專利名稱：太陽能浮島水體修復成套設備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)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(shù)：
現(xiàn)有城市景觀水體治理技術(shù)包括有化學投藥、引水換水、底泥疏浚、曝氣充氧、人工濕地和生物浮島等方法?；瘜W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(酸堿度)，吸附沉淀水中的懸浮物質(zhì)和有機質(zhì)。由于需要投加大量的化學藥劑，且化學藥劑成本較高，并易引起二次污染；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(yǎng)物質(zhì)的絕對量 并沒有減少，不能從根本上解決問題，并且成本高昂；主要的生物處理技術(shù)包括人工濕地、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(yǎng)化水污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(huán)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，后者能耗高。但曝氣的方法只能延緩水體富營養(yǎng)化的發(fā)生，不能從根本上解決水體富營養(yǎng)化。傳統(tǒng)方法水處理成本普遍較高，能源利用率低，加之水體富營養(yǎng)化成因多樣，單一的處理方式并不能滿足現(xiàn)有的治理需求。同時，景觀水體美學要求高、流動性差，不能直接應用城市污水治理技術(shù)。這就迫切需要一種節(jié)能高效的富營養(yǎng)化水體修復方法，在低成本投資下實現(xiàn)的高處理效果。目前市場上尚無節(jié)能、安全、高效的景觀水體修復設備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對于現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供一種新型太陽能浮島水體修復成套設備。適用于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(tǒng)進行水體原位修復，效果顯著。為了實現(xiàn)上述的目的本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案。本發(fā)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(guān)5、導流筒6、懸浮載體7、曝氣盤8、生物浮島9、導氣管10、絲桿
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并承載太陽能電池板1，所述的導流筒6和曝氣盤8使水體高效充氧，在系統(tǒng)四周形成水力循環(huán)，所述的填料12懸掛在生物浮島9底部，直流空氣泵3位于懸浮載體7內(nèi)部，通過電線與太陽能電池板I相連接，曝氣盤8位于導流筒6漸擴部分內(nèi)，并通過導氣管10與直流空氣泵3相連，生物浮島9分布在懸浮載體7周圍并與之軟性相接。本發(fā)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余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，并與導流筒6中的水混合，使水體溶解氧上升。水氣混合后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，并經(jīng)過浮島系統(tǒng)，浮島系統(tǒng)中的植物和細菌對水體進行生物降解。淺層水體會由于水體自身的表面曝氣進一步增加溶氧。同時，深層水體因?qū)Я魍?內(nèi)的壓力較小而被不斷吸入到導流筒6內(nèi)。最終，水體中形成了一個以壓力差為動力的循環(huán)流。獨創(chuàng)的物理曝氣方法結(jié)合生物浮島技術(shù)的新型水體修復方法，通過組合現(xiàn)有成熟的技術(shù)，結(jié)合人工曝氣技術(shù)和生物浮島技術(shù)優(yōu)點，實現(xiàn)在低能耗下的高處理效果。根據(jù)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(nèi)外密度差，從而使得液體得以提升的方法。根據(jù)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(huán)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。 基于水體原位修復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(xié)同共生的物理環(huán)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(fā)生。


圖I為一種新型太陽能浮島水體修復成套設備的結(jié)構(gòu)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(fā)明的實施進行詳細解釋。本發(fā)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(guān)5、導流筒6、懸浮載體7、曝氣盤8、生物浮島9、導氣管10、絲桿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(diào)，蓄電池2、直流空氣泵3固定在懸浮載體7內(nèi)，控制器4、時控開關(guān)5固定在懸浮載體7上表面。絲桿11連接導流筒6和懸浮載體7，絲桿11可實現(xiàn)調(diào)節(jié)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(nèi)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(nèi)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(zhuǎn)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(guān)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(guān)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(qū)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取決于適用水體所處緯度，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(xié)同發(fā)生生物降解作用，實現(xiàn)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，并與水混合，使水體溶解氧上升。水氣混合后的液體因密度減小而在導流筒6內(nèi)垂直上升到淺層水體。并經(jīng)過生物浮島9和填料12，浮島系統(tǒng)中的植物細菌對水體進行生物降解。淺層水體會由于水體自身的表面曝氣進一步增加溶氧。同時，深層水體因?qū)Я魍?內(nèi)的壓力較小而被不斷吸入導流筒6內(nèi)。最終，水體中形成了一個以壓力差為動力的循環(huán)流。由于本發(fā)明設備采用太陽能電池板I為直流空氣泵3供電，不需要外加電源，實現(xiàn)了運行成本中的零耗能。該裝置綜合了生物浮島技術(shù)和人工曝氣技術(shù)，集二者優(yōu)勢于一體，具備以下技術(shù)優(yōu)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于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)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(fā)明不限于這里的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，對于本發(fā)明做出的改進和修改都應該在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)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(guān)(5)、導流筒(6)、懸浮載體(7)、曝氣盤(8)、生物浮島(9)、導氣管(10)，其特征在于所述的懸浮載體(7)和生物浮島(9)承載太陽能電池板(1)，所述的蓄電池(2)位于懸浮載體(7)內(nèi)，所述的時控開關(guān)(5)位于懸浮載體(7)表面，所述的填料(12)懸掛在生物浮島(9)下，直流空氣泵(3)位于懸浮載體(7)內(nèi)部，通過電線與太陽能電池板(I)相連接，曝氣盤(8)位于導流筒(6)內(nèi)，并通過導氣管(10)與直流空氣泵(I)相連，生物浮島(9)分布懸浮載體(7)周圍并與之相接。
2.如權(quán)利要求I所述的ー種太陽能浮島水體修復成套設備，其特征在于所述的太陽能電池板(I)與懸浮載體(7)的夾角大于等于0°，小于等于90°。
3.如權(quán)利要求I所述的ー種太陽能浮島水體修復成套設備，其特征在于所述的導流筒(6)上下兩端成漸擴型。
4.如權(quán)利要求I所述的ー種太陽能浮島水體修復成套設備，其特征在于所述的太陽能浮島水體修復成套設備還包括有絲桿(11)，所述的絲桿(11)連接懸浮載體(7)和導流筒(6)。
5.如權(quán)利要求I所述的ー種太陽能浮島水體修復成套設備，其特征在于所述的控制器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(guān)(5)連接；時控開關(guān)(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(quán)利要求I所述的ー種太陽能浮島水體修復成套設備，其特征在于所述的生物浮島(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(quán)利要求I所述的ー種太陽能浮島水體修復成套設備，其特征在于所述的生物浮島(9)由鉄片固定在懸浮載體(7)周圍。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種富營養(yǎng)水體原位修復設備。旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，重量輕，避免二次污染的設備。該設備包括太陽能電池板、蓄電池、空氣泵、控制器、時控開關(guān)、導流筒、懸浮載體、曝氣盤、生物浮島、導氣管、絲桿。懸浮載體下部在絲桿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(tǒng)輔助。載體腔內(nèi)安裝空氣泵，太陽能電池位于載體上表面；曝氣盤設于導流筒內(nèi)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(fā)明采用太陽能電池，在無二次污染的情況下實現(xiàn)驅(qū)動造流曝氣充氧，防止藻類爆發(fā)，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(xiàn)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(yōu)先權(quán)日2012年5月29日
發(fā)明者余前其, 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