CN106745766A - 一种依靠太阳能曝气增氧的水生植物浮床系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种依靠太阳能曝气增氧的水生植物浮床系统，包括浮床和挺水植物，所述浮床的中央位置设有支撑连接装置，所述支撑连接装置上从上至下依次设有太阳能电池板、电控箱和微动力曝气泵，所述浮床顶部设有土工布防护层，所述浮床内设有多组种植孔，所述挺水植物穿过土工布防护层种植在种植孔内，所述浮床底部垂直设置有填料。该发明使用太阳能作为能源供给进行曝气，大大的提高了水体能动性，增加了溶解氧浓度，改善了水生动物的生长环境，同时利用了生态浮床与太阳能曝气的结合，采用生物法处理水体水质，使用植物对污染处理进行吸收处理，既改善了水体环境，也达成了观赏景致的效果。
Description
技术领域
本发明涉及浮床技术领域，具体为一种依靠太阳能曝气增氧的水生植物浮床系统。
背景技术
近年来，生态浮床技术在国内外得到越来越多的认可和应用，这种技术相对来说成本较低，而且不用机械、能源，不引入化学物质，没有二次污染，已逐渐发展成为目前水环境修复主要趋势之一。
人工生态浮床是一种利用生态学原理针对富营养化水体，降解水中的COD、氮、磷含量的人工组合型构筑物。目前应用的人工浮岛和浮床有单一种植水生植物型，也有填料与植物组合型。浮床上种植的水生植物不仅能通过根系直接从水体及沉积物中吸收、吸附和富集N、P等污染物，而且还能输送氧气到根区。但是目前而言，大部分的河道水体已经恶化成黑臭水体，仅靠植物根系释放的氧气，难以满足植物生长和微生物活动的需求，氧气不足，种植于水体的植物难以成活，而且形成的微生物多为厌氧型，降低了处理效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种依靠太阳能曝气增氧的水生植物浮床系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种依靠太阳能曝气增氧的水生植物浮床系统，包括浮床和挺水植物，所述浮床的中央位置设有支撑连接装置，所述支撑连接装置上从上至下依次设有太阳能电池板、电控箱和微动力曝气泵，所述浮床顶部设有土工布防护层，所述浮床内设有多组种植孔，所述挺水植物穿过土工布防护层种植在种植孔内，所述浮床底部垂直设置有填料，且填料连接成串，均匀悬挂于浮床底部，所述微动力曝气泵的出气口处连接有输气管，所述输气管穿过浮床并与水平设置在填料下面的微孔曝气管相连通。
优选的，所述浮床可为长方形、正方形或其他形状，且浮床由无机粘土泡沫制成，浮床的高度为40-60cm。
优选的，所述太阳能电池板的个数为3个，且3个太阳能电池板围绕成一周，并与水平方位间的夹角为30°。
优选的，所述电控箱内包括逆变器和蓄电池，且太阳能电池板通过逆变器将电能储存于蓄电池内。
优选的，所述微动力曝气泵通过导线与蓄电池电连接，且蓄电池的工作电压为12V。
优选的，所述种植孔的直径为8-10cm，且相邻两组种植孔之间的间隔为15-30cm。
优选的，所述挺水植物为具有良好水体净化效果及景观效果的挺水植物，如黄花鸢尾、美人蕉、芦苇、水葱和香蒲等，且挺水植物的栽种密度为3-6株/㎡。
优选的，所述填料为纳米级碳素纤维填料或组合填料，呈上下形式的设置，且填料成串长度在充分考虑其所受浮力的情况下，设定为河道水深的1/3-1/2，但一般不超过1.2m，填料串上相邻填料间距离设定为5-8cm，填料串密度为40-60串/㎡。
优选的，所述输气管上设有气体阀门和气体流量计。
优选的，所述浮床底部设有多组对称的配重块，且配重块的个数为4-6个。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：在使用时，通过太阳能电池板给微动力曝气泵供电，从而带动微孔曝气管均匀不断地向水体补充氧气，增加了水中溶解氧浓度，给微生物提供了一个好氧的环境，对微生物降解起到明显的辅助作用，能有效地降低污染负荷，高效地去除水中COD、氨氮和总磷等污染物，逐步改善河道水体富营养环境；此外，浮床上端种植挺水植物，挺水植物的根系吸收水体中的有机物质，在植物生长的同时不断的向水中输送氧气，从而改善和净化水质，挺水植物也使该系统具有景观功能；浮床底部垂直设置有填料，利用填料的高比表面积等优点，聚集大量微生物、浮游动物，极大地提高了生物量，同时在曝气充氧的条件下，增加了水中溶解氧浓度，对生物降解起到明显的辅助作用，有效降低污染负荷，高效地去除水中COD、氮、磷等有机物及其它污染物，净化了水体水质。
本发明中，浮床由无机粘土泡沫制成，具有稳定的理化性质、较高的机械强度和较强的微生物亲和性，故可长期使用，并利于微生物生长、繁殖，提高微生物挂膜效率。
本发明中，设置的三个太阳能电池板围绕成一周，确保太阳在任意一位置时都有阳光照射在太阳能电池板上，从而保证微动力曝气泵通过微孔曝气管源源不断的向水体输入氧气，改善水体富营养环境。
该发明使用太阳能作为能源供给进行曝气，大大的提高了水体能动性，增加了溶解氧浓度，改善了水生动物的生长环境，同时利用了生态浮床与太阳能曝气的结合，采用生物法处理水体水质，使用植物对污染处理进行吸收处理，既改善了水体环境，也达成了观赏景致的效果。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明浮体的构成示意图；
图3为本发明太阳能转换成电能的流程示意图；
图4为本发明逆变器的一种电路示意图。
图中：1浮床、2支撑连接装置、太阳能电池板、4电控箱、41逆变器、42蓄电池、5微动力曝气泵、6土工布防护层、7种植孔、8挺水植物、9填料、10输气管、101气体阀门、102气体流量计、11微孔曝气管、12配重块、13无机粘土泡沫。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：
一种依靠太阳能曝气增氧的水生植物浮床系统，包括浮床1和挺水植物8，且浮床1可为长方形、正方形或其他形状，浮床1的高度为40-60cm，浮床1由无机粘土泡沫13制成，具有稳定的理化性质、较高的机械强度和较强的微生物亲和性，故可长期使用，并利于微生物生长、繁殖，提高微生物挂膜效率，浮床1的中央位置设有支撑连接装置2，支撑连接装置2上从上至下依次设有太阳能电池板3、电控箱4和微动力曝气泵5，且微动力曝气泵5通过导线与蓄电池42电连接。
太阳能电池板3的个数为3个，且与水平方位间的夹角为30°，3个太阳能电池板3围绕成一周，确保太阳在任意一位置时都有阳光照射在太阳能电池板上3，从而保证微动力曝气泵5通过微孔曝气管11源源不断的向水体输入氧气，改善水体富营养环境，电控箱4内包括逆变器41和蓄电池42，且太阳能电池板3通过逆变器将电能储存于蓄电池42内，蓄电池42的工作电压为12V，具体为：逆变器41主要由变压线圈将太阳能电池板3提供的直流电变成12V交流电，再经过整流桥、一个470uF电解电容串一个lm7812的三端稳压器得到12V稳压电源，储存于蓄电池42内。
浮床1顶部设有土工布防护层6，当水流对浮床1冲刷时，有效的将集中应力扩散、传递或分解，防止浮床1内的滤料及土壤受外力作用而破坏，起到了很好的防护作用，浮床1内设有多组种植孔7，且种植孔7的直径为8-10cm，且相邻两组种植孔7之间的间隔为15-30cm，挺水植物8穿过土工布防护层6种植在种植孔7内，挺水植物8为具有良好水体净化效果及景观效果的挺水植物，如黄花鸢尾、美人蕉、芦苇、水葱和香蒲等，且挺水植物8的栽种密度为3-6株/㎡，挺水植物8的根系吸收水体中的有机物质，在挺水植物生长的同时不断的向水中输送氧气，从而改善和净化水质，挺水植物8也使系统具有景观功能。
浮床1底部垂直设置有填料9，且填料9连接成串，均匀悬挂于浮床1底部，填料9为纳米级碳素纤维填料或组合填料，呈上下形式的设置，填料9成串长度在充分考虑其所受浮力的情况下，设定为河道水深的1/3-1/2，但一般不超过1.2m，填料串上相邻填料9间距离设定为5-8cm，填料串密度为40-60串/㎡，利用填料9的高比表面积等优点，聚集大量微生物、浮游动物，极大地提高了生物量，同时在曝气充氧的条件下，增加了水中溶解氧浓度，对生物降解起到明显的辅助作用，有效降低污染负荷，高效地去除水中COD、氮、磷等有机物及其它污染物，净化了水体水质。
微动力曝气泵5的出气口处连接有输气管10，且输气管10上设有气体阀门101和气体流量计102，可以精准的控制好氧生物活动所需氧气，提高了水体可生化性，输气管10穿过浮床1并与水平设置在填料9下面的微孔曝气管11相连通，浮床1底部设有多组对称的配重块12，且配重块12的个数为4-6个，确保该系统在水体中的稳定性。
本发明具体工作流程为：在使用时，通过太阳能电池板3给微动力曝气泵5供电，从而带动微孔曝气管11均匀不断地向水体补充氧气，增加了水中溶解氧浓度，给微生物提供了一个好氧的环境，对微生物降解起到明显的辅助作用，能有效地降低污染负荷，高效地去除水中COD、氨氮和总磷等污染物，逐步改善河道水体富营养环境；此外，浮床1上端种植挺水植物8，挺水植物8的根系吸收水体中的有机物质，在挺水植物8生长的同时不断的向水中输送氧气，从而改善和净化水质，挺水植物8也使该系统具有景观功能；浮床1底部垂直设置有填料9，利用填料9的高比表面积等优点，聚集大量微生物、浮游动物，极大地提高了生物量，同时在曝气充氧的条件下，增加了水中溶解氧浓度，对生物降解起到明显的辅助作用，有效降低污染负荷，高效地去除水中COD、氮、磷等有机物及其它污染物，净化了水体水质。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种依靠太阳能曝气增氧的水生植物浮床系统，包括浮床(1)和挺水植物(8)，其特征在于：所述浮床(1)的中央位置设有支撑连接装置(2)，所述支撑连接装置(2)上从上至下依次设有太阳能电池板(3)、电控箱(4)和微动力曝气泵(5)，所述浮床(1)顶部设有土工布防护层(6)，所述浮床(1)内设有多组种植孔(7)，所述挺水植物(8)穿过土工布防护层(6)种植在种植孔(7)内，所述浮床(1)底部垂直设置有填料(9)，且填料(9)连接成串，均匀悬挂于浮床(1)底部，所述微动力曝气泵(5)的出气口处连接有输气管(10)，所述输气管(10)穿过浮床(1)并与水平设置在填料(9)下面的微孔曝气管(11)相连通。
2.根据权利要求1所述的一种依靠太阳能曝气增氧的水生植物浮床系统，其特征在于：所述浮床(1)可为长方形、正方形或其他形状，且浮床(1)由无机粘土泡沫(13)制成，浮床(1)的高度为40-60cm。
3.根据权利要求1所述的一种依靠太阳能曝气增氧的水生植物浮床系统，其特征在于：所述太阳能电池板(3)的个数为3个，且3个太阳能电池板(3)围绕成一周，并与水平方位间的夹角为30°。
4.根据权利要求1所述的一种依靠太阳能曝气增氧的水生植物浮床系统，其特征在于：所述电控箱(4)内包括逆变器(41)和蓄电池(42)，且太阳能电池板(3)通过逆变器(41)将电能储存于蓄电池(42)内。
5.根据权利要求1所述的一种依靠太阳能曝气增氧的水生植物浮床系统，其特征在于：所述微动力曝气泵(5)通过导线与蓄电池(42)电连接，且蓄电池(42)的工作电压为12V。
6.根据权利要求1所述的一种依靠太阳能曝气增氧的水生植物浮床系统，其特征在于：所述种植孔(7)的直径为8-10cm，且相邻两组种植孔(7)之间的间隔为15-30cm。
7.根据权利要求4所述的一种依靠太阳能曝气增氧的水生植物浮床系统，其特征在于：所述挺水植物(8)为具有良好水体净化效果及景观效果的挺水植物，如黄花鸢尾、美人蕉、芦苇、水葱和香蒲等，且挺水植物(8)的栽种密度为3-6株/㎡。
8.根据权利要求1所述的一种依靠太阳能曝气增氧的水生植物浮床系统，其特征在于：所述填料(9)为纳米级碳素纤维填料或组合填料，呈上下形式的设置，且填料(9)成串长度在充分考虑其所受浮力的情况下，设定为河道水深的1/3-1/2，但一般不超过1.2m，填料串上相邻填料(9)间距离设定为5-8cm，填料串密度为40-60串/㎡。
9.根据权利要求1所述的一种依靠太阳能曝气增氧的水生植物浮床系统，其特征在于：所述输气管(10)上设有气体阀门(101)和气体流量计(102)。
10.根据权利要求1所述的一种依靠太阳能曝气增氧的水生植物浮床系统，其特征在于：所述浮床(1)底部设有多组对称的配重块(12)，且配重块(12)的个数为4-6个。
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