CN111675343A - 一种漂浮湿地式智能污水自动处理装置 - Google Patents

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徐德福
鲜志浩
王佳俊
肖珍玉
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Abstract

本发明公开了一种漂浮湿地式智能污水自动处理装置，包括填料盒、太阳能电池板、蓄电池、单片机控制单元、溶解氧监测探头、水泵和螺旋桨，填料盒内装有填料基质，填料基质表面种植植物，太阳能电池板通过支架布设于填料盒上侧边缘，溶解氧检测探头和水泵设于填料盒外侧面下部，填料盒内沿内壁布设有带纱网小孔的PVC管，PVC管的底端连接水泵，螺旋桨安装于填料盒的底部。本发明的漂浮湿地式智能污水自动处理装置结合漂浮湿地、漂浮生物滤池、曝气等污水处理工艺，兼具三种工艺的处理特点，可以在污水处理工程中针对污染水体、特别是黑臭河实际应用，具有显著的污水处理能力。

Description

一种漂浮湿地式智能污水自动处理装置
技术领域
本发明涉及污水处理设备技术领域，具体说是一种漂浮湿地式智能污水自动处理装置。
背景技术
水环境污染是中国经济快速发展过程中所遇到的严峻挑战，总体呈现出生态系统复杂、污染类型齐全、污染源数量多、危害极为严重的特点。随着政府对环境保护的日益重视，如何让这些被污染的水体变成清洁的水体,让水体回归自然与人和谐共生是当前环境保护工作的一项迫切任务。该作品针对污染水体，特别是黑臭河，开发了集曝气增氧、生物膜净化和可移动性于一体的可移动性漂浮生物滤池，实现污染水体的原位修复，具有广泛的应用前景。
目前，现有的生物滤池不具有在水面漂浮移动和根据水质自动控制装置运行的功能。专利名为“一种一体式臭氧与曝气生物滤池化水处理装置（公开号CN205933370U）”，该专利虽然可以高效去除水体中的污染物，但是依靠生物滤池和曝气联用处理污水在滤池中停留时间长，无论水质优劣装置持续工作过程不能实现生物滤池资源的节能利用，尤其当进水水质较好时装置运行浪费电能和臭氧。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术中的不足，提供一种漂浮湿地式智能污水自动处理装置。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种漂浮湿地式智能污水自动处理装置，包括填料盒、太阳能电池板、蓄电池、控制单元、溶解氧监测探头、水泵和螺旋桨，所述填料盒内装有填料基质，所述填料基质表面种植植物，所述太阳能电池板通过支架布设于所述填料盒上侧边缘，所述溶解氧检测探头和水泵设于所述填料盒外侧面下部，所述填料盒内沿内壁布设有带纱网小孔的PVC管，PVC管的底端连接所述水泵，PVC管的上端伸出填料盒且安装有喷头，所述螺旋桨安装于所述填料盒的底部，所述溶解氧监测探头、水泵和螺旋桨与所述控制单元连接，且水泵与螺旋桨相并联，由单刀双掷开关控制，所述太阳能电池板与蓄电池连接，蓄电池给整个装置提供电能。
本发明进一步的设计方案中，还包括曝气机，所述曝气机安装于所述填料盒外侧，所述曝气机与所述控制单元连接，且水泵、曝气机与螺旋桨相并联，由单刀双掷开关控制，曝气机出气口连接有延伸到水面以下的PVC导气管。
本发明进一步的设计方案中，上述填料基质为杏壳生物炭、蛭石和纯砂按重量比2：1：1的比例进行混合后的混合物，所述植物为水稻或者芦苇或香蒲或菖蒲。
本发明具有以下突出的有益效果：
本发明的漂浮湿地式智能污水自动处理装置结合漂浮湿地、漂浮生物滤池、曝气等污水处理工艺，兼具三种工艺的处理特点，可以在污水处理工程中针对污染水体、特别是黑臭河实际应用，具有显著的污水处理能力，良好的经济性，实现污染水体的原位修复，具有广泛的应用前景。
本发明装置利用太阳能发电，节省了能源消耗，同时构建成本低廉，占地面积小，易于运输和投入使用，使用范围广，易于构建和检修；多种工艺结合有更高的污水处理效率，而且节约了多种工艺构建所需的材料和场地。
附图说明
图1是实施例中漂浮湿地式智能污水自动处理装置结构示意图；
图2是实施例中漂浮湿地式智能污水自动处理装置剖视图；
图3是实施例中控制连接示意图；
图4是实施例中漂浮湿地式智能污水自动处理装置工作流程示意图；
图中，1-太阳能电池板，2-喷头，3-PVC管，4-带纱网小孔，5-控制单元，6-溶解氧检测探头，7-螺旋桨， 9-填料基质，10-植物，11-蓄电池，12-水泵，13-填料盒，14-曝气机，15-PVC导气管。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
实施例
参见附图1-3，一种漂浮湿地式智能污水自动处理装置，包括填料盒13、太阳能电池板1、蓄电池11、控制单元5、溶解氧监测探头、曝气机14、水泵12和螺旋桨7，填料盒13内装有填料基质9，填料基质9为杏壳生物炭、蛭石和纯砂按重量比2：1：1的比例进行混合后的混合物，该配置既能更大程度的降低整体基质的重量，同时还能够提高湿地净化污水中氮磷的能力。填料基质9表面种植植物10，植物10为水稻或者芦苇或香蒲或菖蒲等水生植物，本实施例中为水稻。太阳能电池板1通过支架布设于填料盒13上侧边缘，溶解氧检测探头6和水泵12设于填料盒13外侧面下部，填料盒13内沿内壁布设有带纱网小孔4的PVC管3，PVC管3的底端连接水泵12，PVC管3的上端伸出填料盒13且安装有喷头2，喷头2的作用是将水喷出与空气接触增加溶解氧后重新注入填料盒中，螺旋桨7安装于填料盒13的底部，曝气机14出气口连接有延伸到水面以下的PVC导气管15；溶解氧监测探头、曝气机14、水泵12和螺旋桨7与控制单元5连接，且水泵12、曝气机14与螺旋桨7相并联，由单刀双掷开关控制。太阳能电池板1与蓄电池11连接，蓄电池11给整个装置提供电能。
水泵1212采用12V直流微型潜水泵12，其相关参数：扬程，5米；额定功率：60W；直流输入：12 VDC/3A。溶解氧监测探头相关参数为：最大电流3.5uA，极化电压0.7V，测量范围0—20mg/L。曝气机14采用YTZ-211小型气泵，相关参数如下：功率3W，出气压力0.010MPa，出气量1.8L/min。
参见附图4，装置实施方案如下：
步骤一、按照以上所述搜集材料组建如图1所示装置作正常工作测试。
步骤二、在填料盒13中加入混合的杏壳生物炭：蛭石：纯砂为2:1:1的填料并在填料中种植水稻。
步骤三、将组建好的装置放入污水中运行测试，在晴天通过太阳能板存储电能，经由太阳能控制器传递给蓄电池11进行存储。
步骤四、溶解氧监测装置持续监测水中溶解氧，当检测到溶解氧含量低于3.0mg/L时，通过控制单元5识别断开蓄电池11对螺旋桨7的供电，使得装置失去前进动力而停在该水域。
步骤五、通过控制单元5控制电源打开对水泵12供电进行抽水工作，促使装置停留在该水域通过漂浮湿地的净化机理和水泵12抽水经带孔的PVC管道使部分污水扩散到填料盒13边缘的填料中并将大部分水从装置上部排出，通过植物10和填料基质9吸附吸收后重新进入水体；与此同时开始进行曝气工作。
步骤六、当装置工作水域溶解氧含量大于3.0mg/L时，控制单元5控制蓄电池11停止对水泵12和曝气机14供电同时打开对螺旋桨7的供电，装置在水面继续移动寻找水质较差水域。
该装置利用太阳能板供电，下接螺旋桨，通过螺旋桨的旋转带动漂浮湿地运动，缩短处理净化的时间，减小装置的体积，节约资源，解决了漂浮生物滤池不能移动和选择性处理水质的弊端。
在漂浮滤池的底部安装溶解氧检测装置，实时检测水质溶解氧，根据水质情况选择性地对劣质水域进行净化，提高了整体处理系统净化效率，缩短了净化时间。
本发明将漂浮湿地、漂浮生物滤池与曝气装置相结合，工作时有反冲洗过程，抽水过程有内壁管道孔洞向内部渗水，通过喷头出水与大气充分接触后重新注入装置解决了传统生物滤池填料内溶解氧低、易堵塞和生物滤池边缘进水断流的问题。
本发明结合漂浮湿地和生物滤池的联用，解决了漂浮湿地种基质利用率差和有效改善基质内溶解氧低的问题，增强污水处理效率。
本发明将漂浮生物滤池的曝气设备在生物滤池外部安装，方便对曝气装置故障时的检修和增加曝气与水体的接触。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种漂浮湿地式智能污水自动处理装置，包括填料盒(13)，其特征在于，还包括太阳能电池板(1)、蓄电池(11)、单片机控制单元(5)、溶解氧监测探头（6）、水泵(12)和螺旋桨(7)，所述填料盒(13)内装有填料基质(9)，所述填料基质(9)表面种植植物(10)，所述太阳能电池板(1)通过支架布设于所述填料盒(13)上侧边缘，所述溶解氧检测探头(6)和水泵(12)设于所述填料盒(13)外侧面下部，所述填料盒(13)内沿内壁布设有带纱网小孔(4)的PVC管(3)，PVC管(3)的底端连接所述水泵(12)，PVC管(3)的上端伸出填料盒(13)且安装有喷头(2)，所述螺旋桨(7)安装于所述填料盒(13)的底部，所述溶解氧监测探头、水泵(12)和螺旋桨(7)与所述控制单元(5)连接，且水泵(12)与螺旋桨(7)相并联，由单刀双掷开关控制，所述太阳能电池板(1)与蓄电池(11)连接，蓄电池(11)给整个装置提供电能。
2.根据权利要求1所述的漂浮湿地式智能污水自动处理装置，其特征在于，还包括曝气机(14)，所述曝气机(14)安装于所述填料盒(13)外侧，所述曝气机(14)与所述控制单元(5)连接，且水泵(12)、曝气机(14)与螺旋桨(7)相并联，由单刀双掷开关控制，曝气机(14)出气口连接有延伸到水面以下的PVC导气管(15)。
3.根据权利要求1所述的漂浮湿地式智能污水自动处理装置，其特征在于，所述填料基质(9)为杏壳生物炭、蛭石和纯砂按重量比2：1：1的比例进行混合后的混合物，所述植物(10)为水稻或者芦苇或香蒲或菖蒲。
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