CN113292198B - 一种基于水生态系统的水处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于水生态系统的水处理装置，包括包括浮台、取样船、总控制器和生态堤坝，所述浮台设置有多个，浮台设置在河道的水面上，取样船设置在河道的水面上，生态堤坝设置在河岸上，在远程的控制终端处设置有总控制器，总控制器能够通过无线传输的方式对浮台、取样船进行控制。本发明设置了浮台，能够对河道的水污染进行处理；设置了生态堤坝能够对河岸附近的水污染进行处理；设置了取样船，能够随时对河道的各个水域进行水体采样；本发明的自动化程度高，除了对双体船的运行、采样的控制以及对浮台的位移控制，几乎不需要人工操作，浮台和生态堤坝能够自然进行净水处理。

Description

一种基于水生态系统的水处理装置

技术领域

本发明涉及水生态处理技术领域，尤其涉及一种基于水生态系统的水处理装置。

背景技术

随着我国经济的迅猛发展，城市化、工业化速度越来越快，人们生活质量、水准的提高，居民对生活环境的要求越来越高。于是，各种各样的河道被纷纷改造，河底、河岸进行大范围的硬化、半硬化驳岸建设，滨河两侧地段进行园林绿化，道路、广场硬化，把整条河道打造成为一条条美丽的景观园林绿廊，大大提高了城市居住环境的景观效果。但是，与此同时，原有河道内的湿地、滩涂、水生动植物消失殆尽，严重影响了河道及两岸的生态平衡，河道水体的自净化能力大大降低，随着时间的推移，河水变色、发臭，水质遭受污染。

河道的污染一般来自上游和河道两岸，河道上游的污染物会在河道内形成淤泥，造成河道水质变差，河道两岸的包括腐烂的叶片等腐殖质在内的污染物会随着雨水被冲刷到河道内，影响河道的水质。现在对城市河道的处理方式一般都是定时对河道进行清淤处理，工作量大，而且对河道水体生态的破坏较大。

考虑到可采用细菌对水体进行处理，来清除水体中污染物，这些能够进行水处理的细菌多为好氧性细菌，一般应用于水处理厂的曝气池中，而在河道的水处理过程中，则难以进行发挥作用。

发明内容

本发明旨在提供一种基于水生态系统的水处理装置克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

本发明的提供了一种基于水生态系统的水处理装置，包括浮台、取样船、总控制器和生态堤坝，所述浮台设置有多个，浮台设置在河道的水面上，取样船设置在河道的水面上，生态堤坝设置在河岸上，在远程的控制终端处设置有总控制器，总控制器能够通过无线传输的方式对浮台、取样船进行控制；所述浮台包括第一安装架和第二安装架，在第一安装架的内侧覆盖有隔水板，在第一安装架的上方设有多组第一支撑架，在第一支撑架的上表面覆盖安装有太阳能板；所述第一支撑架的底端下方设有隔水筒，隔水筒配合隔水板在第一安装架内形成下方隔水的仓室；所述隔水筒的底端设有安装盘，在安装盘的下表面设有多组照明灯，在安装盘的中心位置设有安装筒，安装筒的下方设有通过螺纹安装有曝气筒；所述第一安装架的下方设有第二安装架，在第二安装架的外侧均布阵列有多个浮筒，浮筒通过支架固定于第二安装架上；所述第二安装架的下方设有多组第一安装框，第一安装框内安装有两层间隔设置的第一处理膜，在两层第一处理膜之间设置有多种包括硝化细菌在内的水处理菌种；所述取样船包括船身、第二支撑架和取样管，第二支撑架通过支撑架上倾斜设置于船身的上方，在第二支撑架上表面安装有太阳能板，在船身下方的靠后位置设有两组驱动叶；所述船身的后端的下方设有取样管；所述生态堤坝包括拼接地砖、第二处理膜和悬挂台，拼接地砖设置在生态堤坝的斜坡上，在生态堤坝斜坡的底端设有漏水口，在生态堤坝的水平人行道上间隔铺设有盖板，在生态堤坝的水平人行道下方开设有水渠，在水渠朝向河道的一侧设有格栅板，格栅板上覆盖设有过滤网；所述水渠内设有多组第二安装框，在第二安装框的内部设有安装包裹有两层第二处理膜，在两层第二处理膜之间设置有多种包括硝化细菌在内的水处理菌种，在水渠内设置有多根悬挂杆，在悬挂杆上间隔设置有多个悬挂台。

作为本发明进一步的方案，多组所述的第一支撑架阵列环绕设置，多组第一支撑架呈喇叭状倾斜设置，并且在第一支撑架的下方设有支撑杆。

作为本发明进一步的方案，所述隔水筒内部的中心位置设有安装套筒，安装套筒通过支架固定在隔水筒的内部，安装套筒的内部设有伸缩杆，在伸缩杆位于安装套筒内部的部分上套设有弹簧，在伸缩杆的顶端设有拉钩，在伸缩杆的四周连接有多根拉绳，拉绳的另一端连接于第一支撑架上。

作为本发明进一步的方案，所述曝气筒的四周均开设有出气孔，在曝气筒的外侧包裹有曝气垫。

作为本发明进一步的方案，在所述的隔水筒和隔水板组成的腔室内设有气泵，气泵连接有气管，气管通过安装筒插入曝气筒内，并且在隔水筒和隔水板组成的腔室内设有光电转换器、蓄电池、控制器以及GPS定位装置；在所述的船身内部设置有光电转换器、蓄电池、控制器以及GPS定位装置。

作为本发明进一步的方案，所述第一安装架侧壁的外侧设有卡扣，在第二安装架侧壁的内侧设有卡槽。

作为本发明进一步的方案，所述第二安装架外侧壁上通过角铁焊接有四根第一安装杆，在第一安装杆上固定于安装有磁铁，四个磁铁外表面的南北极设置为两个南极和两个北极，且两两相对设置。

作为本发明进一步的方案，所述取样管的底端插入水面以下设置，并且在取样管的底端设置有过滤头。

作为本发明更进一步的方案，所述船身的后端固定安装有第二安装杆，第二安装杆上固定有电磁铁，在船身的上方位置设有摄像头。

本发明提供了一种基于水生态系统的水处理装置，有益效果在于：本发明设置了浮台，能够对河道的水污染进行处理，太阳能板提供浮台运行的能量，通过气泵10和曝气筒15为第一处理膜18内的细菌提供氧气来源，使其能够将水中的污染物进行处理；设置了生态堤坝能够对河岸附近的水污染进行处理，通过种植的水草等植物，对河岸的污泥，以及被冲刷到河道内的污染物如叶片等腐殖质进行处理，防止河岸的污染物对河道的生态进行破坏，并且生态堤坝的设置还增加了河道的美观性，使得河道可作为景观人行道使用；设置了取样船，能够随时对河道的各个水域进行水体采样，工作人员可通过根据采样水体的检测来判断在不同的水域使用多少数量的浮台；本发明的自动化程度高，除了对双体船的运行、采样的控制以及对浮台的位移控制，几乎不需要人工操作，浮台和生态堤坝能够自然进行净水处理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明的系统结构图。

图2为本发明中浮台的立体结构俯视图。

图3为本发明中浮台的立体结构仰视图。

图4为本发明中浮台的拆分结构俯视图。

图5为本发明中浮台的拆分结构仰视图。

图6为本发明中浮台的剖面结构示意图。

图7为本发明中取样船的结构左俯视图。

图8为本发明中取样船的结构右仰视图。

图9为本发明中生态堤坝的结构示意图。

图10为本发明中生态堤坝的剖面结构示意图。

图中：1、第一安装架；2、隔水板；3、第一支撑架；4、支撑杆；5、隔水筒；6、安装套筒；7、伸缩杆；8、拉绳；9、拉钩；10、气泵；11、第二安装架；12、浮筒；13、安装筒；14、照明灯；15、曝气筒；16、曝气垫；17、第一安装框；18、第一处理膜；19、第一安装杆；20、磁铁；21、船身；22、第二支撑架；23、驱动叶；24、取样管；25、第二安装杆；26、电磁铁；27、摄像头；28、拼接地砖；29、漏水口；30、盖板；31、格栅板；32、第二安装框；33、第二处理膜；34、悬挂杆；35、悬挂台。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

参见图1，本发明实施例提供的一种基于水生态系统的水处理装置，包括浮台、取样船、总控制器和生态堤坝，所述浮台设置有多个，浮台设置在河道的水面上，取样船设置在河道的水面上，生态堤坝设置在河岸上，在远程的控制终端处设置有总控制器，总控制器能够通过无线传输的方式对浮台、取样船进行控制。

如图2-6所示，所述浮台包括第一安装架1和第二安装架11，在第一安装架1的内侧覆盖有隔水板2，在第一安装架1的上方设有多组第一支撑架3，多组第一支撑架3阵列环绕设置，多组第一支撑架3呈喇叭状倾斜设置，在第一支撑架3的上表面覆盖安装有太阳能板，并且在第一支撑架3的下方设有支撑杆4，支撑杆4用于对第一支撑架3的配合支撑；所述第一支撑架3的底端下方设有隔水筒5，隔水筒5配合隔水板2在第一安装架1内形成下方隔水的仓室，在隔水筒5内部的中心位置设有安装套筒6，安装套筒6通过支架固定在隔水筒5的内部，安装套筒6的内部设有伸缩杆7，在伸缩杆7位于安装套筒6内部的部分上套设有弹簧，伸缩杆7能够在弹簧的约束下伸缩移动，在伸缩杆7的顶端设有拉钩9，在伸缩杆7的四周连接有多根拉绳8，拉绳8的另一端连接于第一支撑架3上，当通过拉钩9起吊时，安装套筒6和拉绳8能够对第一安装架1及其以上个部件进行吊运。

所述隔水筒5的底端设有安装盘，在安装盘的下表面设有多组照明灯14，在安装盘的中心位置设有安装筒13，安装筒13的下方设有通过螺纹安装有曝气筒15，曝气筒15的四周均开设有出气孔，在曝气筒15的外侧包裹有曝气垫16，曝气垫16能够配合曝气筒15上的出气孔，将气泡细化使其易于附着，防止较大的气泡一产生就逸散，在隔水筒5和隔水板2组成的腔室内设有气泵10，气泵10连接有气管，气管通过安装筒13插入曝气筒15内，气泵10能够向曝气筒15内吹气，并且在隔水筒5和隔水板2组成的腔室内设有光电转换器、蓄电池、控制器以及GPS定位装置。

所述第一安装架1的下方设有第二安装架11，在第一安装架1侧壁的外侧设有卡扣，在第二安装架11侧壁的内侧设有卡槽，当第一安装架1放入第二安装架11内时，卡扣能够卡入卡槽内，使得第一安装架1被暂时固定于第二安装架11内，在第二安装架11的外侧均布阵列有多个浮筒12，浮筒12通过支架固定于第二安装架11上；所述第二安装架11的下方设有多组第一安装框17，第一安装框17内安装有两层间隔设置的第一处理膜18，在两层第一处理膜18之间设置有多种包括硝化细菌在内的水处理菌种；所述第二安装架11外侧壁上通过角铁焊接有四根第一安装杆19，在第一安装杆19上固定于安装有磁铁20，四个磁铁20外表面的南北极设置为两个南极和两个北极，且两两相对设置。

如图7、8所示，所述取样船包括船身21、第二支撑架22和取样管24，第二支撑架22通过支撑架上倾斜设置于船身21的上方，在第二支撑架22上表面安装有太阳能板，在船身21内部设置有光电转换器、蓄电池、控制器以及GPS定位装置，在船身21下方的靠后位置设有两组驱动叶23，两组驱动叶23能够对船身21进行驱动，并且能够通过对两组驱动叶23的差速控制，能够控制船身21的运动转向等操作；所述船身21的后端的下方设有取样管24，取样管24的底端插入水面以下设置，并且在取样管24的底端设置有过滤头，过滤头能够过滤掉较大的杂质，以防堵塞取样管24，不会影响水中细小杂质和污染物的取样；所述船身21的后端固定安装有第二安装杆25，第二安装杆25上固定有电磁铁26，在船身21的上方位置设有摄像头27，摄像头27能够对电磁铁26的位置进行监控，以便于工作人员远程控制电磁铁26和磁铁20相接触。

如图9、10所示，所述生态堤坝包括拼接地砖28、第二处理膜33和悬挂台35，拼接地砖28设置在生态堤坝的斜坡上，拼接地砖28的空心部内种植有地毯草，拼接地砖28一方面防止水土流失、一方面增加生态堤坝的美观性，在生态堤坝斜坡的底端设有漏水口29，漏水口29能够使得由斜坡流下污水漏下，防止流到生态堤坝的水平人行道上，在生态堤坝的水平人行道上间隔铺设有盖板30，在生态堤坝的水平人行道下方开设有水渠，在水渠朝向河道的一侧设有格栅板31，格栅板31上覆盖设有过滤网，格栅板31和过滤网使得水渠内的颗粒污染物无法进入河道内。

所述水渠内设有多组第二安装框32，在第二安装框32的内部设有安装包裹有两层第二处理膜33，在两层第二处理膜33之间设置有多种包括硝化细菌在内的水处理菌种，在水渠内设置有多根悬挂杆34，在悬挂杆34上间隔设置有多个悬挂台35，在悬挂台35上种植有水草、水藻等水生植物，能够为第二处理膜33内的细菌提供氧气。

本发明在使用过程中，浮台能够对河道的水污染进行处理，太阳能板提供浮台运行的能量，通过气泵10和曝气筒15为第一处理膜18内的细菌提供氧气来源，使其能够将水中的污染物进行处理；生态堤坝能够对河岸附近的水污染进行处理，通过种植的水草等植物，对河岸的污泥，以及被冲刷到河道内的污染物，如叶片等腐殖质进行处理，防止河岸的污染物对河道的生态进行破坏。

取样船能够在河道上被遥控运行，并且能够被遥控对河道进行取样，取得的水样可以送到岸边的收集，并通过工作人员对其进行分析，根据分析的结果，来将浮台移动至不同的区域，污染较重的水域要采用数量多的浮台，污染程度低的水域可以采用数量少的浮台，并且能够根据污染的程度来进一步控制浮台内气泵10的运行，气泵10的运行能够加快对水体中污染物的处理。

取样船对浮台的具体控制方式为：通过控制取样船的运行以及摄像头27的探测，来使得电磁铁26与浮台上设置的任一磁铁20接触，通过磁力拖动浮台在水面上运行，到达指定位置后，可对电磁铁26反向通电使得磁极转换，使得取样船与浮台分离；同时根据浮台上设置的磁铁20，可通过取样船将多个浮台串联在一起，以便于对其进行成批的拖动，以此将多个浮台成批的安放到某一个污染较重的水域。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种基于水生态系统的水处理装置，其特征在于，包括浮台、取样船、总控制器和生态堤坝，所述浮台设置有多个，浮台设置在河道的水面上，取样船设置在河道的水面上，生态堤坝设置在河岸上，在远程的控制终端处设置有总控制器，总控制器能够通过无线传输的方式对浮台、取样船进行控制；所述浮台包括第一安装架（1）和第二安装架（11），在第一安装架（1）的内侧覆盖有隔水板（2），在第一安装架（1）的上方设有多组第一支撑架（3），在第一支撑架（3）的上表面覆盖安装有太阳能板；所述第一支撑架（3）的底端下方设有隔水筒（5），隔水筒（5）配合隔水板（2）在第一安装架（1）内形成下方隔水的仓室；所述隔水筒（5）的底端设有安装盘，在安装盘的下表面设有多组照明灯（14），在安装盘的中心位置设有安装筒（13），安装筒（13）的下方设有通过螺纹安装有曝气筒（15）；所述第一安装架（1）的下方设有第二安装架（11），在第二安装架（11）的外侧均布阵列有多个浮筒（12），浮筒（12）通过支架固定于第二安装架（11）上；所述第二安装架（11）的下方设有多组第一安装框（17），第一安装框（17）内安装有两层间隔设置的第一处理膜（18），在两层第一处理膜（18）之间设置有多种包括硝化细菌在内的水处理菌种；所述取样船包括船身（21）、第二支撑架（22）和取样管（24），第二支撑架（22）通过支撑架上倾斜设置于船身（21）的上方，在第二支撑架（22）上表面安装有太阳能板，在船身（21）下方的靠后位置设有两组驱动叶（23）；所述船身（21）的后端的下方设有取样管（24）；所述生态堤坝包括拼接地砖（28）、第二处理膜（33）和悬挂台（35），拼接地砖（28）设置在生态堤坝的斜坡上，在生态堤坝斜坡的底端设有漏水口（29），在生态堤坝的水平人行道上间隔铺设有盖板（30），在生态堤坝的水平人行道下方开设有水渠，在水渠朝向河道的一侧设有格栅板（31），格栅板（31）上覆盖设有过滤网；所述水渠内设有多组第二安装框（32），在第二安装框（32）的内部设有安装包裹有两层第二处理膜（33），在两层第二处理膜（33）之间设置有多种包括硝化细菌在内的水处理菌种，在水渠内设置有多根悬挂杆（34），在悬挂杆（34）上间隔设置有多个悬挂台（35）。

2.根据权利要求1所述的一种基于水生态系统的水处理装置，其特征在于，多组所述的第一支撑架（3）阵列环绕设置，多组第一支撑架（3）呈喇叭状倾斜设置，并且在第一支撑架（3）的下方设有支撑杆（4）。

3.根据权利要求1所述的一种基于水生态系统的水处理装置，其特征在于，所述隔水筒（5）内部的中心位置设有安装套筒（6），安装套筒（6）通过支架固定在隔水筒（5）的内部，安装套筒（6）的内部设有伸缩杆（7），在伸缩杆（7）位于安装套筒（6）内部的部分上套设有弹簧，在伸缩杆（7）的顶端设有拉钩（9），在伸缩杆（7）的四周连接有多根拉绳（8），拉绳（8）的另一端连接于第一支撑架（3）上。

4.根据权利要求1所述的一种基于水生态系统的水处理装置，其特征在于，所述曝气筒（15）的四周均开设有出气孔，在曝气筒（15）的外侧包裹有曝气垫（16）。

5.根据权利要求1所述的一种基于水生态系统的水处理装置，其特征在于，在所述的隔水筒（5）和隔水板（2）组成的腔室内设有气泵（10），气泵（10）连接有气管，气管通过安装筒（13）插入曝气筒（15）内，并且在隔水筒（5）和隔水板（2）组成的腔室内设有光电转换器、蓄电池、控制器以及GPS定位装置；在所述的船身（21）内部设置有光电转换器、蓄电池、控制器以及GPS定位装置。

6.根据权利要求1所述的一种基于水生态系统的水处理装置，其特征在于，所述第一安装架（1）侧壁的外侧设有卡扣，在第二安装架（11）侧壁的内侧设有卡槽。

7.根据权利要求1所述的一种基于水生态系统的水处理装置，其特征在于，所述第二安装架（11）外侧壁上通过角铁焊接有四根第一安装杆（19），在第一安装杆（19）上固定于安装有磁铁（20），四个磁铁（20）外表面的南北极设置为两个南极和两个北极，且两两相对设置。

8.根据权利要求1所述的一种基于水生态系统的水处理装置，其特征在于，所述取样管（24）的底端插入水面以下设置，并且在取样管（24）的底端设置有过滤头。

9.根据权利要求1所述的一种基于水生态系统的水处理装置，其特征在于，所述船身（21）的后端固定安装有第二安装杆（25），第二安装杆（25）上固定有电磁铁（26），在船身（21）的上方位置设有摄像头（27）。

Images