CN113880260B - 一种高效可调节水体生态修复装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种高效可调节水体生态修复装置，涉及水体生态修复装置的技术领域，改善了排污等方式对水体净化处理效果差的问题，其包括用于产生微纳米气泡的曝气机与生态箱，曝气机连接有曝气管，生态箱内设置有纳豆菌砖，曝气管插设于纳豆菌砖上；生态箱底部设置带有透水孔的隔板，生态箱于隔板下方的侧壁上连接有出水管，生态箱于隔板上方设置具有透水能力的填料，生态箱上端连通有与外部水源连通的进水管。本申请能够提高对水体的净化处理效果。

Description

一种高效可调节水体生态修复装置

技术领域

本申请涉及水体生态修复装置的技术领域，尤其是涉及一种高效可调节水体生态修复装置。

背景技术

水体作为江、河、湖、海、地下水、冰川等的总称，是被水覆盖地段的自然综合体。随着人类文明的发展，水体也遭遇了一定的破坏。尤其针对于小微水体，因其流动性差、自净能力弱，小微水体受到的污染破坏尤为严重。目前，在小微水体的治理中，通常采用人工打捞、排水排污、补充新水源等方式进行处理。这类处理方式效果差，需要频繁对水体进行处理，难以长时间维持水体的水质。

发明内容

为了提高对水体的净化处理效果，本申请提供一种高效可调节水体生态修复装置。采用如下的技术方案：

一种高效可调节水体生态修复装置，包括用于产生微纳米气泡的曝气机与生态箱，所述曝气机连接有曝气管，所述生态箱内设置有纳豆菌砖，所述曝气管插设于纳豆菌砖上；所述生态箱底部设置带有透水孔的隔板，所述生态箱于隔板下方的侧壁上连接有出水管，所述生态箱于隔板上方设置具有透水能力的填料，所述生态箱上端连通有与外部水源连通的进水管。

通过采用上述技术方案，进水管与外部水源连通，保持生态箱内处于满水状态，曝气机产生微纳米气泡后，微纳米气泡随着水进入生态箱内，增加生态箱内水的含氧量，激活纳豆菌，纳豆菌从砖体上释放，进入水体对杂质进行降解净化；如此，可有效提高对水体的净化处理效果。

可选的，所述出水管设置有用于测量水含氧量的传感器，所述曝气机上设置有控制其内部曝气泵工作的控制器，所述传感器与控制器电连接。

通过采用上述技术方案，当传感器检测到水含氧量过高时，将信号传递至控制器，控制器控制曝气泵停止工作；反之，控制曝气泵进行工作；如此，可间歇控制曝气泵的工作，有效节约能源。

可选的，所述生态箱包括上箱体与下箱体，所述上箱体包括盖板以及设置于盖板周侧的防护板，所述下箱体的侧壁上开设有供防护板插入的嵌入槽；所述下箱体的侧壁上设置有驱动气缸，所述驱动气缸的活塞杆与盖板连接；所述防护板上设置有箱门；

所述曝气管包括软管、安装架以及分支管；所述软管的一端与曝气机连通，另一端与安装架连通；所述安装架内部中空；分支管与安装架连通，并竖直穿设于盖板后，与纳豆菌砖可拆卸连接；所述分支管上开设有曝气孔。

通过采用上述技术方案，当纳豆菌砖上的纳豆菌完全释放后；驱动气缸带动上箱体向上运动，纳豆菌砖随着上箱体同时上移，脱离于填料；打开箱门后，即可对纳豆菌砖进行更换；再通过驱动气缸带动上箱体下移，使得纳豆菌砖挤入填料内；如此，便于将纳豆菌砖拆装。

可选的，所述纳豆菌砖开设有供分支管插设的插接孔，所述分支管的外壁上开设有滑动孔，所述滑动孔内沿径向滑动有连接柱，所述滑动孔内设置有驱动连接柱始终有朝远离分支管轴线运动趋势的弹性件，所述插接孔的内壁上沿周向开设有供连接柱端部插入的转动槽，所述分支管上还设置有驱动连接柱脱离于转动槽的拉绳。

通过采用上述技术方案，连接柱与转动槽之间可发生相对移动，如此，在纳豆菌砖升降过程中，纳豆菌砖可发生转动，便于其挤开填料；在弹性件的作用下，连接柱能够稳定插设于转动槽内，即可将纳豆菌砖连接于分支管上；拉动拉绳，使得连接柱脱离于转动槽，即可将纳豆菌砖从分支管上拆卸，进行更换。

可选的，所述滑动孔沿周向均匀间隔分布，所述拉绳上连接有分支绳，所述分支绳一一穿过分支管侧壁后，连接于连接柱端部；所述连接柱靠近滑动孔孔底的一侧沿周向凸起有限位环，所述滑动孔孔口内壁边沿处设置有供限位环抵接的抵接环；所述弹性件包括抵紧弹簧，所述抵紧弹簧的一端抵接于连接柱，另一端抵接于滑动孔孔底；所述抵紧弹簧始终处于压缩状态。

通过采用上述技术方案，限位环与抵接环的设置，使得连接柱不会完全脱离于滑动孔；拉绳牵引所有分支绳，即可使得所有的连接柱脱离于转动槽，操作简单方便。

可选的，所述连接柱端部转动设置有轴承，所述轴承可插设于转动槽内；所述滑动孔的横截面呈矩形，所述限位环的周侧滑动贴合于滑动孔内壁上。

通过采用上述技术方案，轴承插设于转动槽，可形成滚动摩擦；并且限位环与滑动孔配合后，使得连接柱靠近分支绳的一端不发生转动，进而使得分支绳不发生转动，提高分支绳的使用寿命。

可选的，所述纳豆菌砖呈圆柱状结构，所述纳豆菌砖的两端设置有锥形部。

通过采用上述技术方案，纳豆菌砖呈圆柱状，并且两端设置有锥形部，使得纳豆菌砖随着分支管升降过程中，更便于挤开填料，从而可采用气压较小的驱动气缸进行驱动上箱体的移动，节约成本。

可选的，所述纳豆菌砖于插接孔的孔壁上开设有弧形通孔，所述弧形通孔沿插接孔内壁周向均匀间隔分布，所述弧形通孔的一端与插接孔连通，另一端延伸至纳豆菌砖外壁；同一水平面的弧形通孔形成由中心向外扩散的结构；所述插接孔内壁上开设有环形连通槽，所述环形连通槽连通于弧形通孔靠近插接孔的一端，且环形连通槽连通于处于同一水平面的曝气孔上。

通过采用上述技术方案，在曝气机曝气时，从曝气孔喷出的气液混合物进入环形连通槽，再进入弧形通孔，由于弧形通孔呈弧形结构，在气液混合物的冲击下，弧形通孔的内壁上受到推力，驱使纳豆菌砖发生转动，如此，更易于将填料挤开。

可选的，所述锥形部的外壁上绕设有螺旋片，位于上部的螺旋片的旋向与弧形通孔的扩散方向相反；上下两螺旋片旋向相反。

通过采用上述技术方案，纳豆菌砖在转动过程中，螺旋片的设置能够更为轻易地将填料挤开。

可选的，所述下箱体的上端侧壁设置有密封垫，所述上箱体与下箱体之间通过螺栓固定锁紧。

通过采用上述技术方案，密封垫的设置提高上箱体与下箱体之间的连接密封性；并且通过螺栓固定后，进一步提高密封效果。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益效果：

1.工作时，曝气机产生微纳米气泡，增加水中含氧量，激活纳豆菌，对杂质进行降解净化；如此，可有效提高对水体的净化处理效果；

2.纳豆菌砖两端的尖锥部、弧形通孔以及螺旋片的设置，使得纳豆菌砖发生转动时更易于将填料挤开。

附图说明

图1是本实施例的整体结构示意图；

图2是本实施例中上箱体上移后的生态箱结构示意图；

图3是本实施例中上箱体上移后的生态箱剖视图；

图4是本实施例中下箱体的结构示意图；

图5是本实施例中安装架、分支管以及纳豆菌砖的结构示意图；

图6是本实施例中纳豆菌砖与分支管的剖视结构图；

图7是本实施例中凸显纳豆菌砖上的转动槽以及连接柱的剖视图；

图8是图7中A处的放大示意图；

图9是本实施例中凸显纳豆菌砖上的弧形通孔与分支管的剖视图。

附图标记说明：1、曝气机；2、生态箱；21、上箱体；211、盖板；212、防护板；213、箱门；22、下箱体；221、隔板；222、出水管；223、截留板；224、嵌入槽；225、密封垫；3、纳豆菌砖；31、插接孔；32、锥形部；33、螺旋片；34、转动槽；35、弧形通孔；36、环形连通槽；4、进水管；5、控制器；6、传感器；7、驱动气缸；8、曝气管；81、软管；82、安装架；83、分支管；831、滑动孔；832、连接柱；833、限位环；834、抵接环；835、抵紧弹簧；836、拉绳；837、分支绳；838、轴承；84、曝气孔。

具体实施方式

以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种高效可调节水体生态修复装置。参照图1，水体生态修复装置包括曝气机1与生态箱2。曝气机1产生微纳米气泡，微纳米气泡进入生态箱2内。

参照图2和图3，生态箱2包括上箱体21与下箱体22。下箱体22底部安装有隔板221，隔板221上均匀开设有透水孔。隔板221上方填充有具有透水能力的填料。填料可采用木屑或者砂砾等进行填充。上箱体21穿设有软质的进水管4，进水管4连通有分水管。分水管的出水孔沿分水管长度方向间隔设置，且分水孔分布于分水管的两侧。进水管4可与外部水源通过水泵连通，以保持生态箱2内处于满水状态。

参照图3，生态箱2内安装有纳豆菌砖3，纳豆菌砖3采用固化微生物技术，将干燥固化后的纳豆菌附着于砖体上；并采用火山岩、沸石等环境矿物制成孔隙率大、吸附性强的砖体。微纳米气泡增加生态箱2内水的含氧量，激活纳豆菌。纳豆菌从砖体上释放，进入待净化的水体内，即可对杂质进行降解净化。需要说明的是，可采用其他具有降解杂质功能的微生物菌种代替纳豆菌。

参照图1和图4，曝气机1上安装有控制器5，控制器5用于控制曝气机1内曝气泵的启停工作。下箱体22底部连接有出水管222。出水管222内壁上安装有用于检测水含氧量的传感器6，传感器6与控制器5之间电连接。当生态箱2流出的水含氧高于设定标准时，传感器6将信号传递至控制器5，控制器5控制曝气机1停止曝气；反之，控制器5控制曝气机1开始曝气。

参照图3，隔板221与出水管222之间还安装有截留板223，截留板223远离出水管222的一侧留有空缺，如此增长了水流的流动路径，水流混合更为均匀，使得传感器6对水含氧量的测量更为准确。

参照图2，上箱体21包括盖板211以及焊接于盖板211底部周侧的防护板212。下箱体22的周侧开设有嵌入槽224。上箱体21可将防护板212自上而下插设于嵌入槽224内，并使得盖板211抵接于下箱体22上端面，盖板211的四个边角处通过螺栓固定于下箱体22上。下箱体22的周侧四个边角处均安装有驱动气缸7。驱动气缸7的活塞杆上端部与盖板211之间通过螺栓固定。防护板212上铰接有箱门213，箱门213的转轴竖直设置，且箱门213远离转轴的一侧设置有橡胶垫，与防护板212之间通过过盈卡接的方式关闭箱门213。并且，箱门213上开设有凹槽，以便于人手施力。纳豆菌砖3长时间使用后，其上的纳豆菌完全释放后；需要驱动上箱体21向上移动，打开箱门213后，即可对纳豆菌砖3进行更换。在其他实施例中，可不使用驱动气缸7，通过人工将上箱体21抬起后，通过支撑物将上箱体21支撑固定即可。

参照图1和图5，曝气机1连接有曝气管8。曝气管8包括软管81、安装架82以及分支管83，所述软管81的一端与曝气机1连通，另一端连通于安装架82。安装架82内部中空，且呈中心向周侧扩，软管81的端部连接于安装架82中部位置。在本实施例中，分支管83设置有四根，且分布于安装架82周侧，并与安装架82连通。安装架82可通过抱箍固定于盖板211下端面；分支管83上开设有曝气孔84，且分支管83一一与纳豆菌砖3可拆卸连接。

参照图6和图7，纳豆菌砖3开设有供分支管83插设的插接孔31。分支管83的侧壁上开设有滑动孔831，同一水平面内，滑动孔831沿分支管83周侧开设有四个；并且，滑动孔831沿分支管83轴向间隔设置有两组。滑动孔831内沿径向滑动安装有连接柱832，连接柱832可完全收缩于滑动孔831内。插接孔31内壁上对应开设有供连接柱832插入后形成滑动连接的转动槽34。

参照图7和图8，连接柱832的横截面为圆形。连接柱832靠近滑动孔831孔底的一端沿周侧凸起有限位环833，对应的，滑动孔831孔口内壁边沿处焊接有抵接环834。通过限位环833与抵接环834的配合，使得连接柱832不会脱离于滑动孔831。滑动孔831呈的横截面呈矩形，限位环833的周侧外壁贴合滑动于滑动孔831内。抵接环834的内壁与连接柱832形成滑动连接。连接柱832端部转动安装有轴承838。轴承838可滚动于转动槽34内。并且，轴承838可完全收缩于抵接环834内。

参照图6和图8，滑动孔831内安装有弹性件，弹性件采用抵紧弹簧835。抵紧弹簧835的一端抵接于连接柱832端部，另一端抵接于滑动孔831孔底。抵紧弹簧835始终处于压缩状态，使得连接柱832能够稳定插接于转动槽34内，保持纳豆菌砖3与分支管83的连接稳定。分支管83上安装有拉绳836。拉绳836穿设于分支管83内，并且，拉绳836上连接有分支绳837，分支绳837一一对应于连接柱832。分支绳837穿过分支管83侧壁，并延伸至滑动孔831内，穿过抵紧弹簧835后与连接柱832连接。拉绳836位于分支管83外部的一端连接有拉环。拉动拉环，即可带动所有的分支绳837朝分支管83轴线运动，使得所有的轴承838脱离于转动槽34，并收缩至抵接环834内。如此，可对纳豆菌砖3进行更换或安装。

参照图6和图9，进一步的，为了减少成本，在使用小型驱动气缸7的情况下，能够带动上箱体21上升或下降。纳豆菌砖3呈圆柱状结构，纳豆菌砖3上下两端均一体连接有锥形部32。纳豆菌砖3于插接孔31的孔壁上开设有弧形通孔35，弧形通孔35沿插接孔31内壁周向均匀间隔分布，同一水平面内的弧形通孔35形成由中心向外部扩散的结构。部分曝气孔84与弧形通孔35在同一水平面上，使得从曝气孔84流出的气液混合物能够从弧形通孔35流出。

参照图9，插接孔31内部还开设有环形连通槽36，环形连通槽36连通于同一水平面内所有弧形通孔35靠近插接孔31的一端。如此，可使得从曝气孔84流出的气液混合物更为均匀地从各个弧形通孔35流出。各个弧形通孔35收到水流的冲击后，使得纳豆菌砖3发生转动，挤开周侧的填料，从而使得盖板211在小型的驱动气缸7的驱动下，能够顺利上升或下降。另外，曝气孔84的孔径自上而下依次增大，使得从曝气孔84流出的水流量更为均匀。

参照图5和图6，锥形部32的外壁上还绕设有螺旋片33。位于上部的螺旋片33的选项于弧形通孔35的扩散方向相反，上下两螺旋片33旋向相反。如此，在纳豆菌砖3转动的过程中，螺旋片33在转动过程中能够更为轻易地将填料挤开。

本申请实施例一种高效可调节水体生态修复装置的实施原理为：

工作时，曝气机1对生态箱2进行曝气。微纳米气泡从分支管83的曝气孔84随着水流流出。微纳米气泡大幅提高水中含氧量，将砖体上的纳豆菌激活并释放，即可对水体内的杂质进行降解净化。

当纳豆菌砖3上的纳豆菌完全释放后，需要对纳豆菌砖3进行更换。通过扳手将锁紧螺栓拧开，驱动气缸7启动，施加给盖板211一个向上的力。同时，曝气机1进行曝气，分支管83上的曝气孔84喷出气液混合物，进入纳豆菌砖3的弧形通孔35，使得纳豆菌砖3发生转动，纳豆菌砖3能够将周侧的填料顺利推开，从而减少上箱体21上升的阻力。

上箱体21上升后，关闭曝气机1，打开箱门213，依次将分支管83上的拉绳836朝外拉动，使得连接柱832与纳豆菌砖3分离，纳豆菌砖3向下移动脱离纳豆菌砖3；再将新的纳豆菌砖3自下而上插入分支管83，松开拉绳836，连接柱832卡接于纳豆菌砖3上，保持连接稳定。

关闭箱门213后，开启曝气机1，上箱体21下移，同时纳豆菌砖3发生转动，顺利推开填料。上箱体21完全下移后，通过螺栓锁紧盖板211与下箱体22即可。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高效可调节水体生态修复装置，其特征在于：包括用于产生微纳米气泡的曝气机（1）与生态箱（2），所述曝气机（1）连接有曝气管（8），所述生态箱（2）内设置有纳豆菌砖（3），所述曝气管（8）插设于纳豆菌砖（3）上；所述生态箱（2）底部设置带有透水孔的隔板（221），所述生态箱（2）于隔板（221）下方的侧壁上连接有出水管（222），所述生态箱（2）于隔板（221）上方设置具有透水能力的填料，所述生态箱（2）上端连通有与外部水源连通的进水管（4）；

所述生态箱（2）包括上箱体（21）与下箱体（22），所述上箱体（21）包括盖板（211）以及设置于盖板（211）周侧的防护板（212），所述下箱体（22）的侧壁上开设有供防护板（212）插入的嵌入槽（224）；所述下箱体（22）的侧壁上设置有驱动气缸（7），所述驱动气缸（7）的活塞杆与盖板（211）连接；所述防护板（212）上设置有箱门（213）；

所述曝气管（8）包括软管（81）、安装架（82）以及分支管（83）；所述软管（81）的一端与曝气机（1）连通，另一端与安装架（82）连通；所述安装架（82）内部中空；分支管（83）与安装架（82）连通，并竖直穿设于盖板（211）后，与纳豆菌砖（3）可拆卸连接；所述分支管（83）上开设有曝气孔（84）；

所述纳豆菌砖（3）开设有供分支管（83）插设的插接孔（31），所述分支管（83）的外壁上开设有滑动孔（831），所述滑动孔（831）内沿径向滑动有连接柱（832），所述滑动孔（831）内设置有驱动连接柱（832）始终有朝远离分支管（83）轴线运动趋势的弹性件，所述插接孔（31）的内壁上沿周向开设有供连接柱（832）端部插入的转动槽（34），所述分支管（83）上还设置有驱动连接柱（832）脱离于转动槽（34）的拉绳（836）；

所述滑动孔（831）沿周向均匀间隔分布，所述拉绳（836）上连接有分支绳（837），所述分支绳（837）一一穿过分支管（83）侧壁后，连接于连接柱（832）端部；所述连接柱（832）靠近滑动孔（831）孔底的一侧沿周向凸起有限位环（833），所述滑动孔（831）孔口内壁边沿处设置有供限位环（833）抵接的抵接环（834）；所述弹性件包括抵紧弹簧（835），所述抵紧弹簧（835）的一端抵接于连接柱（832），另一端抵接于滑动孔（831）孔底；所述抵紧弹簧（835）始终处于压缩状态；

所述连接柱（832）端部转动设置有轴承（838），所述轴承（838）可插设于转动槽（34）内；所述滑动孔（831）的横截面呈矩形，所述限位环（833）的周侧滑动贴合于滑动孔（831）内壁上。

2.根据权利要求1所述的一种高效可调节水体生态修复装置，其特征在于：所述出水管（222）设置有用于测量水含氧量的传感器（6），所述曝气机（1）上设置有控制其内部曝气泵工作的控制器（5），所述传感器（6）与控制器（5）电连接。

3.根据权利要求1所述的一种高效可调节水体生态修复装置，其特征在于：所述纳豆菌砖（3）呈圆柱状结构，所述纳豆菌砖（3）的两端设置有锥形部（32）。

4.根据权利要求1所述的一种高效可调节水体生态修复装置，其特征在于：所述纳豆菌砖（3）于插接孔（31）的孔壁上开设有弧形通孔（35），所述弧形通孔（35）沿插接孔（31）内壁周向均匀间隔分布，所述弧形通孔（35）的一端与插接孔（31）连通，另一端延伸至纳豆菌砖（3）外壁；同一水平面的弧形通孔（35）形成由中心向外扩散的结构；所述插接孔（31）内壁上开设有环形连通槽（36），所述环形连通槽（36）连通于弧形通孔（35）靠近插接孔（31）的一端，且环形连通槽（36）连通于处于同一水平面的曝气孔（84）上。

5.根据权利要求1所述的一种高效可调节水体生态修复装置，其特征在于：所述锥形部（32）的外壁上绕设有螺旋片（33），位于上部的螺旋片（33）的旋向与弧形通孔（35）的扩散方向相反；上下两螺旋片（33）旋向相反。

6.根据权利要求1所述的一种高效可调节水体生态修复装置，其特征在于：所述下箱体（22）的上端侧壁设置有密封垫（225），所述上箱体（21）与下箱体（22）之间通过螺栓固定锁紧。

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