CN103374898B - 一种动态水循环的河流反应器及污染河流的水质净化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种动态水循环的河流反应器及污染河流的水质净化方法，所述动态水循环的河流反应器包括水箱、水槽、增压泵、三角堰和管路，所述水箱包括上游水箱和下游水箱，所述水槽为中游反应水槽，下游水箱内部配置有一定浓度的污水，经增压泵和PVC管引至上游水箱，通过控制阀门控制水流大小，调节三角堰和上游水箱的液位计的读数稳定，污水流经水槽中部植物网格和水槽下游水坝模型，过三角堰后重新流到下游水箱，开始新的水循环过程。本发明提供了一种动态水循环的河流反应器模型，以该模型为载体从植物对水质的净化作用，跌水曝气对水质的净化作用，水工建筑物对水中溶解氧的影响等方面详细研究河流生态系统对污染河流的水质净化作用。
Description
技术领域
本发明涉及河流生态系统恢复领域，尤其涉及一种动态水循环的河流反应器及污染河流的水质净化方法。
背景技术
目前，在河流生态系统对污染河流的水质净化作用方面的研究主要集中在：植物对污水的净化作用上，植物净水的原理、植被缓冲带构建技术、湿地生态系统修复技术，但对整个河流生态系统对污染河流的净化作用还没有详细的研究，各项研究之间缺少系统性和关联性，不能建立一种分别研究植物、水工建筑物、跌水曝气流态对水质净化的作用，以及它们在水质净化过程中的协同作用的动态水循环的河流反应器模型。
发明内容
本发明的目的在于提供一种动态水循环的河流反应器及污染河流的水质净化方法。以解决现有技术存在的不能综合分析植物、水工建筑物和跌水曝气流态在污染河流水质净化方面的作用的问题。
为了实现上述目的，本发明提供的一种动态水循环的河流反应器包括：一种动态水循环的河流反应器，包括水箱、水槽、增压泵、三角堰和管路，其特征在于：所述水箱包括上游水箱8和下游水箱1，所述水槽为中游反应水槽16，下游水箱1内部配置有一定浓度的污水，经增压泵4和PVC管道引至上游水箱8，通过控制阀门6控制水流大小，调节三角堰20和上游水箱8的液位计的读数稳定，污水流经水槽中部植物网格18和水槽下游水坝模型19，过三角堰20后重新流到下游水箱，开始新的水循环过程，上游水箱8与中游反应水槽16的连接采用PVC管和塑料软管，中游反应水槽16的下游泄水管与中游反应水槽16螺纹连接，所述下游泄水管为PVC管并采用弯曲端头，下游水箱1与增压泵采用PVC管螺纹连接。
进一步的，所述的下游水箱1还设置有互相连通的控制污水排放的下游水箱排水阀2、污水排放管道下游水箱排水管3以及下游水箱补给水管13，在所述增压泵4的上游还设置有水泵前端导流管。
进一步的，所述河流反应器还设置有连接上下游水循环通路的水循环系统总管7，所述的上游水箱8还设置有互相连通的控制污水排放的上游水箱排水阀9、污水排放管道上游水箱排水管10、上游水箱补给水管11以及上游水箱入流量控制阀门12。
进一步的，所述上游水箱8与水槽16之间还设置有上游水箱与水槽的连接管路14以及上游水箱与水槽之间的控制阀门15，所述水槽16还设置有水槽排水管21和水槽排水阀22。
更进一步的，所述河流反应器还设置有维持上游泄流水量流态稳定的水文挡板17。
更进一步的，所述河流反应器水槽中部植物网格18中植物可以变换，网格尺寸为40cm*38cm*15cm，网格大小1cm。所述的水槽下游水坝模型19的尺寸为：坝长40cm，宽10cm，高10cm，侧面为半径5cm半圆形。
更进一步的，所述河流反应器三角堰20的尺寸为：长40cm，宽20cm，厚1cm，直角三角形顶点到水槽底部3.2cm。
更进一步的，所述河流反应器中的所有管道均采用内径2cm的硬质PVC材料制造而成。
本发明还提供了一种运用所述的动态水循环的河流反应器对污染河流的水质净化的方法，其特征在于：
a、将试验植物莲花竹、水葫芦或铜钱草中的至少一种放入到所述的河流反应器中；
b、用药剂葡萄糖、KH2PO4、NH4Cl配置污水，盛放于所述河流反应器模型的上下游水箱内，上下游水箱、水槽配备有入水和出水装置，试验结束后，由出水口闸门开启后释放。
c、对试验水质进行测定，测定项目包括COD、氨氮、总磷、总氮、电导率、水温和pH值；
d、进行动态净水试验的同时，对上下游水箱、水槽和橡胶坝过流断面进行溶解氧的测定和监测。
本发明除具有材料普遍，制作施工简单对环境污染小等优点，还具有以下优点：
①本模型可以连续运转，提供动水环境，借助了水泵及水循环系统；
②系统内水流流速流量可以控制，可以研究不同流速对污水的净化影响，主要通过三角堰及阀门控制来实现；
③模型系统内设置了水工建筑物模型插槽，可以完成不同水工建筑物模型的插拔；
④通过水槽泄水口和三通排水口可以提供跌水环境，两个泄水孔连接软管到下游水箱后又可以提供无跌水环境；
⑤模型系统内是否摆放植物、是否加坝体模型和排水软管来研究植物、水工建筑物和跌水对水质净化的贡献值。
附图说明
图1是本发明一种动态水循环的河流反应器结构示意图；
图中：1、下游水箱 2、下游水箱排水阀 3、下游水箱排水管 4、增压泵5、水泵前端导流管 6、水流控制阀门 7、水循环系统总管 8、上游水箱 9、上游水箱排水阀 10、上游水箱排水管 11、上游水箱补给水管 12、上游水箱入流量控制阀门 13、下游水箱补给水管 14、上游水箱与水槽的连接管路 15、上游水箱与水槽之间的控制阀门 16、水槽 17、水文挡板 18、植物网格 19、水坝模型 20、三角堰 21、水槽排水管 22、水槽排水阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
实施例1
图1示意性的示出了本发明优选实施例的结构，如图所示，本优选实施例一种动态水循环的河流反应器，包括水箱、水槽、增压泵、三角堰和管路，其特征在于：所述水箱包括上游水箱8和下游水箱1，所述水槽为中游反应水槽16，下游水箱1内部配置有一定浓度的污水，经增压泵4和PVC管道引至上游水箱8，通过控制开关大小，调节三角堰20和上游水箱8的液位计的读数稳定，污水流经水槽中部植物网格18和水槽下游水坝模型19，过三角堰20后重新流到下游水箱，开始新的水循环过程，上游水箱8与中游反应水槽16的连接采用PVC管和塑料软管，中游反应水槽16的下游泄水管与中游反应水槽16螺纹连接，所述下游泄水管为PVC管并采用弯曲端头，下游水箱1与增压泵采用PVC管螺纹连接。
实施例2
在实施例2中，其他结构都与实施例1结构相同，不同之处在于：所述的下游水箱1还设置有互相连通的控制污水排放的下游水箱排水阀2、污水排放管道下游水箱排水管3以及下游水箱补给水管13，在所述增压泵4的上游还设置有水泵前端导流管。
实施例3
在实施例3中，其他结构都与实施例2结构相同，不同之处在于：所述河流反应器还设置有连接上下游水循环通路的水循环系统总管7，所述的上游水箱8还设置有互相连通的控制污水排放的上游水箱排水阀9、污水排放管道上游水箱排水管10、上游水箱补给水管11以及上游水箱入流量控制阀门12。
实施例4
在实施例3中，其他结构都与实施例2结构相同，不同之处在于：所述上游水箱8与水槽16之间还设置有上游水箱与水槽的连接管路14以及上游水箱与水槽之间的控制阀门15，所述水槽16还设置有水槽排水管21和水槽排水阀22。
优化的，所述河流反应器还设置有维持上游泄流水量流态稳定的水文挡板17。
更进一步的，所述河流反应器水槽中部植物网格18中植物可以变换，网格尺寸为40cm*38cm*15cm，网格大小1cm。所述的水槽下游水坝模型19的尺寸为：坝长40cm，宽10cm，高10cm，侧面为半径5cm半圆形。
更进一步的，所述河流反应器三角堰20的尺寸为：长40cm，宽20cm，厚1cm，直角三角形顶点到水槽底部3.2cm。
更进一步的，所述河流反应器中的所有管道均采用内径2cm的硬质PVC材料制造而成。
实施例6
一种运用所述的动态水循环的河流反应器对污染河流的水质净化的方法，其特征在于：
a、将试验植物莲花竹、水葫芦或铜钱草中的至少一种放入到所述的河流反应器中；
b、用药剂葡萄糖、KH2PO4、NH4Cl配置污水，盛放于所述河流反应器模型的上下游水箱内，上下游水箱、水槽配备有入水和出水装置，试验结束后，由出水口闸门开启后释放。
c、对试验水质进行测定，测定项目包括COD、氨氮、总磷、总氮、电导率、水温和pH值；
d、进行动态净水试验的同时，对上下游水箱、水槽和橡胶坝过流断面进行溶解氧的测定和监测。
本发明除具有材料普遍，制作施工简单对环境污染小等优点，还具有以下优点：
①本模型可以连续运转，提供动水环境，借助了水泵及水循环系统；
②系统内水流流速流量可以控制，可以研究不同流速对污水的净化影响，主要通过三角堰及阀门控制来实现；
③模型系统内设置了水工建筑物模型插槽，可以完成不同水工建筑物模型的插拔；
④通过水槽泄水口和三通排水口可以提供跌水环境，两个泄水孔连接软管到下游水箱后又可以提供无跌水环境；
⑤模型系统内是否摆放植物、是否加坝体模型和排水软管来研究植物、水工建筑物和跌水对水质净化的贡献值。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
Claims (10)
1.一种动态水循环的河流反应器，包括水箱、水槽、增压泵、三角堰和管路，其特征在于：所述水箱包括上游水箱(8)和下游水箱(1)，所述水槽为中游反应水槽(16)，下游水箱(1)内部配置有一定浓度的污水，经增压泵(4)和PVC管道引至上游水箱(8)，通过控制阀门(6)控制水流大小，调节三角堰(20)和上游水箱(8)的液位计的读数稳定，污水流经水槽中部植物网格(18)和水槽下游水坝模型(19)，过三角堰(20)后重新流到下游水箱，开始新的水循环过程，上游水箱(8)与中游反应水槽(16)的连接采用PVC管和塑料软管，中游反应水槽(16)的下游泄水管与中游反应水槽(16)螺纹连接，所述下游泄水管为PVC管并采用弯曲端头，下游水箱(1)与增压泵采用PVC管螺纹连接。
2.如权利要求1所述的动态水循环的河流反应器，其特征在于：所述的下游水箱(1)还设置有互相连通的控制污水排放的下游水箱排水阀(2)、污水排放管道下游水箱排水管(3)以及下游水箱补给水管(13)，在所述增压泵(4)的上游还设置有水泵前端导流管。
3.如权利要求1或2所述的动态水循环的河流反应器，其特征在于：所述河流反应器还设置有连接上下游水循环通路的水循环系统总管(7)，所述的上游水箱(8)还设置有互相连通的控制污水排放的上游水箱排水阀(9)、污水排放管道上游水箱排水管(10)、上游水箱补给水管(11)以及上游水箱入流量控制阀门(12)。
4.如权利要求3所述的动态水循环的河流反应器，其特征在于：所述上游水箱(8)与水槽(16)之间还设置有上游水箱与水槽的连接管路(14)以及上游水箱与水槽之间的控制阀门(15)，所述水槽(16)还设置有水槽排水管(21)和水槽排水阀(22)。
5.如权利要求4所述的动态水循环的河流反应器，其特征在于：所述河流反应器还设置有维持上游泄流水量流态稳定的水文挡板(17)。
6.如权利要求3所述的动态水循环的河流反应器，其特征在于：所述河流反应器水槽中部植物网格(18)中植物可以变换，网格尺寸为 40cm*38cm*15cm，网格大小1cm。
7.如权利要求3所述的动态水循环的河流反应器，其特征在于：所述的水槽下游水坝模型(19)的尺寸为：坝长40cm，宽10cm，高10cm，侧面为半径5cm半圆形。
8.如权利要求3所述的动态水循环的河流反应器，其特征在于：所述河流反应器三角堰(20)的尺寸为：长40cm，宽20cm，厚1cm，直角三角形顶点到水槽底部3.2cm。
9.如权利要求3所述的动态水循环的河流反应器，其特征在于：所述河流反应器中的所有管道均采用内径2cm的硬质PVC材料制造而成。
10.一种运用上述权利要求1-8中任一项所述的动态水循环的河流反应器对污染河流的水质净化的方法，其特征在于：
a、将试验植物莲花竹、水葫芦或铜钱草中的至少一种放入到所述的河流反应器中；
b、用药剂葡萄糖、KH2PO4、NH4Cl配置污水，盛放于所述河流反应器模型的上下游水箱内，上下游水箱、水槽配备有入水和出水装置，试验结束后，由出水口闸门开启后释放；
c、对试验水质进行测定，测定项目包括COD、氨氮、总磷、总氮、电导率、水温和pH值；
d、进行动态净水试验的同时，对上下游水箱、水槽和橡胶坝过流断面进行溶解氧的测定和监测。
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