CN105887773B - 生态净化装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种生态净化装置及其使用方法，生态净化装置设置于河道中，包括：拦水净化坝，拦水净化坝的本体为中空的框架结构，框架结构的内部设有净水填料，框架结构的迎水面上设有可沿着框架结构的横向移动的第一挡水板；框架结构的背水面上设有可沿着框架结构的横向移动的第二挡水板；止水囊与拦水净化坝的底面连接；坝体旋转轴，与拦水净化坝连接；驱动机构，与坝体旋转轴连接；支架，设置于所述拦水净化坝下方，所述支架支撑在转动过程中的所述拦水净化坝。本发明的生态净化装置可以设置为净化模式、更新模式或洪水模式。

Description

生态净化装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及生态环境工程技术领域，特别是涉及一种生态净化装置及其使用方法。

背景技术

当前一些河道水体受到了不同程度的污染，在污染源治理的同时，采用水生植物净化、浮床、浮岛、旁路湿地系统等水体原位净化技术已成为一项重要的治理手段。但实际工程中，当遇到具有一定坡降的山溪性河道时，上述技术应用时往往受到较大限制。由于山溪性河道一般具有一定坡降，特别是我国东南沿海地区的独立入海的山溪性河道，其流程短，一定长度上的坡降较大，有时能超过1％以上，这类河道平时缺少生态流量和生态景观水位，但当遇到洪水时，水位会突然暴涨1—2米、甚至数米。若在低水位时设置原位处理设施则很容易受到暴涨洪水冲击而失去作用，若拦坝处理则易对行洪带来较大的安全风险。传统的原位净化布置与暴涨洪水行洪需求之间存在矛盾。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种生态净化装置及其使用方法，用于解决现有技术中存在的上述问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种生态净化装置，沿设置于河道中，包括：拦水净化坝，所述拦水净化坝的本体为中空的框架结构，所述框架结构的内部设有净水填料，所述框架结构的迎水面上设有可沿着所述框架结构的横向移动的第一挡水板；所述框架结构的背水面上设有可沿着所述框架结构的横向移动的第二挡水板；止水囊，与所述拦水净化坝的底面连接；坝体旋转轴，与所述拦水净化坝连接；驱动机构，与所述坝体旋转轴连接；当所述拦水净化坝沿着所述河道的横截面方向设置时，所述拦水净化坝处于阻挡水流位置；当所述拦水净化坝沿着所述河道的岸边设置时，所述拦水净化坝处于放行水流位置；所述驱动机构通过所述坝体旋转轴驱动所述拦水净化坝在所述阻挡水流位置和所述放行水流位置之间转动；支架，设置于所述拦水净化坝下方，所述支架支撑在转动过程中的所述拦水净化坝。

优选地，所述驱动机构包括：旋转驱动组件，包括旋转动力器件和与所述旋转动力器件的输出端连接旋转驱动盘，所述旋转驱动盘的外周面上设有旋转齿部；转向盘，与所述坝体旋转轴连接，所述转向盘上设有与所述旋转齿部相应的转向齿部，所述转向齿部与所述旋转齿部啮合。

优选地，所述支架为弧形结构，所述弧形结构的圆心角小于所述阻挡水流位置与所述放行水流位置之间所形成的夹角。

优选地，所述拦水净化坝的底面通过止水橡胶与所述止水囊连接。

优选地，所述净水填料为沸石。

优选地，所述河道的岸边挖设有供所述生态净化装置置入的侧部凹槽。

优选地，所述第一挡水板和所述第二挡水板的结构相同，所述第一挡水板包括若干个可折叠的板体。

本发明还涉及一种采用上述生态净化装置的使用方法，态净化装置可设置为净化模式、更新模式或者洪水模式；

当生态净化装置为净化模式时，所述拦水净化坝处于阻挡水流位置，且充入有囊体填料的止水囊支撑所述拦水净化坝；所述第一挡水板和所述第二挡水板分别沿着相反的方向在所述框架结构上移动，所述第一挡水板移动至所述框架结构的迎水面的其中一个横向端部，所述第二挡水板移动至所述框架结构的背水面的其中一个横向端部；所述框架结构的迎水面被分为覆盖了所述第一挡水板的第一净化挡水区和未覆盖所述第一挡水板的第一净化流水区；所述框架结构的背水面被分为覆盖了所述第二挡水板的第二净化挡水区和未覆盖所述第二挡水板的第二净化流水区，所述第一净化流水区和所述第二净化流水区为交错设置；水流从第一净化流水区进入所述拦水净化坝的内部，所述拦水净化坝的净水填料使水流中的杂质滞留于所述拦水净化坝中，水流从第二净化流水区排出；

当生态净化装置为更新模式时，使已移动至所述框架结构的迎水面的其中一个横向端部的第一挡水板移动至所述迎水面的另一个横向端部，使已移动至所述框架结构的背水面的其中一个横向端部的第二挡水板移动至所述背水面的另一个横向端部；所述框架结构的迎水面被分为覆盖了所述第一挡水板的第一更新挡水区和未覆盖所述第一挡水板的第一更新流水区；所述框架结构的背水面被分为覆盖了所述第二挡水板的第二更新挡水区和未覆盖所述第二挡水板的第二更新流水区，所述第一更新流水区和所述第二更新流水区为交错设置；水流从所述第一更新流水区进入所述拦水净化坝的内部，滞留于所述拦水净化坝中的杂质随着水流，从所述第二更新流水区排出；

当生态净化装置为洪水模式时，将所述止水囊中的囊体填料排出，同时，所述驱动机构通过所述坝体旋转轴驱动所述拦水净化坝向所述河道的岸边转动，在所述拦水净化坝转动的过程中，所述支架支撑所述拦水净化坝。

优选地，所述囊体填料为空气或者水。

如上所述，本发明的生态净化装置及其使用方法，具有以下有益效果：

本发明的生态净化装置在平时没有洪水情况下，可设置为净化模式，水流从第一净化流水区进入拦水净化坝，再从第二净化流水区排出的过程中，净水填料使水流中的杂质滞留于拦水净化坝中，实现对水流的净化；在需要将拦水净化坝进行反冲洗，以使净水填料中的杂质排出时，可将生态净化装置设置为更新模式，将处于净化模式时的第一挡水板和第二挡水板反向移动，形成交错设置第一更新流水区和第二更新流水区，水流从第一更新流水区进入所述拦水净化坝的内部，滞留于拦水净化坝中的杂质随着水流，从第二更新流水区排出；当遇到有洪水的情况时，可将生态净化装置设置为洪水模式，在将所述止水囊中的囊体填料排出的同时，驱动机构通过坝体旋转轴驱动拦水净化坝向处于河道的岸边的放行水流位置转动；以防止拦水净化坝对洪水的阻挡作用，保证洪水的顺利通过；由于本发明的生态净化装置可以设置为净化模式、更新模式或洪水模式，这样就解决了现有技术中原位净化布置与暴涨洪水行洪需求之间存在的矛盾，且本发明的装置结构简单，安全稳定，使用方便。

附图说明

图1显示为本实施例的生态净化装置的俯视结构示意图。

图2显示为本实施例的生态净化装置的拦水净化坝转动至河道的岸边的示意图。

图3显示为本实施例的生态净化装置设置为更新模式的结构示意图。

图4显示为本实施例的生态净化装置的止水囊支撑拦水净化坝的结构示意图。

图5显示为本实施例的生态净化装置上的第一挡水板的结构示意图。

附图标号说明

100 拦水净化坝

101 净水填料

110 迎水面

120 背水面

200 板体

210 第一挡水板

211 第一净化挡水区

212 第一净化流水区

213 第一更新挡水区

214 第一更新流水区

220 第二挡水板

221 第二净化挡水区

222 第二净化流水区

223 第二更新挡水区

224 第二更新流水区

300 止水囊

301 囊体填料

400 坝体旋转轴

500 驱动机构

511 旋转动力器件

512 旋转驱动盘

513 旋转齿部

521 转向盘

522 转向齿部

600 支架

700 止水橡胶

10 河道

11 岸边

12 侧部凹槽

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1至图5所示，本实施例的生态净化装置可应用于山溪性河道10中，生态净化装置设置于河道10中，河道10的横截面方向与河道10水流方向垂直，河道10水流方向如图1中箭头A所示；

生态净化装置包括：

拦水净化坝100，拦水净化坝100的本体为中空的框架结构，框架结构的内部设有净水填料101，框架结构的迎水面110上设有可沿着框架结构的横向移动的第一挡水板210；框架结构的背水面120上设有可沿着框架结构的横向移动的第二挡水板220；

止水囊300，与拦水净化坝100的底面连接，止水囊300中可充入囊体填料301；

坝体旋转轴400，与拦水净化坝100连接；

驱动机构500，与坝体旋转轴400连接；

当拦水净化坝100沿着河道10的横截面方向设置时，拦水净化坝100处于阻挡水流位置；当拦水净化坝100沿着河道10的岸边11设置时，拦水净化坝100处于放行水流位置；

驱动机构500通过坝体旋转轴400驱动拦水净化坝100在阻挡水流位置和放行水流位置之间转动；

支架600，设置于拦水净化坝100下方，支架600支撑在转动过程中的拦水净化坝100。

本实施例中，拦水净化坝100为长方体结构，拦水净化坝100的宽度是拦水净化坝100的长度的1/5，拦水净化坝100的高度根据水深确定；拦水净化坝100的靠近岸边11的侧面连接坝体旋转轴400的一端，为了防止拦水净化坝100在向河道10的岸边11转动过程中与水流形成冲突，放行水流位置设置于框架结构的背水面120的一侧，也就是说拦水净化坝100从阻挡水流位置转动到放行水流位置的过程中，拦水净化坝100是顺时针转动。

框架结构由包塑合金钢丝制成，框架结构是网状的结构，该网状的框架结构的网孔尺寸能够防止净水填料101从框架结构中掉落；净水填料101由不同粒径的沸石构成，或者净水填料101由不同粒径沸石与其它净化性较强的材质的组合构成。

囊体填料301为空气或者水，空气或者水都能够在冲入止水囊300后，使膨胀起来的止水囊300支撑拦水净化坝100，止水囊300上可设置开口，并且开口上设有可开启或者关闭的盖体，以便于囊体填料301充入或者排出止水囊300。

本实施例的生态净化装置在平时没有洪水情况下，可设置为净化模式，水流从第一净化流水区212进入拦水净化坝100，再从第二净化流水区222排出的过程中，净水填料101使水流中的杂质滞留于拦水净化坝100中，实现对水流的净化；在需要将拦水净化坝100进行反冲洗，以使净水填料101中的杂质排出时，可将生态净化装置设置为更新模式，将处于净化模式时的第一挡水板210和第二挡水板220反向移动，形成交错设置第一更新流水区214和第二更新流水区224，水流从第一更新流水区214进入拦水净化坝的内部，滞留于拦水净化坝100中的杂质随着水流，从第二更新流水区224排出；当遇到有洪水的情况时，可将生态净化装置设置为洪水模式，在将止水囊300中的囊体填料301排出的同时，驱动机构500通过坝体旋转轴400驱动拦水净化坝100向处于河道10的岸边11的放行水流位置转动；以防止拦水净化坝100对洪水的阻挡作用，保证洪水的顺利通过；

为了调节通过拦水净化坝100前的水位和通过拦水净化坝100的流量，使结构相同的第一挡水板210和第二挡水板220均包括若干个可折叠的板体200，板体200的折叠可通过一折叠控制器进行控制，这样，只要将第一挡水板210和第二挡水板220的若干个板体200进行折叠，就能够使第一挡水板210和第二挡水板220所覆盖的区域改变，从而使水流的流量也就相应改变了；本实施例中，若干个板体200的折叠是沿着水平方向伸缩式的折叠，以使第一挡水板210和第二挡水板220的开度得到控制。

在拦水净化坝100的底面通过止水橡胶700与止水囊300连接，止水橡胶700使得拦水净化坝100的底面与止水囊300的连接处实现密封连接，防止水流从拦水净化坝100和止水囊300之间通过，本实施例中，在拦水净化坝100的与设置坝体旋转轴400相对的侧面上也设置了止水橡胶700，以提高防水性能。

在需要将拦水净化坝100进行反冲洗，以使净水填料101中的杂质排出时，可将生态净化装置设置为更新模式，通过控制第一挡水板210和第二挡水板220的若干个板体200的收缩式折叠，扩大第一更新流水区214和第二更新流水区224的面积，也就扩大了水流进入拦水净化坝100的流量；水流从第二更新流水区224进入拦水净化坝100的内部，滞留于拦水净化坝100中的杂质随着水流，从第一更新流水区214排出。

驱动机构500包括：旋转驱动组件和转向盘521；

旋转驱动组件，座落于河道10的底面，包括旋转动力器件511和与旋转动力器件511的输出端连接旋转驱动盘512，旋转驱动盘512的外周面上设有旋转齿部513；转向盘521与坝体旋转轴400连接，转向盘521上设有与旋转齿部513相应的转向齿部522，转向齿部522与旋转齿部513啮合；旋转驱动盘512和转向盘521均为圆柱形，旋转驱动盘512的中轴线和转向盘521的中轴线平行，且旋转驱动盘512的中轴线和转向盘521的中轴线均与水平面垂直，坝体旋转轴400的中轴线与水平面平行，坝体旋转轴400通过一竖直杆件与转向盘521的中央连接，旋转动力器件511可采用人力或者机械力驱动。

旋转动力器件511的输出端驱动旋转驱动盘512转动，旋转驱动盘512带动转向盘521转动，使转向盘521绕着旋转驱动盘512的中轴线转动，也就是使拦水净化坝100转动。

为了使拦水净化坝100在转动过程中得到稳定的支撑，支架600为弧形结构，弧形结构的圆心角小于阻挡水流位置与放行水流位置之间所形成的夹角，该结构使拦水净化坝100沿着河道10的横截面方向设置，由止水囊300支撑，此时支架600不妨碍止水囊300；而当拦水净化坝100向开始河道10的岸边11转动时，支架600就能够支撑拦水净化坝100，在本实施例中，支架600座落于河道10的底面，支架600包括由内向外设置的内架体和外架体。

为了进一步减少拦水净化坝100对洪水的阻挡，在河道10的岸边11挖设有供生态净化装置置入的侧部凹槽12，侧部凹槽12平行于水流方向，该结构的设置使洪水能够无障碍通过，加快洪水的过流时间，驱动机构500也可以设置于侧部凹槽12中。

本实施例的生态净化装置的使用方法，态净化装置可设置为净化模式、更新模式或者洪水模式；

当生态净化装置为净化模式时，拦水净化坝100处于阻挡水流位置，充入有囊体填料301的止水囊300膨胀着竖起来，支撑拦水净化坝100，膨胀起来的止水囊300与河道10的底面接触，止水囊300与拦水净化坝100一同形成拦水坝，阻挡水流的通过；第一挡水板210和第二挡水板220分别沿着相反的方向在框架结构上移动，第一挡水板210移动至框架结构的迎水面110的靠近坝体旋转轴400的横向端部，第二挡水板220移动至框架结构的背水面120的远离坝体旋转轴400的横向端部；框架结构的迎水面110被分为覆盖了第一挡水板210的第一净化挡水区211和未覆盖第一挡水板210的第一净化流水区212；框架结构的背水面120被分为覆盖了第二挡水板220的第二净化挡水区221和未覆盖第二挡水板220的第二净化流水区222，第一净化流水区212和第二净化流水区222为交错设置；水流从第一净化流水区212进入拦水净化坝100的内部，拦水净化坝100的净水填料101使水流中的杂质滞留于拦水净化坝100中，水流从第二净化流水区222排出，即向下游释放形成生态流量；图1中箭头B的方向是当生态净化装置为净化模式时，水流在拦水净化坝100中的流向；

当生态净化装置为更新模式时，使已移动至框架结构的迎水面110的靠近坝体旋转轴400的横向端部的第一挡水板210移动至迎水面110的远离坝体旋转轴400的横向端部，使已移动至框架结构的背水面120的远离坝体旋转轴400的横向端部的第二挡水板220移动至背水面120的靠近坝体旋转轴400的端部；框架结构的迎水面110被分为覆盖了第一挡水板210的第一更新挡水区213和未覆盖第一挡水板210的第一更新流水区214；框架结构的背水面120被分为覆盖了第二挡水板220的第二更新挡水区222和未覆盖第二挡水板220的第二更新流水区224，第一更新流水区214和第二更新流水区224为交错设置；水流从第一更新流水区214进入拦水净化坝100的内部，滞留于拦水净化坝100中的杂质随着水流，从第二更新流水区224排出；水流从第一更新流水区214流到第二更新流水区224之间的流向与水流从第一净化流水区212到第二净化流水区222的流向改变，以实现自我更新；

当生态净化装置为洪水模式时，将止水囊300中的囊体填料301排出，同时，驱动机构500通过坝体旋转轴400驱动拦水净化坝100向河道10的岸边11转动，直到拦水净化坝100转动至放行水流位置，在拦水净化坝100转动的过程中，支架600支撑拦水净化坝100。

本实施例中，河道10的横截面的宽度为12m，河道10的水深为1.5m；生态净化装置沿河道10的横截面设置，生态净化装置中的拦水净化坝100的长度为10m、宽度为3m、高度为0.8m，拦水净化坝100的迎水面110的水深为0.5m；沸石的粒径为5～20cm。

以多次平均实验数据为例：过水流量为300m³/h，即为300立方米每小时，外部水体的固体悬浮物、氨氮、总磷平均浓度分别为45mg/L、0.55mg/L、0.22mg/L，拦截过滤处理单元后水体的固体悬浮物、氨氮、总磷平均浓度分别为10mg/L、0.40mg/L、0.12mg/L，所以去除率分别为78％、27％、45％。

由于本实施例的生态净化装置可以设置为净化模式、更新模式或洪水模式，这样就解决了现有技术中原位净化布置与暴涨洪水行洪需求之间存在的矛盾，且本发明的装置结构简单，安全稳定，使用方便。

本发明可以模块化运行，且具有成型时间短、适应及应用范围广的特点，可用于山溪性等大坡降河道10的水景观构建与水体净化。

综上，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种生态净化装置，设置于河道(10)中，其特征在于，包括：

拦水净化坝(100)，所述拦水净化坝(100)的本体为中空的框架结构，所述框架结构的内部设有净水填料(101)，所述框架结构的迎水面(110)上设有可沿着所述框架结构的横向移动的第一挡水板(210)；所述框架结构的背水面(120)上设有可沿着所述框架结构的横向移动的第二挡水板(220)；

止水囊(300)，与所述拦水净化坝(100)的底面连接；

坝体旋转轴(400)，与所述拦水净化坝(100)连接；

驱动机构(500)，与所述坝体旋转轴(400)连接；

当所述拦水净化坝(100)沿着所述河道(10)的横截面方向设置时，所述拦水净化坝(100)处于阻挡水流位置；当所述拦水净化坝(100)沿着所述河道(10)的岸边(11)设置时，所述拦水净化坝(100)处于放行水流位置；

所述驱动机构(500)通过所述坝体旋转轴(400)驱动所述拦水净化坝(100)在所述阻挡水流位置和所述放行水流位置之间转动；

支架(600)，设置于所述拦水净化坝(100)下方，所述支架(600)支撑在转动过程中的所述拦水净化坝(100)。

2.根据权利要求1所述的生态净化装置，其特征在于：所述驱动机构(500)包括：

旋转驱动组件，包括旋转动力器件(511)和与所述旋转动力器件(511)的输出端连接旋转驱动盘(512)，所述旋转驱动盘(512)的外周面上设有旋转齿部(513)；

转向盘(521)，与所述坝体旋转轴(400)连接，所述转向盘(521)上设有与所述旋转齿部(513)相应的转向齿部(522)，所述转向齿部(522)与所述旋转齿部(513)啮合。

3.根据权利要求1所述的生态净化装置，其特征在于：所述支架(600)为弧形结构，所述弧形结构的圆心角小于所述阻挡水流位置与所述放行水流位置之间所形成的夹角。

4.根据权利要求1所述的生态净化装置，其特征在于：所述拦水净化坝(100)的底面通过止水橡胶(700)与所述止水囊(300)连接。

5.根据权利要求1所述的生态净化装置，其特征在于：所述净水填料(101)为沸石。

6.根据权利要求1所述的生态净化装置，其特征在于：所述河道(10)的岸边(11)挖设有供所述生态净化装置置入的侧部凹槽(12)。

7.根据权利要求1所述的生态净化装置，其特征在于：所述第一挡水板(210)和所述第二挡水板(220)的结构相同，所述第一挡水板(210)包括若干个可折叠的板体(200)。

8.根据权利要求1所述的生态净化装置的使用方法，其特征在于：生态净化装置可设置为净化模式、更新模式或者洪水模式；

当生态净化装置为净化模式时，所述拦水净化坝(100)处于阻挡水流位置，且充入有囊体填料(301)的止水囊(300)支撑所述拦水净化坝(100)；所述第一挡水板(210)和所述第二挡水板(220)分别沿着相反的方向在所述框架结构上移动，所述第一挡水板(210)移动至所述框架结构的迎水面(110)的其中一个横向端部，所述第二挡水板(220)移动至所述框架结构的背水面(120)的其中一个横向端部；所述框架结构的迎水面(110)被分为覆盖了所述第一挡水板(210)的第一净化挡水区(211)和未覆盖所述第一挡水板(210)的第一净化流水区(212)；所述框架结构的背水面(120)被分为覆盖了所述第二挡水板(220)的第二净化挡水区(221)和未覆盖所述第二挡水板(220)的第二净化流水区(222)，所述第一净化流水区(212)和所述第二净化流水区(222)为交错设置；水流从第一净化流水区(212)进入所述拦水净化坝(100)的内部，所述拦水净化坝(100)的净水填料(101)使水流中的杂质滞留于所述拦水净化坝(100)中，水流从第二净化流水区(222)排出；

当生态净化装置为更新模式时，使已移动至所述框架结构的迎水面(110)的其中一个横向端部的第一挡水板(210)移动至所述迎水面(110)的另一个横向端部，使已移动至所述框架结构的背水面(120)的其中一个横向端部的第二挡水板(220)移动至所述背水面(120)的另一个横向端部；所述框架结构的迎水面(110)被分为覆盖了所述第一挡水板(210)的第一更新挡水区(213)和未覆盖所述第一挡水板(210)的第一更新流水区(214)；所述框架结构的背水面(120)被分为覆盖了所述第二挡水板(220)的第二更新挡水区(223)和未覆盖所述第二挡水板(220)的第二更新流水区(224)，所述第一更新流水区(214)和所述第二更新流水区(224)为交错设置；水流从所述第一更新流水区(214)进入所述拦水净化坝(100)的内部，滞留于所述拦水净化坝(100)中的杂质随着水流，从所述第二更新流水区(224)排出；

当生态净化装置为洪水模式时，将所述止水囊(300)中的囊体填料(301)排出，同时，所述驱动机构(500)通过所述坝体旋转轴(400)驱动所述拦水净化坝(100)向所述河道(10)的岸边(11)转动，在所述拦水净化坝(100)转动的过程中，所述支架(600)支撑所述拦水净化坝(100)。

9.根据权利要求8所述的生态净化装置的使用方法，其特征在于：所述囊体填料(301)为空气或者水。