CN115504629B - 一种改善水环境的生态修复系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改善水环境的生态修复系统及方法，属于生态修复技术领域。一种改善水环境的生态修复系统，包括带有曝气管的调节座，调节座上滑动连接有滤筒，还包括：固定安装在滤筒内的第一套筒，第一套筒内螺纹连接有螺杆，螺杆上转动连接有第二套筒，第二套筒上安装有扩张组件；延伸筒上设置有带动滤筒和螺杆旋转的驱动组件，一方面，旋转的第一锥形齿带动滤筒旋转并产生离心力，将滤筒内填充的生物菌剂抛洒出去；另一方面，旋转的第二锥形齿为螺杆的旋转提供动力，实现移动板的扩张运动，当移动板扩张至最大路径后，弹性滤布受力拉伸，只能使水通过，而漂浮在水面的浮萍被弹性滤布隔离回收，减少水中污染物，减少水体发黑发臭的问题。

Description

一种改善水环境的生态修复系统及方法

技术领域

本发明涉及生态修复技术领域，尤其涉及一种改善水环境的生态修复系统及方法。

背景技术

水环境是构成环境的基本要素之一，是人类社会赖以生存和发展的重要场所，也是受人类干扰和破坏最严重的领域，水环境的污染和破坏已成为当今世界主要的环境问题之一，由于水环境污染的加剧，使得现在水生态修复日益紧迫，改进和加快水生态修复方法，降低成本和简化工艺，降低能耗，提高修复效率和效果已经成为了现如今水环境生态修复最迫切的任务和需求。

传统的河道污染治理方法包括，疏浚法、生态浮岛法、人工曝气法和投撒生物菌剂法，其中，投撒生物菌剂法通过在水体中投加有用的菌种与微生物协同降解，实现水质的自净能力，但投放的菌种没有固定载体，并且水域表面经常覆盖有浮萍，抵御阳光对水面的照射，易转型为厌氧菌种，存在加剧水体感官质量恶化的风险。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中投放的菌种没有固定载体，并且水域表面经常覆盖有浮萍，抵御阳光对水面的照射，易转型为厌氧菌种，存在加剧水体感官质量恶化的风险的问题，而提出的一种改善水环境的生态修复系统及方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种改善水环境的生态修复系统，包括带有曝气管的调节座，所述调节座上滑动连接有滤筒，还包括：固定安装在滤筒内的第一套筒，所述第一套筒内螺纹连接有螺杆，所述螺杆上转动连接有第二套筒，所述第二套筒上安装有3-5组呈圆形环绕设置的扩张组件；固定安装在第二套筒顶部的固定环，所述固定环上通过扭簧安装有叶轮片；与滤筒底部固定连接的延伸筒，所述延伸筒上设置有带动滤筒和螺杆旋转的驱动组件。

为了挤压生物菌剂，减少滤筒内的残留，优选地，所述扩张组件包括开设在调节座内底部的直线槽和固定安装在第二套筒上的连接块，所述直线槽内滑动连接有移动板，所述移动板与连接块之间转动连接有连接臂。

为了过滤更小体积的浮萍，进一步地，所述移动板的两侧设置有滑槽以及配合滑动的滑板，相邻所述滑板之间固定连接有弹性滤布。

为了使滤筒和螺杆旋转，并采用一个电机作为输出端，降低能耗，优选地，所述驱动组件包括相对设置的第一锥形齿、第二锥形齿以及与第一锥形齿和第二锥形齿共同啮合连接有第三锥形齿，所述第一锥形齿固定安装在延伸筒上，所述螺杆的下端贯穿延伸筒与第二锥形齿连接，所述延伸筒上固定安装有U形座，所述U形座上安装有第一电机，所述第一电机的输出端贯穿U形座与第三锥形齿固定安装。

为了使滤筒可面向浮萍多的一面，优选地，所述调节座包括矩形板，所述矩形板上交错设置有两个弧形滑轨，所述延伸筒设置在两个所述弧形滑轨的交叉处。

为了带动滤筒转动，进一步地，还包括：固定安装在矩形板上的安装座，所述弧形滑轨与安装座转动连接，所述安装座上安装有第二电机，所述第二电机的输出端贯穿安装座与弧形滑轨连接。

为了带动滤筒转动并转换方向，更进一步地，还包括：开设在上方弧形滑轨内的轨迹槽，所述滤筒的底部固定安装有滑块，所述滑块配合滑动在轨迹槽内。

为了丰富水域内的含氧量，进一步地，所述矩形板的下方固定安装有漂浮架，所述曝气管固定安装在漂浮架上，所述曝气管上设置有活性炭纤维管。

为了将装置下沉，使曝气管曝气，优选地，所述漂浮架包括空心架体，所述空心架体，所述空心架体内固定安装有第一气囊，所述滤筒开口处的下方固定安装有漂浮块，所述漂浮块内安装有气泵，所述气泵输出端与第一气囊之间连接有风管。

一种改善水环境的生态修复系统的修复方法，操作步骤如下：步骤1：初始阶段，第一气囊充气，装置漂浮，滤筒内填充有生物菌剂，驱动组件带动滤筒旋转产生离心力，生物菌剂通过滤孔抛洒在水域内；步骤2：驱动组件带动螺杆旋转，使移动板相互扩张，并拉伸弹性滤布，堵住滤孔，缩小流通物体的体积；步骤3：第一气囊放气，装置下沉至滤筒口，调节座带动滤筒倾斜，增加水流入的面积；步骤4：移动板相互扩张时，叶轮片通过扭簧回弹，在旋转时产生吸力，将水吸入滤筒内过滤浮萍；步骤5：曝气管曝气工作的启动与停止交替进行，活性炭纤维管摇摆，极大地接触污染水体。

与现有技术相比，本发明提供了一种改善水环境的生态修复系统及方法，具备以下有益效果：

1、该种改善水环境的生态修复系统，第一电机的输出端带动第三锥形齿转动，转动的第三锥形齿带动两侧啮合连接的第一锥形齿和第二锥形齿同轴反向旋转，一方面，旋转的第一锥形齿带动滤筒旋转并产生离心力，将滤筒内填充的生物菌剂抛洒出去；另一方面，旋转的第二锥形齿为螺杆的旋转提供动力，实现移动板的扩张运动，当移动板扩张至最大路径后，弹性滤布受力拉伸，挡住了滤筒上的滤孔，只能使水通过，而漂浮在水面的浮萍被弹性滤布隔离回收，减少水中污染物，提高阳光穿透力，减少水体发黑发臭的问题。

2、该种改善水环境的生态修复系统，移动板扩张至最大路径后，解除对叶轮片的抵触，螺杆旋转时，使叶轮片产生吸力，将水吸入滤筒内。

3、该种改善水环境的生态修复系统，活性炭纤维管通过支架安装在曝气头内，一方面，辅助冲氧曝气手段，使微生物附着于活性炭纤维管表面生长代谢，参与降解水体中有机污染物，曝气时，为活性炭纤维管所在区域增加氧气，有效避免了抛洒的生物菌剂转型成厌氧菌；另一方面，在曝气停止时，活性炭纤维管随水流方向倒伏，伴随曝气工作的启动与停止交替进行，使活性炭纤维管极大地接触污染水体，提高净化效果。

附图说明

图1为本发明提出的一种改善水环境的生态修复系统的结构示意图；

图2为本发明提出的一种改善水环境的生态修复系统的扩张组件结构示意图；

图3为本发明提出的一种改善水环境的生态修复系统的扩张组件上视结构示意图；

图4为本发明提出的一种改善水环境的生态修复系统的漂浮架结构示意图；

图5为本发明提出的一种改善水环境的生态修复系统的图1中A部分的结构示意图；

图6为本发明提出的一种改善水环境的生态修复系统的图2中B部分的结构示意图。

图中：1、曝气管；2、调节座；201、矩形板；202、弧形滑轨；203、安装座；204、第二电机；205、轨迹槽；206、滑块；3、滤筒；301、直线槽；4、第一套筒；5、螺杆；6、第二套筒；7、连接块；8、固定环；9、叶轮片；10、延伸筒；11、移动板；12、连接臂；13、滑板；14、弹性滤布；15、第一锥形齿；16、第二锥形齿；17、第三锥形齿；18、U形座；19、第一电机；20、漂浮架；2001、空心架体；2002、第一气囊；21、风管；22、活性炭纤维管；23、漂浮块；24、气泵；25、曝气头；26、衔接盘；27、衔接杆；28、第二气囊。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1：

参照图1-图6，一种改善水环境的生态修复系统，包括带有环形曝气管1的调节座2，在环形曝气管1上安装有与曝气管1内部连通的曝气头25，曝气头25沿曝气管1环形阵列，并且曝气头25的工作面朝向上方，在曝气管1工作时，装置整体没入水中，使氧气有效的与水体接触，保持水中一定的溶解氧浓度，调节座2上滑动连接有滤筒3，滤筒3上开设有滤孔，还包括：参阅图2和图6，固定安装在滤筒3内的第一套筒4，第一套筒4内螺纹连接有螺杆5，螺杆5上转动连接有第二套筒6，第二套筒6的开口直径大于第一套筒4，当螺杆5在第一套筒4内旋转时，带动第二套筒6上下移动，第二套筒6将第一套筒4收纳在内，第二套筒6上安装有3-4组呈圆形环绕设置的扩张组件；固定安装在第二套筒6顶部的固定环8，固定环8上通过扭簧安装有叶轮片9。

固定环8内固定安装有连接轴，连接轴的下端贯穿第二套筒6并与螺杆5连接，当螺杆5旋转时才能带动固定环8旋转，使叶轮片9产生吸力，将水吸入滤筒3内。

参阅图2，对本方案中的扩张组件，进一步进行优化。

扩张组件包括开设在调节座2内底部的直线槽301和固定安装在第二套筒6上的连接块7，直线槽301内滑动连接有移动板11，移动板11与连接块7之间转动连接有连接臂12。

参阅图1和图2，在滤筒3的开口端同心设置有衔接盘26，衔接盘26与滤筒3之间胡定连接有衔接杆27，一方面，减少滤筒3的形变，另一方面，在衔接杆27的下表面同样开设有直线槽301并与调节座2内底部相对应，提高移动板11滑动的稳定性，当螺杆5受动力作用旋转时，由于移动板11滑动连接在直线槽301内约束了第二套筒6的旋转度，使第二套筒6在第一套筒4进行直线移动，当第二套筒6向下方移动时，通过连接臂12推动移动板11向外侧移动，并对生物菌剂进行挤压，减少滤筒3内的残留。

参阅图3，更进一步的是，为了方便更换弹性滤布14，提高水过滤的效果，移动板11的两侧设置有滑槽以及配合滑动的滑板13，相邻滑板13之间固定连接有弹性滤布14。

当移动板11扩张至最大路径后，弹性滤布14受力拉伸，挡住了滤筒3上的滤孔，只能使水通过，而漂浮在水面的浮萍被弹性滤布14隔离回收。

与滤筒3底部固定连接的延伸筒10，延伸筒10上设置有带动滤筒3和螺杆5旋转的驱动组件。

参阅图1和图5，对本方案中的扩张组件，进一步进行优化。

驱动组件包括相对设置的第一锥形齿15、第二锥形齿16以及与第一锥形齿15和第二锥形齿16共同啮合连接有第三锥形齿17，第一锥形齿15固定安装在延伸筒10上，螺杆5的下端贯穿延伸筒10与第二锥形齿16连接，延伸筒10上固定安装有U形座18，U形座18上安装有第一电机19，第一电机19的输出端贯穿U形座18与第三锥形齿17固定安装。

需要说明的是，第二锥形齿16与U形座18之间为转动连接，用于提高螺杆5旋转时的稳定性。

在第一电机19的工作期间，第一电机19的输出端带动第三锥形齿17转动，转动的第三锥形齿17带动两侧啮合连接的第一锥形齿15和第二锥形齿16同轴反向旋转，旋转的第一锥形齿15带动滤筒3旋转并产生离心力，将滤筒3内填充的生物菌剂抛洒出去；旋转的第二锥形齿16为螺杆5的旋转提供动力，实现扩张组件的运动。

实施例2：

参阅图1和图5，与实施例1基本相同，更进一步的是，具体公开了调节座2的具体实施方案。

调节座2包括矩形板201，矩形板201上交错设置有两个弧形滑轨202，延伸筒10设置在两个弧形滑轨202的交叉处。还包括：固定安装在矩形板201上的安装座203，弧形滑轨202与安装座203转动连接，安装座203上安装有第二电机204，第二电机204的输出端贯穿安装座203与弧形滑轨202连接。

两个弧形滑轨202交叉角度为90°，并且上方的弧形滑轨202弧度大于下方的弧形滑轨202，减少两个弧形滑轨202之间的碰撞，第二电机204设置有两组分别控制一个弧形滑轨202的转动，使滤筒3实现多角度的旋转，在浮萍较多的一面进行打捞。

更进一步的是，还包括：开设在上方弧形滑轨202内的轨迹槽205，滤筒3的底部固定安装有滑块206，滑块206可为球体，减少滑块206与轨迹槽205之间的摩擦，滑块206配合滑动在轨迹槽205内。

滤筒3通过滑块206滑动连接在上方的弧形滑轨202上，一方面，减少了滤筒3的磨损；另一方面，提高了滤筒3滑动时的稳定性。

实施例3：

参阅图1和图4，与实施例2基本相同，更进一步的是，具体增加了提高水体含氧量的具体实施方案。

矩形板201的下方固定安装有漂浮架20，曝气管1固定安装在漂浮架20上，曝气管1上设置有活性炭纤维管22。

活性炭纤维具有较大的比表面积，其网架结构和多孔特质更适合成为微生物的附着载体，活性炭纤维管22通过不同质量的活性炭纤维组合加入环氧树脂注入粘合呈束状，通过支架安装在曝气头25内，一方面，辅助冲氧曝气手段，使微生物附着于活性炭纤维管22表面生长代谢，参与降解水体中有机污染物，曝气时，为活性炭纤维管22所在区域增加氧气，有效避免了抛洒的生物菌剂转型成厌氧菌；

另一方面，在曝气停止时，活性炭纤维管22随水流方向倒伏，伴随曝气工作的启动与停止交替进行，使活性炭纤维管22极大地接触污染水体，提高净化效果。

参阅图4，更进一步的是，漂浮架20包括空心架体2001，空心架体2001，空心架体2001内固定安装有第一气囊2002，滤筒3开口处的下方固定安装有漂浮块23，漂浮块23内安装有气泵24，气泵24输出端与第一气囊2002之间连接有风管21，在气泵24的进气端同样连接有风管21，在衔接盘26上固定安装有第二气囊28，风管21与第二气囊28密封连接。

在曝气时，气泵24将第一气囊2002内的空气输送至第二气囊28内存储，水流灌入空心架体2001内，装置整体下沉，对下方的水域进行曝气，延长氧气流动的距离。

需要说明的是，在水域内，装置可设置多组，两两装置中的曝气管1之间连接有软管，进行统一曝气。

一种改善水环境的生态修复系统的修复方法，操作步骤如下：

步骤1：初始阶段，第一气囊2002充气，装置漂浮，滤筒3内填充有生物菌剂，第一电机19的输出端带动第三锥形齿17转动，并带动啮合连接的旋转的第一锥形齿15转动，旋转的第一锥形齿15带动滤筒3旋转产生离心力，生物菌剂通过滤孔抛洒在水域内；

步骤2：转动的第三锥形齿17带动啮合连接的第二锥形齿16转动，转动的第二锥形齿16带动同轴的螺杆5旋转，由于移动板11滑动连接在直线槽301内约束了第二套筒6的旋转度，使第二套筒6在第一套筒4进行直线移动，当第二套筒6向下方移动时，通过连接臂12推动移动板11向外侧移动，使移动板11相互扩张，并拉伸弹性滤布14，堵住滤孔，缩小流通物体的体积；

步骤3：第一气囊2002放气，装置下沉至滤筒3口，调节座2带动滤筒3倾斜，第二电机204设置有两组分别控制一个弧形滑轨202的转动，使滤筒3实现多角度的旋转，增加水流入的面积；

步骤4：移动板11相互扩张时，叶轮片9通过扭簧回弹，在旋转时产生吸力，将水吸入滤筒3内过滤浮萍；

步骤5：曝气管1曝气工作的启动与停止交替进行，活性炭纤维管22摇摆，为活性炭纤维管22所在区域增加氧气，有效避免了抛洒的生物菌剂转型成厌氧菌，极大地接触污染水体，提高净化效果。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种改善水环境的生态修复系统，包括带有曝气管（1）的调节座（2），所述调节座（2）上滑动连接有滤筒（3），其特征在于，还包括：固定安装在滤筒（3）内的第一套筒（4），所述第一套筒（4）内螺纹连接有螺杆（5），所述螺杆（5）上转动连接有第二套筒（6），所述第二套筒（6）上安装有3-4组呈圆形环绕设置的扩张组件；固定安装在第二套筒（6）顶部的固定环（8），所述固定环（8）上通过扭簧安装有叶轮片（9）；与滤筒（3）底部固定连接的延伸筒（10），所述延伸筒（10）上设置有带动滤筒（3）和螺杆（5）旋转的驱动组件；

所述扩张组件包括开设在调节座（2）内底部的直线槽（301）和固定安装在第二套筒（6）上的连接块（7），所述直线槽（301）内滑动连接有移动板（11），所述移动板（11）与连接块（7）之间转动连接有连接臂（12），所述移动板（11）的两侧设置有滑槽以及配合滑动的滑板（13），相邻所述滑板（13）之间固定连接有弹性滤布（14），所述调节座（2）包括矩形板（201），所述矩形板（201）上交错设置有两个弧形滑轨（202），所述延伸筒（10）设置在两个所述弧形滑轨（202）的交叉处，固定安装在矩形板（201）上的安装座（203），所述弧形滑轨（202）与安装座（203）转动连接，所述安装座（203）上安装有第二电机（204），所述第二电机（204）的输出端贯穿安装座（203）与弧形滑轨（202）连接，还包括：开设在上方弧形滑轨（202）内的轨迹槽（205），所述滤筒（3）的底部固定安装有滑块（206），所述滑块（206）配合滑动在轨迹槽（205）内。

2.根据权利要求1所述的一种改善水环境的生态修复系统，其特征在于，所述驱动组件包括相对设置的第一锥形齿（15）、第二锥形齿（16）以及与第一锥形齿（15）和第二锥形齿（16）共同啮合连接有第三锥形齿（17），所述第一锥形齿（15）固定安装在延伸筒（10）上，所述螺杆（5）的下端贯穿延伸筒（10）与第二锥形齿（16）连接，所述延伸筒（10）上固定安装有U形座（18），所述U形座（18）上安装有第一电机（19），所述第一电机（19）的输出端贯穿U形座（18）与第三锥形齿（17）固定安装。

3.根据权利要求2所述的一种改善水环境的生态修复系统，其特征在于，所述矩形板（201）的下方固定安装有漂浮架（20），所述曝气管（1）固定安装在漂浮架（20）上，所述曝气管（1）上设置有活性炭纤维管（22）。

4.根据权利要求3所述的一种改善水环境的生态修复系统，其特征在于，所述漂浮架（20）包括空心架体（2001），所述空心架体（2001），所述空心架体（2001）内固定安装有第一气囊（2002），所述滤筒（3）开口处的下方固定安装有漂浮块（23），所述漂浮块（23）内安装有气泵（24），所述气泵（24）输出端与第一气囊（2002）之间连接有风管（21）。

5.一种改善水环境的生态修复系统的修复方法，采用权利要求4所述的一种改善水环境的生态修复系统，其特征在于，操作步骤如下：

步骤1：初始阶段，第一气囊（2002）充气，装置漂浮，滤筒（3）内填充有生物菌剂，驱动组件带动滤筒（3）旋转产生离心力，生物菌剂通过滤孔抛洒在水域内；

步骤2：驱动组件带动螺杆（5）旋转，使移动板（11）相互扩张，并拉伸弹性滤布（14），堵住滤孔，缩小流通物体的体积；

步骤3：第一气囊（2002）放气，装置下沉至滤筒（3）口，调节座（2）带动滤筒（3）倾斜，增加水流入的面积；

步骤4：移动板（11）相互扩张时，叶轮片（9）通过扭簧回弹，在旋转时产生吸力，将水吸入滤筒（3）内过滤浮萍；

步骤5：曝气管（1）曝气工作的启动与停止交替进行，活性炭纤维管（22）摇摆，极大地接触污染水体。