CN106115970B - 一种自循环式城市中央景观公园水质处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自循环式城市中央景观公园水质处理系统及方法，包括进水管、控制基站、处理模组及出水管，处理模组包括沉降池及换水器，沉降池的上端安装有投料器，投料器连接至控制站；沉降池与换水器之间连接输水管，输水管上安装有电磁阀，电磁阀连接至控制基站；换水器内安装有气压缸、液位计及搅拌器，气压缸与液位计均连接至控制基站。其水质处理的步骤为：(1)引水；(2)引水过滤；(3)引水入流；(4)引水换水；本发明采用沉降与换水方式实现水质处理；首先添加硫酸铁，使其产生絮凝作用，包覆有机物及氮、磷等物质并沉降；然后通过减压汽化再液化方式，向河流中注入新水，稀释水中的杂质，以此来降低杂质的浓度。

Description

一种自循环式城市中央景观公园水质处理系统及方法

技术领域

本发明是涉及一种水质处理系统和处理方法，尤其是涉及一种自循环式城市中央景观公园水质处理系统及方法。

背景技术

城市中央景观公园是城市绿化的重要组成部分，是城市居民日常生活、休闲的重要去处。城市公园是指除自然公园外的公园，包括综合性公园与公园的类别(如主题公园，城市广场，植物园，动物园等)。在中国，城市公园具有：生态功能，景观功能，防灾功能，满足城市居民的需要。在国外，除了旅游，休闲，商业活动和文化宣传功能，还具有美化的功能和人性化的功能。

就目前而言的城市中央景观公园，众多景观水体水质都发生着不同程度的水质恶化，包括有机物及氮、磷等物质的严重超标致使水质亏氧，富营养化严重，失去其原来所应该具备的景观功能和对周边环境的调节作用；同时，游客的一些不文明现象，致使水体进一步恶化。针对上述问题，急需采用合理有效的方法治理污染，处理水质。

发明内容

本发明为一种自循环式城市中央景观公园水质处理系统及方法，针对现有城市中央景观公园的水质问题，设计了水质处理系统，采用沉降与换水方式实现水质处理；首先添加硫酸铁，使其产生絮凝作用，包覆有机物及氮、磷等物质并沉降；然后通过减压汽化再液化方式，向河流中注入新水，稀释水中的杂质，以此来降低杂质的浓度。

为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：

一种自循环式城市中央景观公园水质处理系统，包括进水管、控制基站、处理模组及出水管，进水管的后端连接有第一抽水泵，第一抽水泵连接至控制基站，出水管上连接有第二抽水泵，其特征在于：处理模组包括沉降池及换水器，沉降池的一端连接进水管，沉降池的另一端连接出水管，沉降池与换水器相互连接，换水器连接至出水管；沉降池的上端安装有投料器，投料器连接至控制基站；沉降池与换水器之间连接输水管，输水管上安装有电磁阀，电磁阀连接至控制基站；换水器内安装有气压缸、液位计及搅拌器，气压缸与液位计均连接至控制基站，电磁阀、气压缸、搅拌器及液位计相互配合；换水器内形成有密封腔，气压缸上连接有气压活塞，气压活塞活动于密封腔内。

进一步，进水管的前端连接有蓄水池，蓄水池上安装有第一水闸，第一水闸连接至控制基站，第一水闸的下端安装有挡泥板。第一水闸控制进水，方便调控；挡泥板阻挡泥土，防止泥土跑入处理系统。

进一步，进水管上连接有蜗形水管及中间过滤管，蜗形水管连接中间过滤管，中间过滤管连接第一抽水泵。蜗形水管促使水旋转，导致水分子剧烈运动，水中的杂质跑出；而后，借助中间过滤管过滤掉这些杂质，实现初步过滤，结构简单，除杂效果显著。

进一步，中间过滤管包括前端污物层及中间过滤层，前端污物层与中间过滤层相互配合，前端污物层上设有泄污口；中间过滤层内设有过滤筛网。过滤筛网过滤得到杂质，杂质堆积在前端污物层，这些杂质又可通过泄污口排出，设计巧妙，结构简单，可以长时间使用。

进一步，沉降池内设有底板组件，底板组件的上方形成有处理室，底板组件的下端形成有污物室；底板组件包括底板及转台，底板连接于转台的上端，底板上设有第一贯通孔，转台上设有第二贯通孔，第一贯通孔与第二贯通孔相互匹配，转台连接至控制基站。转台可旋转，转至第一贯通孔与第二贯通孔上下对应时，处理室内析出的杂质可通过底板组件进入污物室；转至第一贯通孔与第二贯通孔上下错开时，污物室与处理室之间停止物质流动，防止杂质再次进入水中，实现彻底除杂。

进一步，气压缸内连接有导气管，导气管的下口位于气压活塞的下端，导气管贯穿气压缸，导气管的上口连接出水管，导气管上连接有单向阀。

采用上述一种自循环式城市中央景观公园水质处理系统实现水质处理的方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)通过控制基站打开水质处理系统的第一水闸，关闭公园河流上第二水闸，水从河流进入蓄水池；

(2)引水过滤：a、打开第一抽水泵，水由蓄水池进入进水管；b、流动过滤；c、水进入沉降池，控制基站转动转台，第一贯通孔与第二贯通孔相互对齐；同时，打开投料器，向沉降池内匀速投放硫酸铁；然后静置2h，而后转动转台，将第一贯通孔与第二贯通孔错开，沉淀后的污物留在污物室；

(3)引水入流：打开第二抽水泵，沉降池中的一部分水通过出水管进入河流；然后重复步骤(2)对下一批水进行引水过滤。

(4)引水换水：打开电磁阀，沉降池中的一部分水通过输水管进入换水器中的密封腔，当水位达到额定水位时，电磁阀关闭；然后打开气压缸与搅拌器，气压活塞向上运动，水由汽化及再液化后，通过导气管进入出水管，再由出水管向河流注入新水；重复上述过程，对下一批水进行处理。

优选后，步骤(2)中流动过滤的具体步骤为：首先水通过蜗形水管，再进入中间过滤管，中间过滤层内过滤掉水中的固体颗粒并堆积在前端污物层。

优选后，步骤(2)中，起始投料速率为550-630g/min，并以20g/min的速率递减，投料10-15min。

由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：

本发明为一种自循环式城市中央景观公园水质处理系统及方法，针对现有城市中央景观公园的水质问题，设计了水质处理系统，采用沉降与换水方式实现水质处理；首先添加硫酸铁，使其产生絮凝作用，包覆有机物及氮、磷等物质并沉降；然后通过减压汽化再液化方式，向河流中注入新水，稀释水中的杂质，以此来降低杂质的浓度。其具体有益效果表现为以下几点：

1、水闸由控制基站控制，方便人为调控，实现水质处理按需进行。

2、流动过滤过程中，蜗形水管带动水向上与向下翻腾，促使水分子剧烈运动，在剧烈运动过程中水中的杂质跑出；而后，借助中间过滤管过滤掉这些杂质，实现初步过滤，结构简单，除杂效果显著。

3、沉降池的沉降过程中，首先由投入的硫酸铁促使水产生絮凝作用，包覆水中的有机物及氮、磷等物质并沉降，经沉降静置后，这些杂质进入污物室。而后错开第一贯通孔与第二贯通孔，这些杂质不会重新跑到处理室中，除去杂质十分彻底，效果显著。同时，该沉降池能够连续沉降，处理水质的效率非常高，省时省力。

4、引水换水过程中，首先由输水管向密封腔注水，在水位达到目标水位后，液位计识别该信号，并通过控制基站关闭电磁阀，开启搅拌器与气压缸；气压缸带动气压活塞向上运动，密封腔的体积扩大，气压逐渐减小，水的沸点逐渐降低；同时，搅拌器带动水剧烈运动，水分子相互碰撞，从而促使水汽化形成水蒸汽，水蒸汽通过导气管向上运动；当穿过单向阀后，气压回复正常，水蒸汽又逐渐转化为水，从而实现换水过程。上述过程无需加热，节能减排，且换水能够稀释水中的杂质，降低了杂质的浓度。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明中水质处理系统与在河流中的安装示意图；

图2为本发明中水质处理系统的结构示意图；

图3为本发明中第一水闸的结构示意图；

图4为第一水闸处于关闭状态时的示意图；

图5为本发明中换水器的结构示意图；

图6为换水器处于减压状态时的示意图；

图7为本发明中底板组件的结构示意图；

图8为本发明中中间过滤器的结构示意图。

具体实施方式

如图2至图8所示，一种自循环式城市中央景观公园水质处理系统，包括第一水闸2、蓄水池4、进水管14、控制基站(图中未标出)、处理模组及出水管16；第一水闸2的下端安装有挡泥板27，第一水闸2控制进水，方便调控；挡泥板27阻挡泥土，防止泥土跑入处理系统3。第一水闸2建造在河流上，由控制基站控制启闭，且第一水闸2连接至蓄水池4，河流的水通过第一水闸2能够进入蓄水池4。

蓄水池4上连接有进水管14，进水管14按照水流方向依次安装有蜗形水管5及中间过滤管6，蜗形水管5中流入水并将水向上抬升与抛落，导致水分子剧烈运动，水中的杂质跑出；而后水流入中间过滤管6，中间过滤管6包括前端污物层7及中间过滤层8，前端污物层7与中间过滤层8相互配合，前端污物层7上设有泄污口10；中间过滤层8内设有过滤筛网9。

进水管14的后端连接有第一抽水泵11，第一抽水泵11由控制基站控制，第一抽水泵11的另一端的连接处理模组，在处理模组中开始对水进行深入处理；处理模组包括沉降池12与换水器17，沉降池12连接第一抽水泵11，开启第一抽水泵11，水被逐渐输送至沉降池12中。沉降池12的上端安装有投料器13，投料器13内填充有硫酸铁，投料器13设置有两个，并连接至控制基站，控制基站可调节投料器13的投料速率；同时，沉降池12内设有底板组件，底板组件的上方形成有处理室(图中未标出)，底板组件的下端形成有污物室(图中未标出)；水进入处理室后，投料器13投料，进行沉降作用，沉降后的物质穿过底板组件进入污物室。底板组件包括底板24及转台25，底板24连接于转台25的上端，底板24上设有第一贯通孔26，转台25上设有第二贯通孔(图中未标出)，第一贯通孔26与第二贯通孔相互匹配，转台25连接至控制基站。转台25可旋转，转至第一贯通孔26与第二贯通孔上下对应时，处理室内析出的杂质可通过底板组件进入污物室；转至第一贯通孔26与第二贯通孔上下错开时，污物室与处理室之间停止物质流动，防止杂质再次进入水中，实现彻底除杂。

沉降池12上设有两个出水口，第一个出水口连接出水管16，出水管16上连接有第二抽水泵18，第二抽水泵18连接至控制基站，启动第二抽水泵18后，沉降池12中的一部分水被重新通入河流中。第二出水口连接有输水管15，输水管15上安装有电磁阀28，输水管15的另一端连接换水器17，沉降池12的另一部分水通过输水管15导入换水器17内；电磁阀28连接至控制基站，换水器17内安装有气压缸22、液位计29及搅拌器21，气压缸22与液位计29均连接至控制基站，电磁阀28、气压缸22、搅拌器21及液位计29相互配合；进水过程中，换水器17内的水位逐渐上升，当到达额定水位时，液位计29识别该水位，并向控制基站发送信号；随后，控制基站关闭电磁阀28，打开气压缸22和搅拌器21。换水器17内形成有密封腔20，气压缸22上连接有气压活塞23，气压活塞23活动于密封腔20内，气压缸22工作时，气压活塞23逐渐向上运动，密封腔20内的体积逐渐增大，气压随之下降。气压缸22内连接有导气管19，导气管19的下口位于气压活塞23的下端，导气管19贯穿气压缸22，导气管19的上口连接出水管16；同时，导气管19上连接有单向阀，减压时，单向阀30内侧的导气管19气压较低，单向阀30外侧的导气管19为大气气压。

采用上述一种自循环式城市中央景观公园水质处理系统实现水质处理的方法，包括如下步骤：

(1)首先在河流上施工建造第一水闸2与第二水闸1(如图1所示)，通过第二水闸1控制河流流动；然后将上述水质处理系统3安装至第一水闸2后侧。

(2)通过控制基站打开水质处理系统3的第一水闸2，关闭公园河流上第二水闸1，水从河流逐渐进入蓄水池4；

(3)引水过滤：

a、打开第一抽水泵11，关闭第二抽水泵18，水由蓄水池4进入进水管14；

b、流动过滤：首先经过蜗形水管5，蜗形水管5带动水向上与向下翻腾，促使水分子剧烈运动，在剧烈运动过程中水中的杂质跑出；而后，进入中间过滤管6，中间过滤层8的筛网过滤掉这部分跑出的杂质，杂质堆积在前端污物层7，这些杂质又可通过泄污口10排出，实现初步过滤，结构简单，除杂效果显著。

c、经初步过滤后，水进入沉降池12，在达到额定水位后，关闭第一抽水泵11；同时，打开投料器13开始向水投放硫酸铁，控制起始投料速率为550-630g/min，并以20g/min的速率递减，投料10-15min。投入的硫酸铁促使水产生絮凝作用，包覆水中的有机物及氮、磷等物质并沉降；此时转台25未转动，第一贯通孔26与第二贯通孔相互对齐，沉降的杂质通过第一贯通孔26与第二贯通孔后进入污物室；在该状态下静置2h，直至杂质完全进入污物室。而后，转动转台25，错开第一贯通孔26与第二贯通孔，这些杂质不会重新跑到处理室中，除去杂质十分彻底，效果显著。同时，该沉降池12能够连续沉降，处理水质的效率非常高，省时省力。

(4)引水入流：首先打开第二抽水泵18，沉降池12中的3/4左右的水体通过出水管16进入河流；然后打开第一抽水泵11，关闭第二抽水泵18，将下一批水注入沉降池12，按照步骤(3)循环往复的持续的做沉降处理。

(5)引水换水：打开电磁阀28，沉降池12中的1/4左右的水通过输水管15进入换水器17中的密封腔20，密封腔20的水位逐渐升高，当达到额定水位时，液位计29向控制基站发出信号，控制基站识别该信号后发出指令，关闭电磁阀28，开启搅拌器21与气压缸22；气压缸22带动气压活塞23向上运动，密封腔20的体积扩大，气压逐渐减小，水的沸点逐渐降低；同时，搅拌器21带动水剧烈运动，水分子相互碰撞，从而促使水汽化形成水蒸汽，水蒸汽通过导气管19向上运动；当穿过单向阀30后，气压回复正常，水蒸汽又逐渐转化为水，从而实现换水过程。上述过程无需加热，节能减排，且换水能够稀释水中的杂质，降低了杂质的浓度。重复上述过程，对下一批水进行处理。

经过水处理后，对城市中央景观公园的水质进行检测，检测结果如表1：

表1处理前后水质质量结果对比

由表1可知，经过本发明的水质处理后，显著提升城市中央景观公园的水环境。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种自循环式城市中央景观公园水质处理系统，包括进水管、控制基站、处理模组及出水管，所述进水管的后端连接有第一抽水泵，所述第一抽水泵连接至所述控制基站，出水管上连接有第二抽水泵，其特征在于：所述处理模组包括沉降池及换水器，所述沉降池的一端连接所述进水管，所述沉降池的另一端连接所述出水管，所述沉降池与所述换水器相互连接，所述换水器连接至所述出水管；所述沉降池的上端安装有投料器，所述投料器连接至所述控制基站；所述沉降池与所述换水器之间连接输水管，所述输水管上安装有电磁阀，所述电磁阀连接至所述控制基站；所述换水器内安装有气压缸、液位计及搅拌器，所述气压缸与所述液位计均连接至控制基站，所述电磁阀、所述气压缸、所述搅拌器及所述液位计相互配合；所述换水器内形成有密封腔，所述气压缸上连接有气压活塞，所述气压活塞活动于所述密封腔内；

所述气压缸内连接有导气管，所述导气管的下口位于所述气压活塞的下端，所述导气管贯穿所述气压缸，所述导气管的上口连接所述出水管，所述导气管上连接有单向阀；

所述沉降池内设有底板组件，所述底板组件的上方形成有处理室，所述底板组件的下端形成有污物室；所述底板组件包括底板及转台，所述底板连接于所述转台的上端，所述底板上设有第一贯通孔，所述转台上设有第二贯通孔，所述第一贯通孔与所述第二贯通孔相互匹配，所述转台连接至所述控制基站。

2.根据权利要求1所述一种自循环式城市中央景观公园水质处理系统，其特征在于：所述进水管的前端连接有蓄水池，所述蓄水池上安装有第一水闸，所述第一水闸连接至所述控制基站，所述第一水闸的下端安装有挡泥板。

3.根据权利要求2所述一种自循环式城市中央景观公园水质处理系统，其特征在于：所述进水管上连接有蜗形水管及中间过滤管，所述蜗形水管连接所述中间过滤管，所述中间过滤管连接所述第一抽水泵。

4.根据权利要求3所述一种自循环式城市中央景观公园水质处理系统，其特征在于：所述中间过滤管包括前端污物层及中间过滤层，所述前端污物层与所述中间过滤层相互配合，所述前端污物层上设有泄污口；所述中间过滤层内设有过滤筛网。

5.采用如权利要求4所述的一种自循环式城市中央景观公园水质处理系统实现水质处理的方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)通过所述控制基站打开水质处理系统的所述第一水闸，关闭公园河流上第二水闸，水从河流进入所述蓄水池；

(2)引水过滤：a、打开所述第一抽水泵，水由所述蓄水池进入所述进水管；b、流动过滤；c、水进入所述沉降池，所述控制基站转动所述转台，所述第一贯通孔与所述第二贯通孔相互对齐；同时，打开所述投料器，向所述沉降池内匀速投放硫酸铁，起始投料速率为550-630g/min，并以20g/min的速率递减，投料10-15min；然后静置2h，而后转动所述转台，将所述第一贯通孔与所述第二贯通孔错开，沉淀后的污物留在所述污物室；

(3)引水入流：打开所述第二抽水泵，所述沉降池中的一部分水通过出水管进入河流；然后重复步骤(2)对下一批水进行引水过滤；

(4)引水换水：打开所述电磁阀，所述沉降池中的一部分水通过所述输水管进入所述换水器中的所述密封腔，当水位达到额定水位时，所述电磁阀关闭；然后打开所述气压缸与所述搅拌器，所述气压活塞向上运动，水由汽化及再液化后，通过所述导气管进入所述出水管，再由所述出水管向河流注入新水；重复上述过程，对下一批水进行处理。

6.根据权利要求5所述一种自循环式城市中央景观公园水质处理系统实现水质处理的方法，其特征在于：所述步骤(2)中流动过滤的具体步骤为：首先水通过所述蜗形水管，再进入所述中间过滤管，中间过滤层内过滤掉水中的固体颗粒并堆积在前端污物层。

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