同時使用曝氣造流裝置和生物浮島系統進行水體原位修復，效果顯著。為了實現上述的目的本發明採用了以下的技術方案。本發明的太陽能浮島水體修復成套設備，包括有太陽能電池板I、蓄電池2、直流空氣泵3、控制器4、時控開關5、導流筒6、懸浮載體7、曝氣盤8、生物浮島9、導氣管10、絲杆
11、填料12 ;所述的太陽能電池板I為設備運行提供動力，所述的懸浮載體7和生物浮島9為設備整體提供浮力並承載太陽能電池板1，所述的導流筒6和曝氣盤8使水體高效充氧，在系統四周形成水力循環，所述的填料12懸掛在生物浮島9底部，直流空氣泵3位於懸浮載體7內部，通過電線與太陽能電池板I相連接，曝氣盤8位於導流筒6漸擴部分內，並通過導氣管10與直流空氣泵3相連，生物浮島9分布在懸浮載體7周圍並與之軟性相接。本發明在白天運用生物浮島9中的植物和填料12中的微生物對水體中的多餘有機物進行生物降解，同時太陽能電池板I為蓄電池2蓄電。夜晚，蓄電池2在控制器4的控制下，給直流空氣泵3供電，直流空氣泵3壓縮的空氣通過導氣管10進入曝氣盤8，以微小氣泡的形式釋放到深層水體中，並與導流筒6中的水混合，使水體溶解氧上升。水氣混合後的液體因密度減小而沿導流筒6的引導路線上升到達淺層水體，並經過浮島系統，浮島系統中的植物和細菌對水體進行生物降解。淺層水體會由於水體自身的表面曝氣進一步增加溶氧。同時，深層水體因導流筒6內的壓力較小而被不斷吸入到導流筒6內。最終，水體中形成了一個以壓力差為動力的循環流。獨創的物理曝氣方法結合生物浮島技術的新型水體修複方法，通過組合現有成熟的技術，結合人工曝氣技術和生物浮島技術優點，實現在低能耗下的高處理效果。根據氣提原理設計的新型曝氣造流方法。所謂氣提就是利用氣體造成升液管內外密度差，從而使得液體得以提升的方法。根據氣提原理，將曝氣盤配以簡單精巧的導流裝置，即可形成水下循環流，在直接曝氣的同時，提高水體表面更新速率，提高大氣復氧效率。 基於水體原位修複方法的立體式生物處理體系。通過曝氣和投加填料，建立水生植物與微生物協同共生的物理環境，提高彼此的吸收和降解能力；投加特效納豆菌，增強微生物水處理效果；水生植物遮蔽陽光，控制藍藻光合作用，延緩水華發生。


圖I為一種新型太陽能浮島水體修復成套設備的結構示意圖。圖2為一種新型太陽能浮島水體修復成套設備的俯視圖。
具體實施例方式下面參照附圖對本發明的實施進行詳細解釋。本發明的太陽能浮島水體修復成套設備，包括有太陽能電池板I、蓄電池2、直流空氣泵3、控制器4、時控開關5、導流筒6、懸浮載體7、曝氣盤8、生物浮島9、導氣管10、絲杆U、填料12 ;所述的太陽能電池板I安裝在懸浮載體上表面。太陽能電池板I與懸浮載體7夾角為a，夾角a可調，蓄電池2、直流空氣泵3固定在懸浮載體7內，控制器4、時控開關5固定在懸浮載體7上表面。絲杆11連接導流筒6和懸浮載體7，絲杆11可實現調節導流筒6和懸浮載體7間距的作用。導氣管10在導流筒6內部，上端與懸浮載體7中的直流空氣泵3相接，下端與導流筒下端漸擴部分內的曝氣盤8相連。生物浮島9與懸浮載體7軟性連接，填料12懸掛在生物浮島9下。太陽能電池板I把太陽能轉化為電能貯存在蓄電池2中。蓄電池2的額定電壓為直流12V。直流空氣泵的額定電流為3. 5A，額定功率為35W。控制器4有三個輸入接點和三個輸出接點，通過導線分別與太陽能電池板I、蓄電池2和時控開關5相連，控制電流只能從太陽能電池板I流向蓄電池2，而不能逆流。時控開關5有兩個輸入接點和兩個輸出接點，分別與直流空氣泵3和控制器4相連。以杭州地區為例，太陽能電池板I與懸浮載體7的夾角a設定為33. 24°，a取決於適用水體所處緯度，以便高效接受日照。生物浮島中的植物選用美人蕉，微生物使用納豆菌。白天，太陽能電池板I給蓄電池充電。同時，生物浮島9的植物美人蕉與填料12上接種的特殊氮、磷處理細菌納豆菌協同發生生物降解作用，實現水體修復的目的。夜晚，蓄電池2在控制器4的控制下，給直流空氣泵3供電，直流空氣泵3壓縮的空氣通過導氣管10進入曝氣盤，再以微小氣泡的形式釋放到深層水體中，並與水混合，使水體溶解氧上升。水氣混合後的液體因密度減小而在導流筒6內垂直上升到淺層水體。並經過生物浮島9和填料12，浮島系統中的植物細菌對水體進行生物降解。淺層水體會由於水體自身的表面曝氣進一步增加溶氧。同時，深層水體因導流筒6內的壓力較小而被不斷吸入導流筒6內。最終，水體中形成了一個以壓力差為動力的循環流。由於本發明設備採用太陽能電池板I為直流空氣泵3供電，不需要外加電源，實現了運行成本中的零耗能。該裝置綜合了生物浮島技術和人工曝氣技術，集二者優勢於一體，具備以下技術優勢I.造流曝氣方式提高水體充氧效率；
2.生物浮島附加填料，豐富菌體群落，加強設備氮、磷處理效果；3.設備安裝簡單，部件更換方便，運行和管理成本低。上述的實施例的描述是為便於該技術領域的普通技術人員能理解和應用本發明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對本實施例做出各種修改。因此，本發明不限於這裡的實施例，本領域技術人員根據本發明的揭示，對於本發明做出的改進和修改都應該在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種太陽能浮島水體修復成套設備，由太陽能電池板(I)、蓄電池(2)、直流空氣泵(3)、控制器(4)、時控開關(5)、導流筒(6)、懸浮載體(7)、曝氣盤(8)、生物浮島(9)、導氣管(10)，其特徵在於所述的懸浮載體(7)和生物浮島(9)承載太陽能電池板(1)，所述的蓄電池(2)位於懸浮載體(7)內，所述的時控開關(5)位於懸浮載體(7)表面，所述的填料(12)懸掛在生物浮島(9)下，直流空氣泵(3)位於懸浮載體(7)內部，通過電線與太陽能電池板(I)相連接，曝氣盤(8)位於導流筒(6)內，並通過導氣管(10)與直流空氣泵(I)相連，生物浮島(9)分布懸浮載體(7)周圍並與之相接。
2.如權利要求I所述的ー種太陽能浮島水體修復成套設備，其特徵在於所述的太陽能電池板(I)與懸浮載體(7)的夾角大於等於0°，小於等於90°。
3.如權利要求I所述的ー種太陽能浮島水體修復成套設備，其特徵在於所述的導流筒(6)上下兩端成漸擴型。
4.如權利要求I所述的ー種太陽能浮島水體修復成套設備，其特徵在於所述的太陽能浮島水體修復成套設備還包括有絲杆(11)，所述的絲杆(11)連接懸浮載體(7)和導流筒(6)。
5.如權利要求I所述的ー種太陽能浮島水體修復成套設備，其特徵在於所述的控制器⑷有三個輸入接點和三個輸出接點，通過電線分別與太陽能電池板(I)、蓄電池⑵和時控開關(5)連接；時控開關(5)有兩個輸入接點和兩個輸出接點，分別與控制器(4)和直流空氣泵(3)相連。
6.如權利要求I所述的ー種太陽能浮島水體修復成套設備，其特徵在於所述的生物浮島(9)包括美人蕉、旱傘草、香蒲、石菖蒲、鳳眼蓮、大漂、浮萍、紫萍、槐葉萍。
7.如權利要求I所述的ー種太陽能浮島水體修復成套設備，其特徵在於所述的生物浮島(9)由鉄片固定在懸浮載體(7)周圍。
全文摘要
本發明公開了一種富營養水體原位修復設備。旨在提供一種結構簡單，使用方便，重量輕，避免二次汙染的設備。該設備包括太陽能電池板、蓄電池、空氣泵、控制器、時控開關、導流筒、懸浮載體、曝氣盤、生物浮島、導氣管、絲杆。懸浮載體下部在絲杆的作用下與導流筒相連，由懸浮載體提供主要浮力，浮島系統輔助。載體腔內安裝空氣泵，太陽能電池位於載體上表面；曝氣盤設於導流筒內底部，通過導氣管與空氣泵相連；導流筒上部和下部都設計成漸擴形。本發明採用太陽能電池，在無二次汙染的情況下實現驅動造流曝氣充氧，防止藻類爆發，促進水體有機物分解；生物浮島中包括水生植物、特殊菌種和填料，實現了水體的原位修復。
文檔編號C02F3/34GK102674557SQ201210182549
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月29日 優先權日2012年5月29日
發明者餘前其, 刁一明, 劉剛, 林瑩, 苗渤, 賈瑛楠, 鄧黛青, 鄂墨翟 申請人:劉剛, 鄧黛青, 鄂墨翟