CN110194502B - 一种景观湖水净化器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种景观湖水净化器，包括箱体，所述箱体上连通有进水管和出水管，所述进水管上连接有水泵，所述箱体内设有净化仓和储水仓，所述净化仓上端与进水管相互连通，所述净化仓与储水仓的底部相互连通，所述储水仓的上端与出水管连通，所述出水管的高度低于储水仓的高度，所述净化仓内设置有带有二氧化钛光催化陶瓷板、紫外线灯和带有若干通孔的花洒板，所述花洒板位于二氧化钛光催化陶瓷板的上方，所述二氧化钛光催化陶瓷板位于紫外线灯的上方，所述花洒板的高度大于储水仓的高度。该景观湖水净化器结构比较简单，能耗低，维护比较简单，运行成本低。
Description
技术领域
本发明涉及景观湖水处理的技术领域，尤其是涉及一种景观湖水净化器。
背景技术
水体富养化引起的藻类水华问题已成为水资源环境领域面临的重要挑战之一。城市生活小区、公园内的景观湖以及部分水源水库，绝大部分水容量在500立方米～100万立方米之间，这些湖水通常处于静止状态，很容易发生水华污染，影响观赏，危害人类健康。故现在市场急需要一种结构简单，能耗低，运行成本低的景观湖水净化器。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种景观湖水净化器，该景观湖水净化器结构比较简单，能耗低，维护比较简单，运行成本低。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种景观湖水净化器，包括箱体，所述箱体上连通有进水管和出水管，所述进水管上连接有水泵，所述箱体内设有净化仓和储水仓，所述净化仓上端与进水管相互连通，所述净化仓与储水仓的底部相互连通，所述储水仓的上端与出水管连通，所述出水管的高度低于储水仓的高度，所述净化仓内设置有二氧化钛光催化陶瓷板、紫外线灯和带有若干通孔的花洒板，所述花洒板位于二氧化钛光催化陶瓷板的上方，所述花洒板的高度大于储水仓的高度，所述净化仓内设有上下通透的框体，所述二氧化钛光催化陶瓷板和紫外线灯安装在框体内形成净化模块，在净化仓内设置有两个净化模块，两个净化模块上下叠加在一起，所述净化仓内设有支撑板，所述框体搁置在支撑板上，在紫外线灯四周的框体内壁上设有一圈聚水板，所述二氧化钛光催化陶瓷板位于紫外线灯的上方，在二氧化钛光催化陶瓷板左右两边与框体内壁之间留有通槽，所述二氧化钛光催化陶瓷板为透水透气的多孔板，二氧化钛光催化陶瓷板水平设置。
通过采用上述技术方案，将湖水通过水泵抽取到箱体内，湖水通过花洒板后形成像花洒喷水一样跌落到净化仓的水面上，使湖水与空气充分接触提高水中氧气含量，同时也利于湖水中有害气体的散发，并且水中的二氧化钛光催化陶瓷板在紫外线照射后，会把水分子变成羟基自由基，而羟基自由基是强氧化剂可以杀菌灭藻，更重要的是它能把水中的有机污染物氧化为二氧化碳和水，起到净化水的作用，经净化器灭活后的绝大部分污染微生物具有良好的沉淀性能，无须过滤去除，即可自行沉淀于湖底，从而降低水的浊度，提高透明度，整个设备结构简单，运行过程中不易出现堵塞，维护比较简单方便，运行成本低，能耗低；通过将二氧化钛光催化陶瓷板和紫外线灯安装在框体内形成净化模块放置在支撑板上，可以根据需要放置不同个数的净化模块，且安装拆卸都比较方便；净化器采用低压大功率紫外线灯，灯管表面的紫外线强度高达50000μw/cm2，为提高灭活剂率，在水流经紫外线灯时，加了聚水板使水可以被聚集到灯管表面附近流过。CFD（计算流体动力学）模拟表明，这样的设计可使高强剂量比例得到较大提高，灭活中可提高0.2～0.4log；多孔板状的二氧化钛光催化陶瓷板可以使水从板内流过，使水与二氧化钛光催化陶瓷板接触更为充分，催化效果更佳。
本发明进一步设置为：所述箱体内设有溢流仓，所述溢流仓与进水管连通，所述溢流仓的上端与净化仓相连通，在箱体内通过隔板隔成储水仓、净化仓和溢流仓。
进水管内的水直接落到花洒板上布水会不均匀，通过采用上述技术方案，进水管往溢流仓内注满水，水通过溢流仓的隔板后溢流到净化仓的花洒板上，这样的方式布水会更为均匀。
本发明进一步设置为：所述花洒板上设有挂钩，所述挂钩挂设在隔板的上端。
通过采用上述技术方案，可以方便拆卸与安装花洒板，同时花洒板上的杂质也容易被清洗。
本发明进一步设置为：所述储水仓的高度大于二氧化钛光催化陶瓷板的高度。
紫外线灯裸露在空气中后，灯管表面可能存在的微生物粘液就会干粘在灯管表面就难以清洗，二氧化钛光催化陶瓷板亦是如此，通过采用上述技术方案，储水仓的高度大于二氧化钛光催化陶瓷板的高度，从而即使在停机的状态下，二氧化钛光催化陶瓷板和紫外线灯也可以浸没在水中，如果二氧化钛光催化陶瓷板和紫外线灯在水中再开灯后，粘膜在紫外线作用下自功脱落被水冲走。
本发明进一步设置为：所述二氧化钛光催化陶瓷板与框体滑移连接，所述框体上设有相适配的滑移槽。
在长时间使用后需要对二氧化钛光催化陶瓷板进行清理，通过采用上述技术方案，可以方便对二氧化钛光催化陶瓷板进行拆卸与安装。
本发明进一步设置为：在花洒板上设有连通各个通孔的引流槽。
通过采用上述技术方案，引流槽的设置可以使布水更加均匀，曝气效果更佳。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
1.该景观湖水净化器结构比较简单，能耗低，维护比较简单，运行成本低，净化效果好。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中花洒板的立体图。
图3是本发明中净化模块的立体图。
图4是图3中除去二氧化钛光催化陶瓷板后的立体图。
图5是本发明的系统框图。
图中，1、箱体；2、进水管；3、出水管；4、水泵；5、净化仓；6、储水仓；7、二氧化钛光催化陶瓷板；8、紫外线灯；9、花洒板；10、通孔；11、溢流仓；12、挂钩；13、隔板；14、框体；15、净化模块；16、支撑板；17、聚水板；18、滑移槽；19、通槽；20、引流槽；21、围板；22、光伏发电系统；23、温度传感器；24、浊度传感器；25、流量传感器；26、控制器；27、通讯模块；28、移动终端；29、紫外线传感器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照图1，为本发明公开的一种景观湖水净化器，包括箱体1，在箱体1的左侧连通有进水管2，在箱体1的右侧连通有出水管3，进水管2和出水管3都连接在靠近箱体1底部的一侧，在箱体1内设置有五块隔板13，五块隔板13设置在箱体1内后形成六个仓室，两块长度为650mm的长板，两块长度为500mm的中板，还有一块长度为350mm的短板，两块长板组成后形成大的净化仓5，左侧的长板与箱体1内壁组合形成溢流仓11，溢流仓11与进水管2相互连通，溢流仓11与净化仓5的顶部相互连通，溢流仓11内充满水后就会溢流到净化仓5内，两块中板组合后形成小的净化仓5，相邻的长板与中板之间形成新的溢流仓11，与小的净化仓5相邻的长板与箱体1内底壁之间的距离为100mm使得大的净化仓5与新的溢流仓11在底部相互连通，中板与短板之间形成储水仓6，且中板与箱体1内底壁之间的距离也为100mm使得小的净化仓5与储水仓6在底部相互连通，储水仓6与出水管3相互连通，水从进水管2进入到溢流仓11内，溢流仓11内的水充满后溢流到净化仓5内，净化仓5内的水通过底部进入到新的溢流仓11内，新的溢流仓11内的水充满后再溢流到新的净化仓5内，新的净化仓5内的水通过底部进入到储水仓6内，储水仓6内的水充满后就溢流出去通过出水管3重新排放到湖中；箱体1内的净化仓5可以根据实际需要放置若干个，净化仓5的高度程阶梯状从高到底，相邻两个净化仓5之间为溢流仓11。
再结合如图2所示，在净化仓5内设置有花洒板9，花洒板9上设置有挂钩12，通过挂钩12将花洒板9挂设在左侧长板的顶部，花洒板9的底板上设置有若干排通孔10，从溢流仓11内溢流出来的湖水通过花洒板9上的通孔10后再实现跌落，可以使湖水与空气充分接触提高水中氧气含量；在花洒板9的周围设置有围板21，湖水通过后残留下来的杂质会留在花洒板9上，只需要将花洒板9从净化仓5内提取出即可进行清理比较方便；在花洒板9上设置有连通各个通孔10的引流槽20，使湖水在跌落的时候更为均匀。
参照图1和图3所示，在净化仓5内均设置有净化模块15，在大的净化仓5内设置有两个净化模块15，在小的净化仓5内设置有一个净化模块15，净化模块15包括上下通透的框体14，在框体14上端开口处滑移连接有二氧化钛光催化陶瓷板7，二氧化钛光催化陶瓷板7为在陶瓷板表面喷涂一层纳米级二氧化钛，再经过高温烧烤后粘结在陶瓷板上，二氧化钛光催化陶瓷板7为透水透气的多孔板，在框体14上设有相应的滑移槽18，二氧化钛光催化陶瓷板7有两块，在二氧化钛光催化陶瓷板7左右两边与框体14内壁之间留有通槽19，湖水可以通过通槽19进入到框体14内，大的净化仓5内的二氧化钛光催化陶瓷板7的高度低于相邻中板的高度，小的净化仓5内的二氧化钛光催化陶瓷板7的高度小于短板的高度，使二氧化钛光催化陶瓷板7始终浸没在水中；在结合如图4所示，在框体14内设置有紫外线灯8，在紫外线灯8四周的框体14内壁上设有一圈聚水板17，聚水板17到紫外线之间的距离为30mm，紫外线灯8通过螺栓固定在框体14内；在净化仓5内设置支撑板16，框体14搁置在支撑板16上。
景观湖水净化器可以通过光伏发电系统22提供工作电压，另外景观湖水净化器还可设置一可用于手动开启的旁路，旁路连接于市政电压，当光伏发电系统22电压不足时可手动开启旁路。
参照图5，在箱体1内设置有浊度传感器24、温度传感器23和紫外线传感器29，在进水管2内设置有流量传感器25，且这四个传感器均连接于控制器26，控制器26分别又与水泵4和紫外线灯8连接，控制器26上连接有通讯模块27，控制器26通过通讯模块27向移动终端28传送流量、水温、紫外灯强度、浊度、紫外灯开启和水泵4开启数据，可以通过流量可以判断水泵4的故障停机或者进水管2的堵塞情况并发送警报信号到移动终端28上，控制器26内设置紫外线强度和浊度的设定值，控制器26根据实际的紫外线强度和浊度与设定值进行比对来控制相应个数紫外线灯8的启闭，同时也可以通过移动终端28对水泵4和紫外线灯8直接进行启闭的控制。
箱体1上设有通气孔，在工作的时候空气可以进入箱体1内，使空气与湖水更能充分接触。
景观湖污染主要是藻类等微生物群落过度生长所致。解决景观湖水污染问题主要是控制微生物生长。为设计净水器而做的几项试验研究结果表明，景观湖微生物群落生长模型可简化为如下守恒方程：
N：景观湖内的微生物总量
r： 微生物增长率（1/日）
Q：循环水流量（m3/日）
V：景观湖水容量（m3）
n：水净化效率系数，与N有关，与净化器灭活效率有关
当
＞r时，微生物生长受抑制。
T=
，为循环周期。
根据以往的叶绿素随季节变化的观测资料，统计出r=0.09，实用假定的方式，假定水净化效率系数为1，我们就算出Q=0.09V，再根据水泵4的功率我们就可以知道需要工作的时长，从而可以实现对设备的定期启闭来对湖水进行维护，达到节能的目的。
本实施例的实施原理为：将湖水通过水泵4抽取到箱体1内，湖水首先充满溢流仓11，溢流仓11充满后溢流到花洒板9形成像花洒喷水一样跌落到净化仓5的水面上，使湖水与空气充分接触提高水中氧气含量，并且水中的二氧化钛光催化陶瓷板7在紫外线照射后，会把水分子变成羟基自由基，而羟基自由基是强氧化剂可以杀菌灭藻，它也能把水中的有机污染物氧化为二氧化碳和水，起到净化水的作用，湖水经过多个净化仓5净化灭活后的绝大部分污染微生物具有良好的沉淀性能，无须过滤去除，即可自行沉淀于湖底，将净化后的湖水通过水管输送到湖的另一端，持续不断地循环净化从而可以降低水的浊度，提高透明度。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种景观湖水净化器，包括箱体(1)，所述箱体(1)上连通有进水管(2)和出水管(3)，所述进水管(2)上连接有水泵(4)，其特征在于：所述箱体(1)内设有净化仓(5)和储水仓(6)，所述净化仓(5)上端与进水管(2)相互连通，所述净化仓(5)与储水仓(6)的底部相互连通，所述储水仓(6)的上端与出水管(3)连通，所述出水管(3)的高度低于储水仓(6)的高度，所述净化仓(5)内设置有二氧化钛光催化陶瓷板(7)、紫外线灯(8)和带有若干通孔(10)的花洒板(9)，所述花洒板(9)位于二氧化钛光催化陶瓷板(7)的上方，所述花洒板(9)的高度大于储水仓(6)的高度，所述净化仓(5)内设有上下通透的框体(14)，所述二氧化钛光催化陶瓷板(7)和紫外线灯(8)安装在框体(14)内形成净化模块(15)，在净化仓内设置有两个净化模块，两个净化模块上下叠加在一起，所述净化仓(5)内设有支撑板(16)，所述框体(14)搁置在支撑板(16)上，在紫外线灯(8)四周的框体(14)内壁上设有一圈聚水板(17)，所述二氧化钛光催化陶瓷板(7)位于紫外线灯(8)的上方，在二氧化钛光催化陶瓷板左右两边与框体内壁之间留有通槽（19），所述二氧化钛光催化陶瓷板(7)为透水透气的多孔板，二氧化钛光催化陶瓷板(7)水平设置。
2.根据权利要求1所述的一种景观湖水净化器，其特征在于：所述箱体(1)内设有溢流仓(11)，所述溢流仓(11)与进水管(2)连通，所述溢流仓(11)的上端与净化仓(5)相连通，在箱体(1)内通过隔板(13)隔成储水仓(6)、净化仓(5)和溢流仓(11)。
3.根据权利要求2所述的一种景观湖水净化器，其特征在于：所述花洒板(9)上设有挂钩(12)，所述挂钩(12)挂设在隔板(13)的上端。
4.根据权利要求3所述的一种景观湖水净化器，其特征在于：所述储水仓(6)的高度大于二氧化钛光催化陶瓷板(7)的高度。
5.根据权利要求1所述的一种景观湖水净化器，其特征在于：所述二氧化钛光催化陶瓷板(7)与框体(14)滑移连接，所述框体(14)上设有相适配的滑移槽(18)。
6.根据权利要求1所述的一种景观湖水净化器，其特征在于：在花洒板(9)上设有连通各个通孔(10)的引流槽(20)。
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