CN113548761A - 一种用于城镇内河水质改善提升的技术装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于城镇内河水质改善提升的技术装置，属于环保技术领域，是通过对污染的河水实施过滤、PH值调节、消毒灭菌、液相提纯、水体活化、循环吸收、排出水渣物的技术方法，解决城镇内河污染所造成的浑浊、黑臭问题。由滤水罩、进水管、电动阀门、抽水机、紫外螺旋管(镶灯式)、集盒斗、水位传感器、雨水积分机、程序控制器、析液盒、集管盒、渣物流量传感器、排渣泵、渣物袋、纳米充气泡、输水管、水压缓冲器、抽水泵、流量传感器、进气泵、排气泵、集气管、负压管、压力传感器、压力控制阀、臭氧回收输送器、臭氧发生器、药液罐、流量控制计、流量积分机、PH值传感器、螺旋排渣杆、水下电机组成。
Description
技术领域
本说明书中所述的城镇内河，是专指非下雨不流动的城镇中小型内河支流。
本发明涉及一种城镇内河水质改善提升的技术装置，属于环保技术领域。
背景技术
城镇是人们生活聚集的地方，但城镇内河水体污染却是个常见现象，不少地方还发生了黑臭水体。那些受污染的浑浊或黑臭水体中，含有大量细菌、病毒及其它有害物，这引发了人们对水环境卫生和美丽的高度忧虑。而目前对河流水体污染治理所采取的技术方法还比较传统落后，如打捞或隔离水上漂浮物、喷泉、聚乙烯纳米吸附、冲洗河床等。从多年实践情况看，收效甚微，还远未达到人们的预期要求。
从建设污水处理厂情况看，也存在许多不足之处，如设备贵、占地大，建设成本高，运行管理费用高昂，以致于有的污水处理厂处于闲置或半闲置状态。如用于治理浩渺水系流域污染，也显得有点鞭长莫及。
针对以上实际，有些地方为了满足人们心理感官需求，在河道上搭建了大量生态浮岛，尽管浮岛在治理河水污染中有一定正向作用，但从长远看，特别是降比近于零、已基本失去自净能力的城镇内河，则是弊多利少。因为草木随季节变换而产生的荣枯，会渐渐淀积于河床。有的只好在岸壁上装上彩灯。因此，目前还没有一款具有普适性可规模化低成本运行的实用技术装置，而只能让受污染的无量河水入主支流、进干流、汇江海，以致于严重影响区域水系生态恢复。
发明内容
本发明所述一种城镇内河水质改善提升的技术装置，是通过对河水过滤、PH值调节、消毒灭菌、液相提纯、水体活化、循环吸收、排出水渣物的技术方法，解决城镇内河污染的浑浊、黑臭问题。有如下器件组成：滤水罩、进水管、电动阀门①、抽水机、紫外螺旋管(镶灯式)、浮力箱、耳环、支住、集盒斗、支架、引导管、水位传感器、雨水积分机、程序控制器、析液盒、集管盒、渣物流量传感器、排渣泵、渣物袋、纳米充气泡、输水管、水压缓冲器、抽水泵、电动阀门②、流量传感器①、电动阀门③、进气泵、排气泵、电动阀门④、集气管、负压管、压力传感器、压力控制阀、浮力平衡块、臭氧回收输送器、小导管、臭氧发生器、药液罐、流量控制计、流量积分机、流量传感器②、PH值传感器、螺旋排渣杆、水下电机组成。
其中，所述析液盒为河水液相提纯装置，由护边、外网层、滤布层、内盒组成。内盒分不对称的上室、中室、下室，盒壁上排列有很多内外相通的小细孔，盒壁之间有室柱，上室、中室内有室阀，室阀由阀体、进水管、出水管、浮沉珠塞、调节螺钉、小弹簧组成，下室有导水槽。
各部分组成与器件的联通、连接如下：
河水过滤、PH值调节、消毒灭菌部分。有滤水罩、进水管、电动阀门①、抽水机、紫外螺旋管、臭氧发生器、臭氧回收输送器、小导管、药液罐、流量控制计、流量积分机、流量传感器②、PH值传感器组成。进水管一头伸入安装在滤水罩内，一头与电动阀门①联通，电动阀门①、抽水机、紫外螺旋管依次串接联通，紫外螺旋管前端与末端又分别联通臭氧发生器与臭氧回收输送器，臭氧发生器与臭氧回收输送器之间通过小导管联通。PH值传感器、流量传感器①安装在进水管上，两者的信号输出端与流量积分机信号输入端连接，流量积分机信号输出端与流量控制计信号输入端连接，流量控制计一头与药液罐串接联通、一头联通到抽水机出水口处。
河水液相提纯部分。有析液盒、引导管、压力传感器、压力控制阀、排气泵、集气管、电动阀门④、电动阀门②、抽水泵组成。众多析液盒安装在集盒斗内的支架上，每个析液盒有3个出水口，分别与引导管联通，引导管再与负压管联通，负压管、电动阀门②、抽水泵串接联通，负压管上安装有集气管，集气管、电动阀门④、排气泵依次串接联通。
水体活化、循环吸收部分。有输水管、水压缓冲器、纳米充气泡组成。输水管上安装有水压缓冲器、纳米充气泡。在本发明技术装置中，循环吸收部分并不完备，而是要借助河道的自然条件特点加以利用，才能得以实现，这将在说明书的具体实施方式中加以陈述。
排出水渣物部分。有集盒斗、水下电机、螺旋排渣杆、集管盒、渣物流量传感器、排渣泵、渣物袋、进气泵、电动阀门③组成。螺旋排渣杆由水下电机带动，都安装在集盒斗底部，一端冲着集盒斗出口，集盒斗出口与集管盒进口联通，集管盒出口处装有渣物流量传感器，并联通排渣泵，排渣泵联通渣物袋。
附图说明
图1是所述发明技术装置平面简化示意图。图中标记名称为：(1)滤水罩、(2)进水管、 (3)电动阀门①、(4)抽水机、(5)紫外螺旋管(镶灯式)、(6)浮力箱、(7)耳环、(8)支住、(9)集盒斗、(10)支架、(11)引导管、(12)水位传感器、(13)雨水积分机、(14)程序控制器、(15)析液盒、(16)集管盒、(17)渣物流量传感器、(18)排渣泵、(19)渣物袋、(20)纳米充气泡、(21)输水管、(22)水压缓冲器、(23)抽水泵、(24)电动阀门②、(25)流量传感器①、(26)电动阀门③、(27)进气泵、(28)排气泵、(29)电动阀门④、(30)集气管、(31)负压管、(32)压力传感器、(33)压力控制阀、(34)浮力平衡块、(35)臭氧回收输送器、(36)小导管、(37)臭氧发生器、(38)药液罐、(39)流量控制计、(40)流量积分机、(41)流量传感器②、 (42)PH值传感器。
图2是集盒斗底部平面示意图。图中标记名称为：(43)水下电机、(44)螺旋排渣杆、(9) 集盒斗。
图3是析液盒剖中剖平面示意图。图中标记名称为：(15)析液盒、(45)内盒、(46)小细孔、(47)滤布层、(48)外网层、(49)护边、(50)中室出水口、(51)上室出水口、(58)下室出水口、(11)引导管、(31)负压管。
图4为析液盒内盒全剖平面示意图。图中标记名称为：(45)内盒、(53)下室、(54)中室、 (55)上室、(56)室柱、(50)中室出水口、(51)上室出水口、(57)上室出水管、(52)调节螺钉、(58)下室出水口、(59)阀体、(60)小弹簧、(61)进水口、(62)浮沉珠塞、(63)出水口、(64)上室进水管、(65)下室导水槽、(46)小细孔。
图5为简化析液盒内盒后的装配平面示意图。图中标记名称为：(15)析液盒、(50)中室出水口、(51)上室出水口、(58)下室出水口、(31)负压管、(67)中室引导管、(68)中室空气传感器、(69)电动阀门⑤、(70)电动阀门⑥、(71)上室空气传感器、(72)上室引导管、(11)下室引导管。
具体实施方式
将所述技术装置安装在河道上，河水经滤水罩滤去粗杂物，流入进水管，再经电动阀门①，由抽水机送入紫外螺旋管。在此过程中，安装在进水管上的流量传感器②和PH值传感器，测得相应数值，将信号输送给流量积分机，积分机计算出相应数值，将信号输给安装在抽水机出水口处的流量控制计，通过流量控制计将药液注入河水中，进行PH值调节。当河水通过紫外螺旋管时，臭氧发生器产生臭氧，同时对河水进行紫外、臭氧消毒灭菌，河水中剩余臭氧由臭氧回收输送器收回，通过小导管返回到臭氧发生器再利用。
河水经过滤、PH值调节、消毒灭菌后进入集盒斗，由安装在集盒斗内支架上的众多析液盒吸取水体提纯液相，然后经引导管到达负压管。在压力控制阀和压力传感器的配合下，水体在负压管中逸出小量废气，被安装在负压管上的集气管吸取，由排气泵排出，水体则被抽水泵送入输水管。在输水管上安装有水压缓冲器，以保护输水管和相关部件不受水压变化的损坏。输水管末段装有纳米充气泡，对经过的水体进行充气活化后注入河流。
当技术装置经过一段时间运行后，析液盒表面积存了较多水渣物，导致负压管内压力下降、流量下降，当流量降至某个预定值时，在程序控制器的控制下，关闭抽水机、电动阀门①、停止臭氧发生器和臭氧回收输送器工作、关掉紫外螺旋管(灯)。此时，集盒斗内水位渐渐下降，使得负压管内流量进一步下降，当流量传感器①测到某个低值时，关掉抽水泵、电动阀门②、排气泵、电动阀门④，打开电动阀门③、启动进气泵，反冲析液盒表面水渣物，启动水下电机，带动螺旋排渣杆工作，启动集管盒内3个电动阀门依次循环开、闭，启动排渣泵，将集盒斗内的水渣物抽取存放于渣物袋中。当渣物流量传感器测得渣物很少时，关闭排渣泵、集管盒、停止水下电机工作，关闭进气泵、电动阀门③，开启臭氧发生器、臭氧回收输送器工作、打开紫外螺旋管(灯)、打开电动阀门①、开启抽水机，将河水抽入集盒斗。当水位传感器测得集盒斗内水位适当时，再打开电动阀门②、电动阀门④，启动抽水泵、排气泵，循环重复下一个工序。
在以上过程中，析液盒工作方式为：河水经不锈钢网层、滤布层、通过小细孔到达盒室，再经过室阀进水管到阀体内，将浮沉珠塞浮起，然后在负压作用下，阀体内水体通过室阀出水口、出水管、引导管被吸取。当集盒斗内水位下降不能淹没盒体上室时，内盒横向壁压将可能低于垂直压，这可能会导致空气被负压吸入内盒上室进入负压管，影响到中室和下室工作效率。如出现这种情况时，浮沉珠塞将自动下降塞住阀体出水口，阻止空气被吸入负压管，从而保持析液盒中室、下室继续有效工作。当河水水位继续下降不能淹没中室时，中室室阀同理阻止气体从中室被抽进负压管，以保持下室继续有效工作。当集盒斗内水位再度下降达到下室时，表示一个析液工序将要结束，快要重启循环下一个工序。
当简化析液盒内盒，将上室、中室内的室阀移除，保持出水结构不变时，室阀功能将被中室引导管、上室引导管上的电动阀门和空气传感器组合代替，工作过程相同。
所述雨水积分机的作用在于：与程序控制器连接，配合控制技术装置工作状态。当雨水连续一段时间后，积分机达到预定值时，中止技术装置现行程序，转入排渣程序，以减轻集盒斗整体重量，降低吃水深度，减弱河水可能流动所造成的冲击。
遇特殊天气，进行人工干预。
所述技术装置在河道中布置的要领与方法
在‘发明内容’一项中，曾提到该技术装置“循环吸收”不完备，在此进一步陈述。相对任一河流来说，所述技术装置排出水体流量是有限的，但本发明技术装置须要利用这有限流量去推动所处河段发生微弱循环，以便能将所处河段的河水都进行PH值调节、消毒灭菌、液相提纯与活化处理。这也就是本发明技术装置在河道中布置应当掌握的要领。鉴于此，河道特点也就成为所述技术装置必须加以利用的外在自然条件。要让河水产生循环，一般方法是筑坝，但河流深浅、宽窄不一，筑坝不仅费时耗材，还会造成河道后遗症。在不使用筑坝或不使用可装卸活动坝的情况下，要让河形各异、线长面广的河流产生微弱循环，就需要考虑选择恰当的方法。
当河水静止时，选择河段适当位置，将该技术装置输水管延伸长度，进行多个技术装置作对冲或对吸布置，小型河在一岸侧布置，稍宽河在两岸侧同时对应布置，可以在该河段产生微弱循环。如果有为数不少的河段产生微弱循环，也就相当于某个水域存在微弱循环。
城镇河道大都以断头河、线形河、交错水网河为多见，还有一些环形湖。以下分别以所列河型简要陈述布置方法。
在断头河中的布置方法，将输水管延伸接近于河道长即可。当断头河很长时，应分段作对冲或对吸布置。在线形河中，适当延伸输水管长度，分段作对冲或对吸布置。在交错水网河中，应将河流交错(汇)处作为对冲或对吸点。当交错(汇)点与交错(汇)点之间距离很长时，在该河段中应分段作对冲或对吸布置。在环形湖中，应环岸边作对冲或对吸布置。
需加注意的是，在河道中布置该技术装置，应考虑到季节风向影响，以及所处沿江沿海河道下游泄水闸的闸漏因素影响，以免所处河段治理无现场效果。
本发明技术装置的优缺点：
优点：成本低、运行费用低、维修方便，不占地；化学制剂用量微少，使河流水体得到无害化改善；虽然该技术装置本身不侧重于降低河水中已存氨氮磷的技术，但能高效阻断河水中大部分因过量微生物新陈代谢与腐化产生氨氮磷的继发，使河水水质稳定地得到改善提升，可针对城镇河流污染的浑浊、黑臭水体使用；该装置不需要常年常态运行，在河水水质得到好转提升后，可择季或择时段运行；可直接或简化用于游泳池、鱼塘、景观塘。
缺点：不适于化学成份污染的河流治理；不适于存在强流动性河流，原因在于无现场效果，另是固定技术装置有难度；产生的水渣物还需要另外处理。
Claims (11)
1.一种用于城镇内河水质改善提升的技术装置，它包括滤水罩、进水管、电动阀门①、抽水机、紫外螺旋管(镶灯式)、浮力箱、耳环、支住、集盒斗、支架、引导管、水位传感器、雨水积分机、程序控制器、析液盒、集管盒、渣物流量传感器、排渣泵、渣物袋、纳米充气泡、输水管、水压缓冲器、抽水泵、电动阀门②、流量传感器①、电动阀门③、进气泵、排气泵、电动阀门④、集气管、负压管、压力传感器、压力控制阀、浮力平衡块、臭氧回收输送器、小导管、臭氧发生器、药液罐、流量控制计、流量积分机、流量传感器②、PH值传感器、螺旋排渣杆、水下电机组成。其特征在于：进水管一头伸入安装在滤水罩内，一头与电动阀门①联通，电动阀门①、抽水机、紫外螺旋管依次串接联通，紫外螺旋管出水口联通集盒斗一头侧面下沿的进水口，集盒斗内支架上装有众多析液盒，每个析液盒出水口与引导管联通，引导管与负压管联通，在负压管前端还装有压力控制阀和压力传感器，末端出口与电动阀门②、抽水泵、输水管依次串接联通。
2.根据权利要求1所述一种用于城镇内河水质改善提升的技术装置，还包括一个紫外、臭氧消毒灭菌结构，其特征在于：臭氧发生器与紫外螺旋管前端联通，臭氧回收输送器进口与紫外螺旋管末端联通，出口通过小导管与臭氧发生器联通。
3.根据权利要求1所述一种用于城镇内河水质改善提升的技术装置，还包括一个PH值调节装置，其特征在于：进水管上安装有PH值传感器和流量传感器②，抽水机出水口处装有流量控制计，控制药液罐内溶液的注入，流量控制计与流量积分机连接，流量积分机与PH值传感器和流量传感器连接。
4.根据权利要求1所述一种用于城镇内河水质改善提升的技术装置，还包括一个废气排出结构，其特征在于：压力控制阀、压力传感器组合，调节控制负压管内压力，负压管与集气管联通，集气管、电动阀门④、排气泵串接联通。
5.根据权利要求1所述一种用于城镇内河水质改善提升的技术装置，还包括一个纳米充气泡、一个水压缓冲器，其特征在于：在输水管中前段安装有水压缓冲器，在末端联通安装纳米充气泡。
6.根据权利要求1所述一种用于城镇内河水质改善提升的技术装置，还包括一个水渣物排出技术结构，由进气泵、电动阀门③、析液盒、水下电机、螺旋排渣杆、集管盒、渣物流量传感器、排渣泵、渣物袋组成，其特征在于：进气泵与电动阀门③串接联通，再与负压管联通，负压管前端与引导管串接联通，引导管再与析液盒出水口联通；水下电机联接带动螺旋排渣杆工作，都安装在集盒斗底部，螺旋排渣杆一端对着集盒斗一头下沿的出口，该出口与集管盒进口联通，集管盒与排渣泵串接联通，中间装有渣物流量传感器，排渣泵出口与渣物袋联通。
7.根据权利要求1所述一种用于城镇内河水质改善提升的技术装置，还包括一个程序控制器的连接系统，其特征在于：程序控制器分别与抽水机、臭氧发生器、排渣泵、抽水泵、流量传感器①、进气泵、排气泵、水下电机、压力控制阀、雨水积分机连接；所述抽水机还分别与电动阀门①、水位传感器、流量积分机、流量控制计连接；所述臭氧发生器还分别与臭氧回收输送器、紫外螺旋管(灯)连接；所述排渣泵还分别与集管盒、渣物流量传感器连接；所述抽水泵还与电动阀门②连接；所述进气泵还与电动阀门③连接；所述排气泵还与电动阀门④连接；所述压力控制阀还与压力传感器连接。
8.根据权利要求1所述一种用于城镇内河水质改善提升的技术装置，还包括一个能对河水进行隔离分量液相提纯的装置，其特征在于：集盒斗外形为长方体车斗形，既有四个边面和一个底部面，上面敞开，还包括有耳环、支柱、浮力箱、浮力平衡块，浮力箱连接固定在集盒斗两头侧面，浮力平衡块连接固定在集盒斗一侧面，耳环对称地连接固定在集盒斗四个角边的上下，支柱能从中宽松穿过垂直插入河床。
9.根据权利要求1或8所述一种用于城镇内河水质改善提升的技术装置，其特征在于：集盒斗可以是固定的钢筋混凝土长方形斗状围堰，围堰一头下沿开设进水口，能与紫外螺旋管联通；另一头下沿开设出口，能与集管盒联通；围堰底部可以安装螺旋排渣杆、水下电机；围堰内装有支架。
10.根据权利要求1所述一种用于城镇内河水质改善提升的技术装置，其中析液盒是一种河水液相提纯装置，其特征在于：外形为偏扁长方体形，由护边、外网层、滤布层、内盒组成，内盒用滤布包裹，在滤布层外用不锈钢网层蒙面，四边用金属架扎捞；内盒分为上室、中室、下室，盒壁上排列有很多内外相通的小细孔，盒壁之间有室柱，上室、中室内装有室阀；室阀由阀体、进水管、进水口、出水口、出水管、浮沉珠塞、调节螺钉、小弹簧组成；进水管一端与室下沿通，另一端联通阀体出水口，进水口在阀体一侧；出水管一端与阀体出水口联通，另一端与内盒出水口联通，阀体出水口在阀体下方；浮沉珠塞在阀体内，与小弹簧一端连接固定，小弹簧另一端与调节螺钉一端连接固定，调节螺钉装在阀体上壁，可左右旋转上下调整，使浮沉珠塞能上下活动；下室有导水槽，从室下沿通向内盒出水口。
11.根据权利要求1所述一种用于城镇内河水质改善提升的技术装置，对析液盒内盒进行简化，其特征在于：将内盒上室、中室的室阀移除，直接用3条导水槽分别从各室下沿通往内盒3个出水口；各室出水口与各室引导管联通，上室、中室引导管上都装有空气传感器、电动阀门，再与负压管联通；上室、中室引导管上的空气传感器、电动阀门分别对应连接，传递启闭信号。
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- 2021-07-04 CN CN202110774743.4A patent/CN113548761A/zh not_active Withdrawn
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