CN110482626A - 一种富营养化水体的净化处理器及净化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水体净化技术领域，具体涉及一种富营养化水体的净化处理器及净化方法，本发明的净化处理器利用太阳能加热内腔中的水体以灭杀微生物，并且太阳能加热水体后使得主体内外的水温及压强差异，水流能够从出水口流出以推动主体在水平面上移动，灭杀后的藻类微生物残体或沉淀在内腔底部或随水流出，进水口开启以流入或吸入新的含有藻类微生物的水体，进行下一净化循环，该净化处理器结构简单、造价便宜，采用太阳能加热水体以灭杀藻类微生物，采用清洁能源，能耗低且环保；本发明的净化方法简单有效，主体在水面上移动即可利用太阳能加热水体以灭杀藻类微生物，清洁环保，无需人手操作。

Description

一种富营养化水体的净化处理器及净化方法

技术领域

本发明涉及水体净化技术领域，具体涉及一种富营养化水体的净化处理器及净化方法。

背景技术

富营养化是指生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其它浮游生物迅速繁殖，水体溶氧量下降，鱼类及其它生物大量死亡的现象。大量死亡的水生生物沉积到湖底，被微生物分解，消耗大量的溶解氧，使水体溶解氧含量急剧降低，水质恶化，以致影响到鱼类的生存，大大加速了水体的富营养化过程。水体出现富营养化现象时，由于浮游生物大量繁殖，往往使水体呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等，这种现象在江河湖泊中叫水华(水花)，在海中叫赤潮。在发生赤潮的水域里，一些浮游生物暴发性繁殖，使水变成红色，因此叫“赤潮”。这些藻类有恶臭、有毒，鱼不能食用。藻类遮蔽阳光，使水底生植物因光合作用受到阻碍而死去，腐败后放出氮、磷等植物的营养物质，再供藻类利用。这样年深月久，造成恶性循环，藻类大量繁殖，水质恶化而又腥臭，水中缺氧，造成鱼类窒息死亡。

目前，市面上用于处理水体富营养化的净化装置大多存在着结构复杂、造价昂贵、能耗高的问题。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种结构简单、造价便宜、能耗低的富营养化水体的净化处理器。

根据本发明的第一方面，一种富营养化水体的净化处理器，包括可浮于水面的主体，所述主体设有内腔、均可开闭的进水口以及出水口，所述主体的上端面透明设置，所述主体采用隔热材料制成或所述主体上设置有隔热结构，水体自进水口流入内腔中，太阳能加热内腔中的水体以灭杀藻类微生物，水体自出水口流出；本发明的净化处理器利用太阳能加热内腔中的水体以灭杀微生物，并且太阳能加热水体后使得主体内外的水温及压强差异，水流能够从出水口流出以推动主体在水平面上移动，灭杀后的藻类微生物残体或沉淀在内腔底部或随水流出，进水口开启以流入或吸入新的含有藻类微生物的水体，进行下一净化循环，该净化处理器结构简单、造价便宜，采用太阳能加热水体以灭杀藻类微生物，采用清洁能源，能耗低且环保。

需要说明的是，在本实施例中，所述隔热材料可以是常规的多孔材料或热反射材料，如泡沫塑料或者是镀金属的聚酯、聚酰亚胺薄膜等。

根据本发明第一方面所述的进水口相对内腔底部的距离小于所述出水口相对内腔底部的距离，其目的是便于流入内腔中的藻类微生物沉底，避免藻类微生物未经高温灭杀而直接随出水口流出。

根据本发明第一方面所述的出水口开设在进水口路线的侧方，水体自出水口流出并推动主体在水面上移动，其目的在于水流进出内腔时产生一定的偏转力，使得主体能够在水面上移动。

根据本发明第一方面所述的出水口和/或进水口的路线不经过内腔圆心，其目的在于进一步提升水流相对主体的偏转推力，使得主体能够在水面上移动或转动。

根据本发明第一方面所述的进水口处铰接有第一挡板，所述第一挡板可相对主体朝内转动以开启进水口，其目的在于，水体自内腔中流出时会冲击第一挡板至抵接主体的内壁以封堵进水口，确保水体稳定地自进水口流入，并且不会从进水口流出。

根据本发明第一方面所述的出水口处铰接有第二挡板，所述第二挡板可相对主体朝外转动以开启出水口，其目的在于水体自外界流入时会冲击第二挡板至抵接主体的外壁以封堵出水口，确保水体稳定地自出水口流出并且不会从出水口流入内腔中。

根据本发明第一方面所述主体的上端面设置有透光板，在本实施例中，所述透光板可以采用常规的透光玻璃，也可以采用吸热能力强的彩色玻璃，所述透光板与所述主体密封设置，其目的在于，太阳能加热内腔中的水体时同时内腔中的压强大于外界压强，使得内腔中的水能够自发地排出并推动主体移动，同时外界水体能够自进水口流入，整个净化处理器无需外接动力源，仅需太阳能加热内腔中的水体即可自发地灭杀藻类微生物以及驱使主体在水面上移动以更换内腔中的水体，清洁环保。

根据本发明第一方面所述的隔热结构为主体内设置的真空隔热层，其目的在于保证内腔中的加热温度，避免内腔中的水体与外接换热过快而无法加热至相应温度以灭杀藻类微生物。

根据本发明第一方面所述的内腔的底部设置有能够反射、吸收或聚光的光热转换结构，其目的在于提升内腔中水体的加热速度，提高效率。

根据本发明第一方面所述的内腔的底部设置有用于收集藻类微生物残体的环槽，其目的在于避免藻类微生物残体沉淀在光热转换结构上，降低光热转换结构的效率。

根据本发明第一方面所述的进水口和/或所述出水口处设置有栅栏，其目的在于，避免水草或水面的垃圾进入内腔中，降低净化处理器的净化效率。

根据本发明第一方面所述的主体的底部连接有锚绳，其目的在于方便净化处理器在水面上工作区域的划分。

根据本发明第一方面所述的所述主体的底部设置有中心锚固柱所述中心锚固柱连接锚绳，主体可在以锚点相对主体的水平距离为半径的圆周内运动；其目的在于方便净化处理器在水面上工作区域的划分，即净化处理器能够在水体上的固定区域工作，方便主体与锚绳分离以对该净化处理器进行维护。

根据本发明第一方面所述的透光板上设置有风帆，其目的在于，确保主体能够在水面上移动，以开闭进水口及出水口，以达到内腔中水体更换的目的；优选地，风帆可以采用三面帆，其目的在于，无论哪个方向的风都可推动主体相对锚点做不规则的圆周运动，确保主体能够在水面上移动以开闭进水口及出水口，达到内腔中水体更换的目的。

根据本发明第一方面所述的透光板和/或所述光热转换结构上设置有方便人手拿取的拉环或把手，其目的在于工人维护净化处理器。

根据本发明的第一方面，一种富营养化水体的净化方法，包括有如下步骤：

S1.水体自进水口流入内腔中；

S2.太阳能加热内腔中的水体以灭杀藻类微生物；

S3.水体自出水口流出，并且含藻类微生物的水体自进水口流入内腔中，开始下一循环净化。

本发明的净化方法简单有效，主体在水面上移动即可利用太阳能加热水体以灭杀藻类微生物，清洁环保，无需人手操作。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；

图1为本发明实施例的净化处理器的结构示意图；

图2为本发明实施例的净化处理器的结构俯视图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

如图1与图2所示的一种富营养化水体的净化处理器，其包括可浮于水面的主体1，所述主体1设有内腔、均可开闭的进水口2以及出水口3，所述主体1的上端面透明设置，太阳光能够直接照射到内腔中，以加热内腔中的水而灭杀水中的藻类微生物，所述主体1采用隔热材料制成或所述主体1上设置有隔热结构4，本实施例中优选地采用中空隔热层，即所述主体1分为内层及外层，中间为中间隔热层，其目的在于能够增加主体1的浮力，避免主体1沉没于水体中，同时保证主体1内腔与外界换热缓慢，使得太阳光照射能够加热内腔中的水以灭杀藻类微生物；本发明的基本原理是，将该净化处理器置于湖泊、海湾、池塘、景观水等缓流或不流的水面上，水体自进水口2流入内腔中，太阳光直接照射内腔中的水体以加热水体至一定温度，从而灭杀水体中的藻类微生物，加热后内腔中的温度以及压强均高于外界水体的温度以及压强，进而内腔中的水体能够自出水口3排出，外界未净化水体从进水口2进入内腔中，开始下一个净化循环，在此期间，灭杀后的藻类微生物残体可以沉淀在内腔中，也可以随水流排至外界水体中；该净化处理器结构简单、造价便宜，采用太阳能加热水体以灭杀藻类微生物，采用清洁能源，能耗低且环保。

作为上述方案的进一步改进，如图1所示，所述进水口2相对内腔底部的距离小于所述出水口3相对内腔底部的距离，其目的在于保证水体先流入内腔中，在内腔中加热至一定温度以灭杀藻类微生物后，再从出水口3排出，保证该净化处理器的运行准确性，并且便于流入内腔中的藻类微生物沉底，避免藻类微生物未经高温灭杀而直接随出水口3流出。

作为上述方案的进一步改进，如图2所示，出水口3开设在进水口2路线的侧方，更进一步的有，所述出水口3的路线和/或进水口2的路线不经过内腔的圆心，即，水体自出水口3流出并推动主体1在水面上移动，使得水流进出内腔时产生一定的偏转推力，以推动主体1能够在水面上移动。

作为上述方案的进一步改进，如图1所示，所述进水口2处铰接有第一挡板7，所述第一挡板7可相对主体1朝内转动以开启进水口2，具体的，所述第一挡板7铰接在主体1的内壁上，并且第一挡板7的长度与宽度均大于进水口2的开口尺寸，其目的在于，保证进水口2的密闭性，并且水体自内腔中流出时会冲击第一挡板7至抵接主体1的内壁以封堵进水口2，确保水体稳定地自进水口2流入，并且不会从进水口2流出。

作为上述方案的进一步改进，如图1所示，所述出水口3处铰接有第二挡板8，所述第二挡板8可相对主体1朝外转动以开启出水口3，具体的，所述第二挡板8铰接在主体1的外壁上，并且第二挡板8的长度与宽度均大于出水口3的开口尺寸，其目的在于保证出水口3的密闭性，并且水体自外界流入时会冲击第二挡板8至抵接主体1的外壁以封堵出水口3，确保水体稳定地自出水口3流出并且不会从出水口3流入内腔中。

作为上述方案的进一步改进，所述第一挡板7与第二挡板8均可以采用电动马达驱动以开闭进水口2及出水口3，具体的，所述电动马达设置在主体1的上部并且与挡板连接，电动马达转动以驱使挡板转动，进而能够开启或关闭进水口2、出水口3；优选地，该电动马达可以采用太阳能驱动，即在主体1的上端设置一块太阳能板作为电动马达的电源，更优选地，主体1上还设置有能够控制电动马达定时转动的控制板，即，定时控制进水口2与出水口3的开闭，保证内腔中的水体与外界水定时换流，保证净化效率；更进一步的，还设置有能够检测内腔中的水体温度的温度传感器，即，内腔中的水体达到一定温度并且在该温度以上一段时间后，确保该水体所含的藻类微生物在高温下被灭杀后，再打开出水口3与进水口2以换流，确保灭杀效果；在本实施例中，电动马达、控制板均可以采用太阳能板作为电源来源，即实施例的净化处理器无需外接电源即可实现循环灭杀水体中的藻类微生物的效果。

作为上述方案的进一步改进，如图1所示，所述内腔的底部设置有能够反射、吸收或聚光的光热转换结构6，在本实施例中，该光热转换结构6可以是反光镜、聚光镜或者是市面上常用的光热转换涂层，其目的在于提升内腔中水体的加热速度，提高效率。

作为上述方案的进一步改进，所述内腔的底部设置有用于收集藻类微生物残体的环槽，其目的在于避免藻类微生物残体沉淀在光热转换结构6上，降低光热转换结构6的效率。

作为上述方案的进一步改进，如图1所示，所述进水口2和/或所述出水口3处设置有栅栏9，该栅栏9可以是常用的网孔板，其目的在于，避免水草或水面的垃圾进入内腔中，降低净化处理器的净化效率。

作为上述方案的进一步改进，如图1所示，主体1的底部连接有锚绳，具体的，所述主体1的底部设置有中心锚固柱12，通过中心锚固柱12可挂接或栓接锚绳，主体1可在以锚点相对主体1的水平距离为半径的圆周内运动；其目的在于方便净化处理器在水面上工作区域的划分，即净化处理器能够在水体上的固定区域工作，采用挂接或栓接的方式以方便主体1与锚绳分离以对该净化处理器进行维护。

作为上述方案的进一步改进，如图1所示，所述主体1的上端面设置有透光板5，所述透光板5与所述主体1密封设置，其目的在于，太阳能加热内腔中的水体时同时内腔中的压强大于外界压强，使得内腔中的水能够自发地排出并推动主体1移动，同时外界水体能够自进水口2流入，整个净化处理器无需外接动力源，仅需太阳能加热内腔中的水体即可自发地灭杀藻类微生物以及驱使主体1在水面上移动以更换内腔中的水体，清洁环保。

作为上述方案的进一步改进，如图1所示，所述透光板5上还设置有风帆10，在本实施例中，所述风帆10可以是常规的三角帆或者是三面帆结构，其目的在于，无论哪个方向的风都可推动主体1相对锚点做不规则的圆周运动，确保主体1能够在水面上移动以开闭进水口2及出水口3，达到内腔中水体更换的目的。

作为上述方案的进一步改进，如图1所示，所述的透光板5和/或所述光热转换结构6上设置有方便人手拿取的拉环11或把手，其目的在于工人维护净化处理器。

一种富营养化水体的净化方法，其包括有如下步骤：

S1.水体自进水口2流入内腔中，具体的，主体1在水面上移动，进水口2开启，水体自进水口2流入内腔中，使得主体1内外的压强一致，此时主体1能够浮于水面；

S2.太阳能加热内腔中的水体以灭杀藻类微生物，即，太阳光照射到内腔中以加热内腔中空气以及水体，通过高温灭杀水体中的藻类微生物；

S3.水体自出水口3流出，并且含藻类微生物的水体自进水口2流入内腔中，开始下一净化循环。

需要说明的是，S2.与S3.中，出水口3开启，由于内腔中的温度以及压强大于外界温度及压强，内腔中的水能够自发地自出水口3排出并推动主体1在水面移动，而进水口2开启时，外界的水体能够进入到内腔中，当内腔中的压强与外界的压强一致时，内腔中的压强不再对出水口3施压，出水口3关闭，主体1也就没有了水流推动力而不再运动，进水口2关闭，进而可以开始下一净化循环。

需要说明的是，在S2.与S3.中，出水口3与进水口2还可以通过电机或电动马达驱动其开闭，在本实施例中，该净化处理器的自动控制方法是：温度传感器感应到内腔中的水达到一定温度并在该一定温度之上保持一段时间，以确保能够灭杀水中的藻类微生物，而后电动马达驱动出水口3开启以及进水口2开启，内腔中的水与外界水体换流，内腔中流入新的带有待灭杀藻类微生物的水体，出水口3与进水口2关闭后，即可开始下一净化循环。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种富营养化水体的净化处理器，其特征在于，包括可浮于水面的主体(1)，所述主体(1)设有内腔、均可开闭的进水口(2)以及出水口(3)，所述主体(1)的上端面透明设置，所述主体(1)采用隔热材料制成或所述主体(1)上设置有隔热结构(4)，水体自进水口(2)流入内腔中，太阳能加热内腔中的水体以灭杀藻类微生物，水体自出水口(3)流出。

2.根据权利要求1所述的一种富营养化水体的净化处理器，其特征在于，所述进水口(2)相对内腔底部的距离小于所述出水口(3)相对内腔底部的距离。

3.根据权利要求1所述的一种富营养化水体的净化处理器，其特征在于，所述出水口(3)开设在进水口(2)路线的侧方，水体自出水口(3)流出并推动主体(1)在水面上移动。

4.根据权利要求1所述的一种富营养化水体的净化处理器，其特征在于，所述进水口(2)处铰接有第一挡板(7)，所述第一挡板(7)可相对主体(1)朝内转动以开启进水口(2)。

5.根据权利要求1所述的一种富营养化水体的净化处理器，其特征在于，所述出水口(3)处铰接有第二挡板(8)，所述第二挡板(8)可相对主体(1)朝外转动以开启出水口(3)。

6.根据权利要求1所述的一种富营养化水体的净化处理器，其特征在于，所述主体(1)的上端面设置有透光板(5)，所述透光板(5)与所述主体(1)密封设置，所述透光板(5)上设置有风帆(10)。

7.根据权利要求1所述的一种富营养化水体的净化处理器，其特征在于，所述隔热结构(4)为主体(1)内设置的真空隔热层。

8.根据权利要求1所述的一种富营养化水体的净化处理器，其特征在于，所述内腔的底部设置有能够反射、吸收或聚光的光热转换结构(6)。

9.根据权利要求1述的一种富营养化水体的净化处理器，其特征在于，所述主体(1)的底部设置有中心锚固柱(12)所述中心锚固柱(12)连接锚绳，主体(1)可在以锚点相对主体(1)的水平距离为半径的圆周内运动。

10.一种富营养化水体的净化方法，其特征在于，包括有如下步骤：

S1.水体自进水口(2)流入内腔中；

S2.太阳能加热内腔中的水体以灭杀藻类微生物；

S3.水体自出水口(3)流出，并且含藻类微生物的水体自进水口(2)流入内腔中，开始下一循环净化。