CN111137981A - 一种可自动调节潜流人工湿地水位的溢流堰装置 - Google Patents

一种可自动调节潜流人工湿地水位的溢流堰装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111137981A
CN111137981A CN202010064818.5A CN202010064818A CN111137981A CN 111137981 A CN111137981 A CN 111137981A CN 202010064818 A CN202010064818 A CN 202010064818A CN 111137981 A CN111137981 A CN 111137981A
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
electromagnet
blocking column
movable
water blocking
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010064818.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111137981B (zh
Inventor
李玲
魏雨露
王文东
陈志文
王欢元
王宇鹏
尹睿捷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Jiaotong University
Shaanxi Provincial Land Engineering Construction Group Co Ltd
Original Assignee
Xian Jiaotong University
Shaanxi Provincial Land Engineering Construction Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Jiaotong University, Shaanxi Provincial Land Engineering Construction Group Co Ltd filed Critical Xian Jiaotong University
Priority to CN202010064818.5A priority Critical patent/CN111137981B/zh
Publication of CN111137981A publication Critical patent/CN111137981A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111137981B publication Critical patent/CN111137981B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/006—Regulation methods for biological treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/32—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the animals or plants used, e.g. algae
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/009—Apparatus with independent power supply, e.g. solar cells, windpower, fuel cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/42—Liquid level

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

一种可自动调节潜流人工湿地水位的溢流堰装置，包括中空的壳体、壳体下部连接水平的进水口、壳体中部侧面开有出水口、在壳体中设置有电磁铁和位于电磁铁下方的具有磁性的可升降移动挡水柱、移动挡水柱通过缓冲弹簧与壳体底部相连接，且内部开有从底部贯通至侧面的通水孔道，通水孔道的底端孔口与进水口连通，电磁铁通电利用磁力控制移动挡水柱的升降，进而控制通水孔道侧面孔口是否与出水口连通，以及连通时的连通位置高度。本装置具有结构合理、控制精度高等优点，能够实现北方冬季寒冷季节人工湿地内部的水位处于结冰面以下，从而有效防止冬季人工湿地的结冻问题。

Description

一种可自动调节潜流人工湿地水位的溢流堰装置
技术领域
本发明属于环保技术领域，特别涉及一种可自动调节潜流人工湿地水位的溢流堰装置。
背景技术
人工湿地是一种典型的污水生态处理模式，由于它具有运行费用低、维护管理简单、生态环境效益显著和投资少等优点，经过半个多世纪的发展，其理论研究已日趋成熟，且被广泛应用于世界各地的各种类型污水的治理当中。然而在北方地区，特别是在冬季低温时，不仅人工湿地对污染物的处理效果会受到影响，使得污染物去除效率大幅下降，而且会造成填料层冻结、床体缺氧、管道破裂等多种不利后果，所以在我国北方地区推广和使用人工湿地处理工艺，如何在冬季采取有效地的防冻措施成为了一个需要解决的问题。
针对当前低温环境下人工湿地运行效果较差的现象，国内外研究人员对低温条件下人工湿地污水处理技术进行了相关研究，例如通过在植物表面覆盖保温材料和降低水力负荷，促进NH4 +-N的硝化；将人工湿地设计成具有防冻、高氧传送功能的反应结构，使得该人工湿地在温度低于4℃时也能进行硝化反应；采用隔离降低热量损失的方法改善湿地处理效能等相关保温技术。然而上述处理方式保温效果不佳，且不便于日常维护和管理操作。并且北方环境相较于南方较为干燥，昼夜温差较大，无法及时根据温度变化对湿地采取是适当的防冻措施。
发明内容
为解决上述北方寒冷季节潜流湿地结冻而处理效果下降等问题，本发明的目的在于提供一种可自动调节潜流人工湿地水位的溢流堰装置，可通过堰口位置的变化实时改变湿地内部的水位高度，以达到防冻的目的。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种可自动调节潜流人工湿地水位的溢流堰装置，包括中空的壳体，壳体下部连接水平的进水口15，壳体中部侧面开有出水口13，在壳体中设置有电磁铁1和位于电磁铁1下方的具有磁性的可升降的移动挡水柱5，移动挡水柱5通过缓冲弹簧14与壳体内底相连接，且内部开有从底部贯通至侧面的通水孔道6，通水孔道6的底端孔口与进水口15连通，电磁铁1通电利用磁力控制移动挡水柱5的升降，进而控制通水孔道6侧面孔口是否与出水口13连通，以及连通时的连通位置高度。
所述进水口15设置有止水阀7，所述壳体内壁上位于电磁铁1的下端设置有固定挡板2。
所述电磁铁1为PVC电磁铁，所述移动挡水柱5为PVC磁铁材质。
所述壳体内壁上沿移动挡水柱5的升降路线设置有滑动杆3，且移动挡水柱5与滑动杆3相接触，所述移动挡水柱5截面为矩形，滑动杆3两面或者四面均匀布设。
所述滑动杆3表面有横向纹路，所述移动挡水柱5的顶端设置有水封环4，移动挡水柱5的外壁上有横向螺纹，横向螺纹与所述横向纹路贴合以保证水封性能。
所述电磁铁1与电磁铁1与电源开关8、太阳能电池板9、热敏电阻10、变压器11和蓄电池12通过导线连接构成回路，所述电磁铁1与移动挡水柱5在装置未运行时无磁力作用，在闭合电源开关8后电磁铁1具有磁性，斥力作用下使移动挡水柱5向下移动，通水孔道6侧面孔口与出水口(13)的连通位置逐渐下移。
所述热敏电阻10为正温度系数热敏电阻PTC，其设置于自然环境下，在环境温度下降时其电阻随之下降，导致回路中的电流增大，电磁铁1磁性增强，在磁性斥力作用将下部的移动挡水柱5向下移动。
所述变压器11是在当热敏电阻10不能准确调节移动挡水柱5高度时，人工改变电压，调整电磁铁1磁性强度，进而调节移动挡水柱5的位置。
所述缓冲弹簧14，在回路未通电情况下，控制移动挡水柱5在水流的冲击作用下，保持平衡位置，使水流顺利通过通水孔道6流出出水口13；而在冬季通电情况下，电磁铁1对移动挡水柱5的磁力作用使其发生位移，缓冲弹簧14起到一定的缓冲作用。
本发明与现有技术相比，具有明显优点，本发明在传统人工湿地出水口设置自动溢流装置，通过热敏电阻、变压器和电磁铁的集成工艺控制溢流口的位置，将人工湿地内部的水位及时控制在结冰面以下，这样实现了北方冬季寒冷环境下湿地内部的实时防冻，减少了员工的劳动强度，保证了人工湿地的处理效果。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图2是本发明的横向剖面图。
其中：
1.PVC电磁铁、2.固定挡板、3.滑动杆、4.水封环、5.移动挡水柱、6.通水孔道、7.止水阀、8.电路开关、9.太阳能电池板、10.热敏电阻、11.变压器、12.蓄电池、13.出水口、14.缓冲弹簧、15.进水口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
如图1和图2所示，一种可自动调节潜流人工湿地水位的溢流堰装置，包括中空的壳体，壳体下部连接水平的进水口15，进水口15设置有止水阀7，壳体中部侧面开有出水口13，出水口13呈喇叭口状。
在壳体中设置有电磁铁1和位于电磁铁1下方的移动挡水柱5，移动挡水柱5具有磁性，可在电磁铁1斥力作用下向下移动。本实施例中，电磁铁1选用为PVC电磁铁，移动挡水柱5同样为PVC磁铁材质，防水且具有较好磁性。壳体内壁上位于电磁铁1的下端设置有固定挡板2，可防止移动挡水柱5上升过高。
移动挡水柱5内开有从底部贯通至侧面的通水孔道6，通水孔道6的底端孔口与进水口15连通，侧面孔口与出水口13连通，即通水孔道6为倒置的L形通道，从而使装置采用竖向进水和横向出水形式。
在装置未运行时，电磁铁1与移动挡水柱5无磁力作用，其通电后具有磁性，利用磁性斥力使移动挡水柱5下移，进而改变通水孔道6侧面孔口与出水口13的连通位置高度，水体经通水孔道6通过出水口13流出。
为便于滑动，在壳体内壁上沿移动挡水柱5的升降路线设置有圆柱形的滑动杆3，且移动挡水柱5与滑动杆3相接触，可减小移动挡水柱5移动时的阻力，移动挡水柱5截面为矩形，滑动杆3两面或者四面均匀布设，且可根据实际条件设置多个。
滑动杆3表面有横向纹路，移动挡水柱5的外壁上有横向螺纹，横向螺纹与所述横向纹路贴合以保证水封性能。
移动挡水柱5的顶端设置有水封环4，其为环形铜垫圈或O型圈，以防止装置的液体泄漏。
电磁铁1与电源开关8、太阳能电池板9、热敏电阻10、变压器11和蓄电池12通过导线连接构成回路，所述电磁铁1与移动挡水柱5在装置未运行时无磁力作用，在闭合电源开关8后电磁铁1具有磁性，斥力作用下使移动挡水柱5下移，通水孔道6侧面孔口与出水口13的连通位置逐渐下降。
热敏电阻10为正温度系数热敏电阻PTC，其设置于自然环境下，在环境温度下降时其电阻随之减小，导致回路中的电流增大，电磁铁1磁性增强，在通过磁性斥力作用使下部的移动挡水柱5下移。
变压器11是在当热敏电阻10不能准确调节移动挡水柱5高度时，人工改变电压，调整电磁铁1磁性强度，进而调节移动挡水柱5的位置。
移动挡水柱5的底端通过缓冲弹簧14与壳体的内底连接。
缓冲弹簧14，在回路未通电情况下，控制移动挡水柱5在水流的冲击作用下，保持平衡位置，使水流顺利通过通水孔道6流出出水口13；而在冬季通电情况下，电磁铁1对移动挡水柱5的磁力作用使其发生位移，缓冲弹簧14起到一定的缓冲作用。
人工湿地出水通过进水口15进入自动溢流装置，水流经移动挡水柱5内部的通水孔道6至出水口13溢流排出。
在人工湿地运行时将电源开关8打开，热敏电阻10在不同的环境温度下改变电流强度进而改变电磁铁1磁性强弱，通过磁力的改变可调节移动挡水柱5的上下位置，当移动挡水柱5的内部通水孔道6与出水口13连通时可将人工湿地的出水溢出，移动挡水柱5向上移动可改变出水口水位，利用连通器原理控制可实现人工湿地内部的水位处于结冰面以下。
整个装置在白天利用太阳能电池板9供能，夜晚利用蓄电池12进行供能，实现了绿色能源设计。而为了防止仅靠热敏电阻10调节出水口高度所带来的误差，增加一个可调节线路电压值的变压器11，通过电压的改变对出水口的位置进行微调。本装置具有结构合理、控制精度高等优点，能够实现北方冬季寒冷季节湿地内部的水位处于结冰面以下，从而有效防止冬季人工湿地的结冻问题。

Claims (9)

1.一种可自动调节潜流人工湿地水位的溢流堰装置，其特征在于，包括中空的壳体，壳体下部连接水平的进水口(15)，壳体中部侧面开有出水口(13)，在壳体中设置有电磁铁(1)和位于电磁铁(1)下方的具有磁性的可升降的移动挡水柱(5)，移动挡水柱(5)通过缓冲弹簧(14)与壳体底部相连接，且内部开有从底部贯通至侧面的通水孔道(6)，通水孔道(6)的底端孔口与进水口(15)连通，电磁铁(1)通电利用磁力控制移动挡水柱(5)的升降，进而控制通水孔道(6)侧面孔口是否与出水口(13)连通，以及连通时的连通位置高度。
2.根据权利要求1所述可自动调节潜流人工湿地水位的溢流堰装置，其特征在于，所述进水口(15)设置有止水阀(7)，所述壳体内壁上端电磁铁(1)的下方设有固定挡板(2)。
3.根据权利要求1所述可自动调节潜流人工湿地水位的溢流堰装置，其特征在于，所述电磁铁(1)为PVC电磁铁，所述移动挡水柱(5)为PVC磁铁材质。
4.根据权利要求1或3所述可自动调节潜流人工湿地水位的溢流堰装置，其特征在于，所述壳体内壁上沿移动挡水柱(5)的升降路线设置有滑动杆(3)，且移动挡水柱(5)与滑动杆(3)相接触，所述移动挡水板(5)截面为矩形，滑动杆(3)两面或者四面均匀布设。
5.根据权利要求4所述可自动调节潜流人工湿地水位的溢流堰装置，其特征在于，所述滑动杆(3)表面有横向纹路，所述移动挡水柱(5)的顶端设置有水封环(4)，移动挡水柱(5)的外壁上有横向螺纹，横向螺纹与所述横向纹路贴合以保证水封性能。
6.根据权利要求1所述可自动调节潜流人工湿地水位的溢流堰装置，其特征在于，所述电磁铁(1)与电源开关(8)、太阳能电池板(9)、热敏电阻(10)、变压器(11)和蓄电池(12)通过导线连接构成回路，所述电磁铁(1)与移动挡水柱(5)在装置未运行时无磁力作用，在闭合电源开关(8)后电磁铁(1)具有磁性，斥力作用下使移动挡水柱(5)向下移动，通水孔道(6)侧面孔口与出水口(13)的连通位置逐渐下降。
7.根据权利要求6所述可自动调节潜流人工湿地水位的溢流堰装置，其特征在于，所述热敏电阻(10)为正温度系数热敏电阻(PTC)，其设置于自然环境下，在环境温度下降时其电阻随之下降，导致回路中的电流增大，电磁铁(1)磁性增强，在磁性斥力作用将下部的移动挡水柱(5)向下移动。
8.根据权利要求6所述可自动调节潜流人工湿地水位的溢流堰装置，其特征在于，所述变压器(11)是在当热敏电阻(10)不能准确调节移动挡水柱(5)高度时，人工改变电压，调整电磁铁(1)磁性强度，进而调节移动挡水柱(5)的位置。
9.根据权利要求1所述可自动调节潜流人工湿地水位的溢流堰装置，其特征在于，所述缓冲弹簧(14)，在回路未通电情况下，控制移动挡水柱(5)在水流的冲击作用下，保持平衡位置，使水流顺利通过通水孔道(6)流出出水口(13)；而在冬季通电情况下，电磁铁(1)对移动挡水柱(5)的磁力作用使其发生位移，缓冲弹簧(14)起到一定的缓冲作用。
CN202010064818.5A 2020-01-20 2020-01-20 一种可自动调节潜流人工湿地水位的溢流堰装置 Active CN111137981B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010064818.5A CN111137981B (zh) 2020-01-20 2020-01-20 一种可自动调节潜流人工湿地水位的溢流堰装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010064818.5A CN111137981B (zh) 2020-01-20 2020-01-20 一种可自动调节潜流人工湿地水位的溢流堰装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111137981A true CN111137981A (zh) 2020-05-12
CN111137981B CN111137981B (zh) 2022-04-15

Family

ID=70526406

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010064818.5A Active CN111137981B (zh) 2020-01-20 2020-01-20 一种可自动调节潜流人工湿地水位的溢流堰装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111137981B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112919637A (zh) * 2021-01-29 2021-06-08 西安建筑科技大学 垂直流人工湿地污水处理装置及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6582156B1 (en) * 2001-06-28 2003-06-24 David A. Flowers Level control device for wetlands wastewater treatment facilities
CN204302818U (zh) * 2015-01-04 2015-04-29 刘福玉 水位自动保持装置
CN206568119U (zh) * 2017-03-13 2017-10-20 深圳市锦炬消防机电工程有限公司 一种用于消防管道的辅助安装装置
CN108751616A (zh) * 2018-07-18 2018-11-06 池荣 一种市政污水管网的污水净化处理装置
CN209128146U (zh) * 2018-12-04 2019-07-19 上海华茂药业有限公司 一种右旋糖酐生产中废水处理的半自动化装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6582156B1 (en) * 2001-06-28 2003-06-24 David A. Flowers Level control device for wetlands wastewater treatment facilities
CN204302818U (zh) * 2015-01-04 2015-04-29 刘福玉 水位自动保持装置
CN206568119U (zh) * 2017-03-13 2017-10-20 深圳市锦炬消防机电工程有限公司 一种用于消防管道的辅助安装装置
CN108751616A (zh) * 2018-07-18 2018-11-06 池荣 一种市政污水管网的污水净化处理装置
CN209128146U (zh) * 2018-12-04 2019-07-19 上海华茂药业有限公司 一种右旋糖酐生产中废水处理的半自动化装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112919637A (zh) * 2021-01-29 2021-06-08 西安建筑科技大学 垂直流人工湿地污水处理装置及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN111137981B (zh) 2022-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201491577U (zh) 自动浇花器
CN204014676U (zh) 全自动补水花盆
CN111137981B (zh) 一种可自动调节潜流人工湿地水位的溢流堰装置
CN102997461A (zh) 可实现全自动上水、管道排空及一开即热式太阳能热水器
CN202936766U (zh) 一种自控制的水库闸门
CN102939888A (zh) 无泵浮子式恒定均匀低压滴灌装置
CN201436499U (zh) 一种空调器用的隔气排水阀
CN206193483U (zh) 一种浮球式防冻饮水槽
CN202491328U (zh) 混炼胶车间冷却水循环系统
CN110679453A (zh) 一种无动力、免维护盆栽植物的自动浇灌装置
CN204705049U (zh) 一种磁铁控压高供热率太阳能热水器
CN202262301U (zh) 一种与日照强度成正比活塞调控出水量圆柱罐
CN202442529U (zh) 太阳能管道防冻节水装置
CN213926164U (zh) 一种可在作物全生育期进行自动控制灌溉的田间进水闸门
CN211671790U (zh) 一种无动力、免维护盆栽植物的自动浇灌装置
CN201162830Y (zh) 太阳能热水器管路防冻防倒流节水节能阀
CN208471682U (zh) 一种适用于南方的屋顶湿地结构
CN103225966B (zh) 橡胶加工领域的循环冷却水降温装置
CN202118358U (zh) 轻触式节水水阀
CN207244587U (zh) 一种双层取水防冻水利闸门
CN112343021B (zh) 一种可在作物全生育期进行自动控制灌溉的田间进水闸门
CN106614193B (zh) 流水养殖槽升降的工作方法
CN205389842U (zh) 一种家用花卉养殖管道水培系统
CN220103804U (zh) 一种可抵御寒风防结冰的双曲线凉水塔
CN213630614U (zh) 电锅炉水蓄热采暖系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant