CN107585804A - 一种模块化复合多功能河涌治理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种模块化复合多功能河涌治理设备，包括治理架，治理架设置浮力系统、太阳能系统、鼓风机、净化系统和曝气管。设备采用模块化设计，可根据污水的处理量来配模块的数量。还可以根据河涌污水的水质状况来设定曝气量和间隔时间，以达到最佳的处理效果和最节能的运行模式。清洁能源，高效利用，氧转移效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种，尤其涉及一种模块化复合多功能河涌治理设备。
背景技术
随着国家经济快速的发展和人民生活水平的提高，生态环境受到极大的破坏，大量污染物直接排入河涌，使得水污染越来越严重。河涌水变得又黑又臭，严重影响人们的身体健康和周边环境及美观。随着问题的严重性，国家越来越重视环境的保护与经济的发展相结合，大力整治河涌污染问题，采取有效技术措施治理河涌污染势在必行。结合近年来国内外河涌治理的研究成果，巧妙应用各种河涌治理技术与原理及生态恢复技术和原理，推陈出新各种新技术。
国内外现有的一些技术：
1)超磁分离水体净化技术，此技术利用混凝剂和絮凝剂与水质杂质结合成絮体，并在絮体中添加铁磁性材料，利用磁铁的吸磁性把絮体从水中分离出来。超磁分离技术分离出的污泥含水率小于93％。工艺水力停留时间小于5分钟，使得占地面积减少。但设备体积较大，并且需要占用土地面积。
2)传统生物法：此技术利用微生物去除水中污染物。需要修建水池、设备房等建筑物，需要布大量管道。
现有技术的缺点/不足：
一、占地面积大：目前的技术多为异位修复，需要在河涌边上占用土地，使得在一些大城市中的寸土寸金的土地难以采用，不能发挥土地的经济价值，使得污水处理技术难以推广应用。
二、构筑物多，土建工程量大，施工周期长：⑴现有的污水处理技术一般需要修建大型的水池或者设备房，土建工程量较大，施工周期也相对长；⑵目前的污水处理技术处理完污水后一般会附带污泥的产生，产生的污泥又没有很好的处理方式或者出路。
三、机电设备多，功耗大，噪声大：现有的污水处理技术一般需要搅拌、鼓风、污泥脱水，大型水泵，功耗大，噪声大；
四、传统污水处理方法需要在河涌布大量曝气管道很大量的填料，成本高，工程量大，施工周期长。(1)、传统方法需要在河涌或水池中敷设大量的管道和安装大量的曝气盘，工人必须在现场敷设大量的曝气管道和安装曝气盘，作业条件差，施工周期长。(2)、传统方法需要在河涌或水池中捆绑大量的填料，必须在现场进行作业，施工周期长，工程量大，人工费高
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种模块化复合多功能河涌治理设备，其能解决占地大、功耗大、施工麻烦等问题。
本发明的目的采用以下技术方案实现：
一种模块化复合多功能河涌治理设备，其特征在于，包括治理架，所述的治理架为前后两面开口、四面围闭的空心柱体；所述的治理架设置浮力系统、太阳能系统、鼓风机、净化系统和曝气管；所述的浮力系统用于对治理架提供浮力并扣接于治理架上端面；所述的太阳能系统用于提供电能并固定于治理架上端面；所述的鼓风机用于搅拌菌液和对曝气管供气，固定于治理架上端面；所述的净化系统设置于治理架内部，依靠上下内壁面固定，用于利用微生物进行水体净化；所述的曝气管设置在治理架内部并位于净化系统下方，进气口与鼓风机连接，用于对治理架内的微生物曝气供氧；所述的治理架上端面还设置用于激活菌种的激活箱，所述的激活箱上端与鼓风机连接、下端与净化系统连接。
优选的，所述的太阳能系统包括太阳能板和导流板；所述的太阳能板一边与导流板的一边连接形成V字型结构；太阳能板与导流板的连接边相对水平面倾斜设置，较低的一端通过管道与激活箱连接；所述的太阳能板与导流板连接边相对水平面夹角小于等于45°；所述的太阳能板与导流板之间夹角大于等于90°。
优选的，所述的浮力系统包括浮筒组、箍筋带和活动连接件；所述的箍筋带设置在浮筒组上方，由一条横向拉紧片和两条平行的纵向拉紧片组成，所述的横向拉紧片穿过两条纵向拉紧片中部位置后形成双十字形状；所述的箍筋带在六个端部分别设置拉紧孔；所述的活动连接件用于通过拉紧孔将箍筋带的六个端部分别固定在治理架的上端面上；所述的活动连接件包括花篮螺丝拉紧器、卸扣、钢丝绳和锁扣；所述的花篮螺丝拉紧器的勾部勾入拉紧孔、环部栓接卸扣；所述的钢丝绳穿入卸扣后由锁扣锁死；所述的箍筋带为扁铁或拉紧带；所述的浮筒组内填充泡沫材料。
优选的，所述的净化系统包括绳索和设置在绳索上的多块絮状填料，所述的绳索两端分别通过弹性连接件与治理架内部的上端面和下端面活动式连接；所述的活动式连接为卡扣连接或螺栓连接；所述的弹性连接件为弹簧。
优选的，所述的净化系统还包括填料架，所述的填料架设置与治理架内的底部，填料架内设有网格填料。
优选的，所述的曝气管包括主气管、立管、支气管和曝气盘；所述的曝气盘设置在支气管上并与支气管连通；所述的主气管与鼓风机连通；所述的立管向上延伸，下端与主气管侧面相贯连接、上端横向设置延伸管；所述延伸管的自由端依次通过上弯头、下弯头后连接支气管的进气口；所述的支气管水平位置低于延伸管；所述的上弯头和下弯头的弯曲角度为30°或45°或60°或90°；所述的延伸管直径小于立管直径；所述的支气管直径与延伸管直径相等。
优选的，所述的主气管、立管和支气管互为正交；所述的主气管间隔设有多根立管，每根立管独立经过上弯头、下弯头后连接支气管进气口；每根支气管的进气口互相错开。
优选的，所述的模块化复合多功能河涌治理设备还设有百叶装置，所述的百叶装置设置于治理架的开口处，用于阻挡潮水进入治理架内；所述的百叶装置包括设置于水体内的下支架和延伸出水体上方的上支架；所述的上支架下端固定连接下支架上端面；所述的上支架上设有电动装置，所述的下支架内设有用于阻挡潮水的百叶；所述的电动装置通过传动轴控制百叶的转动；所述的下支架在潮水流入的前方设置用于防止堵塞的过过滤网；所述的上支架上方设有用于遮罩电动装置的防雨罩；所述的防雨罩下边缘与上支架上端面水密性连接。
优选的，所述的治理架上端面还设有菌种箱，所述的菌种箱通过管道与激活箱连接；所述的菌种箱与激活箱连接的管道上设有控制投菌速率的加投泵。
优选的，所述的治理架内垂直设置矩形的安装架，治理架左右内壁面下部设置用于承托安装架的承托片，在承托片上方设置限位片；所述的限位片与承托片平行设置并设有与安装架相适应的卡口；所述的安装架限位于卡口内；所述的净化系统安装在安装架内；在治理架左右内壁面上部设有对应的限位片。
优选的，所述的治理架上端面还设有水生植物，所述的水生植物下端面与治理架固定连接。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：设备采用模块化设计，可根据污水的处理量来配模块的数量。还可以根据河涌污水的水质状况来设定曝气量和间隔时间，以达到最佳的处理效果和最节能的运行模式。清洁能源，高效利用，氧转移效率高：(1)使用清洁的太阳能供电，无污染，绿色节能；(2)使用高效的鼓风曝气机，消耗较少的电能输送更多的空气，提供更大的氧量；(3)采用均匀曝气的曝气管，使得水与空气中的氧结合效率高，氧转移到水中的效率高。不占用河涌两岸的寸土寸金的土地。没有土建工程，加快了进度，降低了成本，设备工厂化预制，现场拼装，提高了工时工效，保证质量。不需要修建大型水池、不需要安装大型鼓风机、水泵，不需要在现场敷设大量管道以及不需要在现场捆绑大量的填料等，降低了大量工程成本，节省了人工费，同时也降低大量的噪声。治理设备悬浮于河涌中，没有设备基础，无需复杂的安装。
附图说明
图1为本发明所述一种模块化复合多功能河涌治理设备的结构示意图；
图2为图1中B-B处的剖视图；
图3为本发明所述一种模块化复合多功能河涌治理设备的曝气管结构示意图；
图4为图3中A-A处的剖视图；
图5为图3中K向的结构示意图；
图6为图2中C处的立体结构示意图。
图中：110-治理架、120-激活箱、130-浮筒组、131-箍筋带、132- 活动连接件、140-水生植物、150-絮状填料、160-填料架、210-太阳能板、220-导流板、300-鼓风机、400-安装架、410-限位片、420-承托片、500-曝气管、510-主气管、520-立管、521-延伸管、530-支气管、 540-曝气盘、550-上弯头、560-下弯头、600-百叶装置、610-电动装置、 620-传动轴、630-百叶、640-上支架、650-下支架、660-过滤网、670- 防雨罩。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
如图1至图6所示，本发明所述的一种模块化复合多功能河涌治理设备包括治理架110，所述的治理架110为前后两面开口、四面围闭的空心柱体；所述的治理架110设置浮力系统、太阳能系统、鼓风机300、净化系统和曝气管500；所述的浮力系统用于对治理架110提供浮力并扣接于治理架110上端面；所述的太阳能系统用于提供电能并固定于治理架110上端面；所述的鼓风机300用于搅拌菌液和对曝气管500供气，固定于治理架110上端面；所述的净化系统设置于治理架110内部，依靠上下内壁面固定，用于利用微生物进行水体净化；所述的曝气管500设置在治理架110内部并位于净化系统下方，进气口与鼓风机300连接，用于对治理架110内的微生物曝气供氧；所述的治理架110上端面还设置用于激活菌种的激活箱120，所述的激活箱120上端与鼓风机300连接、下端与净化系统连接。所述的治理架110上端面还设有菌种箱，所述的菌种箱通过管道与激活箱120 连接；所述的菌种箱与激活箱120连接的管道上设有控制投菌速率的加投泵。所述的治理架110上端面还设有水生植物140，所述的水生植物140下端面与治理架110固定连接。
使用的时候直接将本发明所述的治理装置利用浮力投放于治理段中，利用鼓风机300对激活箱120进行鼓风搅动，加快激活箱120 内的菌种激活效果。然后再利用激活箱120与治理架110内的压力差，加速激活后的菌液投放到治理架110内。微生物自动附着于絮状填料 150和填料架160的网格填料上进行生物净化过程。水生植物140不断生长后根茎会对水体的养分吸取达到一定效果。采用复合生态治理手段去除黑臭水体根源，依靠植物吸收、微生物作用全方位净化水体；高效去除过量营养盐，消除污染，改善水质，增强水体景观，而且模块化的处理，便于运输，自由拼接和组合，操作方便安全，使用寿命长。
所述的絮状填料150材料为醛化纤维或涤纶丝，所述的絮状填料 150压在环圈上，所述的环圈套接在绳索并固定于绳索上。使用加密形，盘径的絮状填料150为微生物形成一个良好的载体，将醛化纤维或涤纶丝压在环圈上，性质稳定，无污染，较大的孔隙率和比表面积对藻类、细菌等具有较好的吸附性能，能够在自然水体中较快的形成生物膜，从而有效去除化学需氧量COD、生化需氧量BOD、总氮TN、总磷TP等；再利用水生植物140吸附水中的N、P等富营养化物质，防止和控制藻类生长；另一方面，不单只种植水生植物140，另外种植适当的花卉能形成美化美观的作用；植物的光合作用制造氧气，清新空气，水上氧吧。
为了解决治理段水源匮乏的问题，利用太阳能系统上的太阳能板 210再结合导流板220形成雨水收集的装置。所述的太阳能系统包括太阳能板210和导流板220；所述的太阳能板210一边与导流板220 的一边连接形成V字型结构；太阳能板210与导流板220的连接边相对水平面倾斜设置，较低的一端通过管道与激活箱120连接；所述的太阳能板210与导流板220连接边相对水平面夹角小于等于45°；所述的太阳能板210与导流板220之间夹角大于等于90°
将太阳能板210和导流板220两边相接形成可以导流的V字型结构，两边翘起的太阳能板210和导流板220将承接的雨水导流至V 字型结构底部，即两者连接边的位置。连接边再将雨水集中导流至管道中，然后流入激活箱120用于菌种的激活水源。由于需要河涌治理的时候都是伴随着暴雨天或台风天，必然有大量的降水。雨水相对被污染的河流水更加适合用于菌种激活，也不需要外接水管、电源、泵水设施等。在户外任何地方作业均可，不受环境地理限制。结构简单，成本低廉，水体的采集完全无需人工干预。
为了解决浮筒组130固定麻烦、容易使治理架110变形和高成本的问题，所述的浮力系统包括浮筒组130、箍筋带131和活动连接件 132；所述的箍筋带131设置在浮筒组130上方，由一条横向拉紧片和两条平行的纵向拉紧片组成，所述的横向拉紧片穿过两条纵向拉紧片中部位置后形成双十字形状；所述的箍筋带131在六个端部分别设置拉紧孔；所述的活动连接件132用于通过拉紧孔将箍筋带131的六个端部分别固定在治理架110的上端面上；所述的活动连接件132包括花篮螺丝拉紧器、卸扣、钢丝绳和锁扣；所述的花篮螺丝拉紧器的勾部勾入拉紧孔、环部栓接卸扣；所述的钢丝绳穿入卸扣后由锁扣锁死；所述的箍筋带131为扁铁或拉紧带；所述的浮筒组130内填充泡沫材料。
实际拉紧的长度由箍筋带131和活动连接件132组成，而活动连接件132的可调节式结构使浮筒组130的数量可调。浮筒组130采用模块化设计，可根据设备重量来配置浮筒组的数量。还可以根据每一浮筒组130分配的重量来配备浮筒的个数。节省材料，制造简单，安装牢固，成本低。运输时候没有铁笼子那么占地方，可以拆成条形状。使用拆卸式扣接的方法，拆装方便，易于现场安装和方便维修。相比做成笼子安装浮筒，浮筒可以更容易取出和更换。传统的固定方法都是四点固定，此方法为六点固定，可以增加受力点，受力点越多，固定越牢固。
为了解决绳索连接麻烦、连接不稳和伸缩性差的问题，所述的净化系统包括绳索和设置在绳索上的多块絮状填料150，所述的绳索两端分别通过弹性连接件与治理架110内部的上端面和下端面活动式连接；所述的活动式连接为卡扣连接或螺栓连接；所述的弹性连接件为弹簧。所述的净化系统还包括填料架160，所述的填料架160设置与治理架110内的底部，填料架160内设有网格填料。
不但安装方便，安装效率很高，串接的弹性连接件还能把绳索绷紧，绳索具有可伸缩的弹性。1安装方便，提高效率，捆绑后牢固结实不易脱落；2在安装数量极大的情况下，降低需要花费的人力，降低人工成本，减少工人工作量，提高效率；3采用合理的结构设计，绳索当中有弹簧，伸缩性好，填料处于绷直状态，发挥填料在特定空间的作用。4悬挂的填料在弹簧作用下，具有一定的弹性，生物填料上老的生物膜在水的冲刷下容易脱落，生长新的生物膜，提高污水处理的效率。填料架160可以设置非常充足的网格填料，对水体净化有巨大贡献。
为了解决曝气不均的问题，所述的曝气管500包括主气管510、立管520、支气管530和曝气盘540；所述的曝气盘540设置在支气管530上并与支气管530连通；所述的主气管510与鼓风机300连通；所述的立管520向上延伸，下端与主气管510侧面相贯连接、上端横向设置延伸管521；所述延伸管521的自由端依次通过上弯头550、下弯头560后连接支气管530的进气口；所述的支气管530水平位置低于延伸管521；所述的上弯头550和下弯头560的弯曲角度为30°或45°或60°或90°；所述的延伸管521直径小于立管520直径；所述的支气管530直径与延伸管521直径相等。所述的主气管510、立管520和支气管530互为正交；所述的主气管510间隔设有多根立管520，每根立管520独立经过上弯头550、下弯头560后连接支气管530进气口；每根支气管530的进气口互相错开
主气管510与延伸管521存在高度差，所以主气管510中的气体在完整走完主气管510前只有少量气体经过延伸管521进入支气管 530中，全部气体比较均匀地进入各支气管530中。与传统曝气方式相比，具有空气分布均匀、阻力小、可提高风机送风效率、降低电耗、延长使用寿命等优点。由于提高曝气效率，节约电能同时，也提高了水中溶解氧浓度，为生物提足够的氧量去分解水中有机污染物，间接提高了污水处理效率。
为了解决现有技术中潮汐阻挡设备能耗高、厚重的问题，所述的模块化复合多功能河涌治理设备还设有百叶装置600，所述的百叶装置600设置于治理架110的开口处，用于阻挡潮水进入治理架110内；所述的百叶装置600包括设置于水体内的下支架650和延伸出水体上方的上支架640；所述的上支架640下端固定连接下支架650上端面；所述的上支架640上设有电动装置610，所述的下支架650内设有用于阻挡潮水的百叶630；所述的电动装置610通过传动轴620控制百叶630的转动；所述的下支架650在潮水流入的前方设置用于防止堵塞的过过滤网660；所述的上支架640上方设有用于遮罩电动装置610 的防雨罩670；所述的防雨罩670下边缘与上支架640上端面水密性连接。
可以在河涌涨潮时及时关闭，保护治理架110内填料和微生物免受水流冲击，避免微生物在治理架110内流失。在退潮时及时打开，使得河涌外面污水进入治理架110得到净化。主要运用于赶潮涌的污水治理，可以有效避免涨潮和退潮对处理河涌污水的影响。原理主要利用电动装置610驱动百叶630旋转运动，控制水流进出治理架110。
所述的治理架110内垂直设置矩形的安装架400，治理架110左右内壁面下部设置用于承托安装架400的承托片420，在承托片420 上方设置限位片410；所述的限位片410与承托片420平行设置并设有与安装架400相适应的卡口；所述的安装架400限位于卡口内；所述的净化系统安装在安装架400内；在治理架110左右内壁面上部设有对应的限位片410。
在大量安装净化系统的时候，可以直接将安装架400沿着限位片 410的卡口即可快速嵌入并固定于治理架110内。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种模块化复合多功能河涌治理设备，其特征在于，包括治理架(110)，所述的治理架(110)为前后两面开口、四面围闭的空心柱体；所述的治理架(110)设置浮力系统、太阳能系统、鼓风机(300)、净化系统和曝气管(500)；所述的浮力系统用于对治理架(110)提供浮力并扣接于治理架(110)上端面；所述的太阳能系统用于提供电能并固定于治理架(110)上端面；所述的鼓风机(300)用于搅拌菌液和对曝气管(500)供气，固定于治理架(110)上端面；所述的净化系统设置于治理架(110)内部，依靠上下内壁面固定，用于利用微生物进行水体净化；所述的曝气管(500)设置在治理架(110)内部并位于净化系统下方，进气口与鼓风机(300)连接，用于对治理架(110)内的微生物曝气供氧；所述的治理架(110)上端面还设置用于激活菌种的激活箱(120)，所述的激活箱(120)上端与鼓风机(300)连接、下端与净化系统连接。
2.根据权利要求1所述的模块化复合多功能河涌治理设备，其特征在于，所述的太阳能系统包括太阳能板(210)和导流板(220)；所述的太阳能板(210)一边与导流板(220)的一边连接形成V字型结构；太阳能板(210)与导流板(220)的连接边相对水平面倾斜设置，较低的一端通过管道与激活箱(120)连接；所述的太阳能板(210)与导流板(220)连接边相对水平面夹角小于等于45°；所述的太阳能板(210)与导流板(220)之间夹角大于等于90°。
3.根据权利要求1所述的模块化复合多功能河涌治理设备，其特征在于，所述的浮力系统包括浮筒组(130)、箍筋带(131)和活动连接件(132)；所述的箍筋带(131)设置在浮筒组(130)上方，由一条横向拉紧片和两条平行的纵向拉紧片组成，所述的横向拉紧片穿过两条纵向拉紧片中部位置后形成双十字形状；所述的箍筋带(131)在六个端部分别设置拉紧孔；所述的活动连接件(132)用于通过拉紧孔将箍筋带(131)的六个端部分别固定在治理架(110)的上端面上；所述的活动连接件(132)包括花篮螺丝拉紧器、卸扣、钢丝绳和锁扣；所述的花篮螺丝拉紧器的勾部勾入拉紧孔、环部栓接卸扣；所述的钢丝绳穿入卸扣后由锁扣锁死；所述的箍筋带(131)为扁铁或拉紧带；所述的浮筒组(130)内填充泡沫材料。
4.根据权利要求1所述的模块化复合多功能河涌治理设备，其特征在于，所述的净化系统包括绳索和设置在绳索上的多块絮状填料(150)，所述的绳索两端分别通过弹性连接件与治理架(110)内部的上端面和下端面活动式连接；所述的活动式连接为卡扣连接或螺栓连接；所述的弹性连接件为弹簧。
5.根据权利要求4所述的模块化复合多功能河涌治理设备，其特征在于，所述的净化系统还包括填料架(160)，所述的填料架(160)设置与治理架(110)内的底部，填料架(160)内设有网格填料。
6.根据权利要求1所述的模块化复合多功能河涌治理设备，其特征在于，所述的曝气管(500)包括主气管(510)、立管(520)、支气管(530)和曝气盘(540)；所述的曝气盘(540)设置在支气管(530)上并与支气管(530)连通；所述的主气管(510)与鼓风机(300)连通；所述的立管(520)向上延伸，下端与主气管(510)侧面相贯连接、上端横向设置延伸管(521)；所述延伸管(521)的自由端依次通过上弯头(550)、下弯头(560)后连接支气管(530)的进气口；所述的支气管(530)水平位置低于延伸管(521)；所述的上弯头(550)和下弯头(560)的弯曲角度为30°或45°或60°或90°；所述的延伸管(521)直径小于立管(520)直径；所述的支气管(530)直径与延伸管(521)直径相等。
7.根据权利要求6所述的模块化复合多功能河涌治理设备，其特征在于，所述的主气管(510)、立管(520)和支气管(530)互为正交；所述的主气管(510)间隔设有多根立管(520)，每根立管(520)独立经过上弯头(550)、下弯头(560)后连接支气管(530)进气口；每根支气管(530)的进气口互相错开。
8.根据权利要求1所述的模块化复合多功能河涌治理设备，其特征在于，所述的模块化复合多功能河涌治理设备还设有百叶装置(600)，所述的百叶装置(600)设置于治理架(110)的开口处，用于阻挡潮水进入治理架(110)内；所述的百叶装置(600)包括设置于水体内的下支架(650)和延伸出水体上方的上支架(640)；所述的上支架(640)下端固定连接下支架(650)上端面；所述的上支架(640)上设有电动装置(610)，所述的下支架(650)内设有用于阻挡潮水的百叶(630)；所述的电动装置(610)通过传动轴(620)控制百叶(630)的转动；所述的下支架(650)在潮水流入的前方设置用于防止堵塞的过过滤网(660)；所述的上支架(640)上方设有用于遮罩电动装置(610)的防雨罩(670)；所述的防雨罩(670)下边缘与上支架(640)上端面水密性连接。
9.根据权利要求1所述的模块化复合多功能河涌治理设备，其特征在于，所述的治理架(110)上端面还设有菌种箱，所述的菌种箱通过管道与激活箱(120)连接；所述的菌种箱与激活箱(120)连接的管道上设有控制投菌速率的加投泵。
10.根据权利要求1所述的模块化复合多功能河涌治理设备，其特征在于，所述的治理架(110)内垂直设置矩形的安装架(400)，治理架(110)左右内壁面下部设置用于承托安装架(400)的承托片(420)，在承托片(420)上方设置限位片(410)；所述的限位片(410)与承托片(420)平行设置并设有与安装架(400)相适应的卡口；所述的安装架(400)限位于卡口内；所述的净化系统安装在安装架(400)内；在治理架(110)左右内壁面上部设有对应的限位片(410)。
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