CN116216948A - 一种生态湿地快速更换碳源的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生态湿地快速更换碳源的装置,包括浮板,所述浮板上安装有第一管道,所述第一管道下端的壁上设有若干个小孔,在第一管道的底端设有可闭合的盖板,在第一管道底端的外侧周向设有多个第二管道,第二管道通过软管与第一管道连通,在第二管道的壁上设有若干个小孔;所述浮板上安装有可开启盖板的卷扬装置,浮板上还安装有电机,电机与位于浮板上的电池单元连接,所述电机竖直安装在浮板上,电机上安装有电机轴,电机轴上安装有第一齿轮,第一齿轮同时与第二齿轮和第三齿轮啮合,第二齿轮和第三齿轮分别与第一螺杆和第二螺杆连接。本发明可持续精准的污水处理过程中提供碳源,碳源更换方便,污水处理效果好。
Description
技术领域
本发明涉及生态湿地快速更换碳源的装置,属于水生态领域。
背景技术
人工湿地是20 世纪70 年代发展起来的一种新型的污水处理工艺,因其具有投资运行费用低、处理效果稳定、管理简便、能够因地制宜的构建等优点,近年来得到了较快的发展,被运用到越来越多的领域,其中包括生活污水、受污染地表水、面源污染、采矿废水、农业和畜牧业污水以及水产养殖废水的处理等方面。
人工湿地系统通过多种机理去除进水中的氮,这些机理主要包括生物、物理和化学等几方面的协同作用,主要有挥发、氨化、硝化反硝化、植物摄取和基质吸附等。研究表明,湿地中主要的除氮机理是微生物的硝化反硝化作用。硝化作用是在好氧条件下,微生物将NH4+-N 氧化成NO2—-N 和NO3—-N 的过程。硝化作用分两步进行:第一步是NH4+-N氧化成NO2—-N 的过程,这一过程由严格的好氧菌完成;第二步是NO2—-N 进一步氧化成NO3—-N 的过程,这一步由兼性化能自养细菌完成。硝化作用只是氮存在形态的变化,真正的脱氮作用并没有发生。反硝化作用是在厌氧条件下,微生物将NO3—-N 转化成N2O 或N2并释放到大气中的过程。反硝化作用过程中,微生物在缺氧条件下利用水体中的有机碳作为电子供体,以硝化作用的产物NO3—-N 作为电子受体,将NO3—-N 还原为氮气从系统中去除。
例如发明专利201210196443.3补充垂直流人工湿地固体碳源的方法及装置:该发明将固体碳源装入碳源输送管道,碳源材料中有机碳进行水解溶出,并通过碳源输送管道上的开孔释放到湿地系统中,进入湿地底部,从而提高低碳高氮污水的脱氮效率。但是,该发明直接人工将碳源放置在碳源输送管道里,存在如何将碳源释放完毕的残留物去除,对碳源进行更换等问题,而这些问题在实际的污水处理的人工湿地单元中是尤为重要的。
发明内容
发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种生态湿地快速更换碳源的装置,可持续精准的污水处理过程中提供碳源,碳源更换方便,污水处理效果好。
技术方案:为解决上述技术问题,本发明的一种生态湿地快速更换碳源的装置,包括浮板,所述浮板上安装有第一管道,所述第一管道下端的壁上设有若干个小孔,在第一管道的底端设有可闭合的盖板,在第一管道底端的外侧周向设有多个第二管道,第二管道通过软管与第一管道连通,在第二管道的壁上设有若干个小孔;所述浮板上安装有可开启盖板的卷扬装置,浮板上还安装有电机,电机与位于浮板上的电池单元连接,所述电机竖直安装在浮板上,电机上安装有电机轴,电机轴上安装有第一齿轮,第一齿轮同时与第二齿轮和第三齿轮啮合,第二齿轮和第三齿轮分别与第一螺杆和第二螺杆连接,第一螺杆和第二螺杆分别通过轴承和支架安装在第一管道上,在第一管道上套有移动环,移动环通过螺纹与第一螺杆和第二螺杆连接,移动环通过连接绳与第二管道连接。
作为优选,所述浮板上安装有第一卡箍单元和第二卡箍单元,第一卡箍单元和第二卡箍单元分别包含第一半圆和第二半圆,第一半圆和第二半圆分别与固定柱铰接,第一半圆和第二半圆通过螺栓固定在第一螺杆或第二螺杆上,第一半圆和第二半圆形成的第一卡箍单元或第二卡箍单元内壁设有螺纹,螺纹与第一螺杆或第二螺杆配合使用;当需要更换碳源时,将第一半圆和第二半圆通过螺栓锁紧,通过电机将第一管道上移。
作为优选,所述卷扬装置包含第一卷扬单元和第二卷扬单元,第一卷扬单元和第二卷扬单元分别包含第一转轴和拉绳,拉绳穿过滑轮与盖板连接,通过第一转轴的旋转带动拉绳移动,从而将盖板打开,可开闭的盖板通过扭簧安装在第一管道上。
作为优选,所述第一管道的顶端安装有漏斗,漏斗上安装可闭合的封盖。
作为优选,所述电池单元包含太阳能板和太阳能电池,太阳能电池与电机连接,为电机提供动力。
在本发明中,所述第一管道内安装有搅拌轴,搅拌轴上设有螺旋搅拌叶,搅拌轴通过轴承安装在第一管道上。所述第二管道上安装有检测总氮出水浓度的传感器,传感器与控制器信号连接,控制器与电机连接。所述传感器检测的浓度大于25mg/L时,电机轴转动一圈后,间隔0.5小时后,电机轴反转一周,间隔0.5小时后,依次循环;当传感器检测的浓度小于等于25mg/L时且大于15mg/L时,电机轴转动一圈后,间隔1小时后,电机轴反转一周,间隔1小时后,依次循环;当传感器检测的浓度小于等于15mg/L时电机轴转动一圈后,间隔2小时后,电机轴反转一周,间隔2小时后,依次循环。电机轴转动一周,第二管道运动到最高点,电机轴反转一周,第二管道落下,依次反复,扩大第二管道中碳源与底层污水的接触面积,从而更好提高碳源与污水的接触,提高反硝化效率。
有益效果:本发明的生态湿地快速更换碳源的装置,将固体碳颗粒放置到第一管道和第二管道中,当碳源反应一部分后,漏斗中的碳源会自动补充,在碳源在反应过程中,通过电机带动第二管道中的碳源移动,从而扩大碳源活动区域,为反硝化作用提供碳源,大大提高反硝化效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中浮板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1和图2所示,本发明的一种生态湿地快速更换碳源的装置,包括浮板3,所述浮板3上安装有第一管道10,所述第一管道10下端的壁上设有若干个小孔,在第一管道10的底端设有可闭合的盖板8,在第一管道10底端的外侧周向设有多个第二管道9,第二管道9通过软管6与第一管道10连通,在第二管道9的壁上设有若干个小孔;所述浮板3上安装有可开启盖板8的卷扬装置,浮板3上还安装有电机14,电机14与位于浮板3上的电池单元连接,所述电池单元包含太阳能板17和太阳能电池,太阳能电池与电机14连接,为电机14提供动力,所述电机14竖直安装在浮板3上,电机14上安装有电机14轴,电机14轴上安装有第一齿轮12,第一齿轮12同时与第二齿轮11和第三齿轮13啮合,第二齿轮11和第三齿轮13分别与第一螺杆16和第二螺杆连接,第一螺杆16和第二螺杆分别通过轴承和支架安装在第一管道10上,在第一管道10上套有移动环,移动环通过螺纹与第一螺杆16和第二螺杆连接,移动环通过连接绳4与第二管道9连接。
在本发明中,所述浮板3上安装有第一卡箍单元15和第二卡箍单元,第一卡箍单元15和第二卡箍单元分别包含第一半圆和第二半圆,第一半圆和第二半圆分别与固定柱铰接,第一半圆和第二半圆通过螺栓固定在第一螺杆16或第二螺杆上,第一半圆和第二半圆形成的第一卡箍单元15或第二卡箍单元内壁设有螺纹,螺纹与第一螺杆16或第二螺杆配合使用;当需要更换碳源时,将第一半圆和第二半圆通过螺栓锁紧,通过电机14将第一管道10上移。
在本发明中,所述卷扬装置包含第一卷扬单元和第二卷扬单元,第一卷扬单元和第二卷扬单元分别包含第一转轴2和拉绳7,拉绳7穿过滑轮与盖板8连接,通过第一转轴2的旋转带动拉绳7移动,从而将盖板8打开,可开闭的盖板8通过扭簧安装在第一管道10上。所述第一管道10的顶端安装有漏斗1,漏斗1上安装可闭合的封盖。
本发明在制作过程中,在工厂将各个部件制作完成,第一管道10与第二管道9连接完成。运输到指定地方,将一部分碳源装入到第一管道10和第二管道9中,将各个部件安装完毕,将碳源颗粒倒入漏斗1中。碳源位于深水区内,为反硝化反应提供碳源。在弹簧碳源工作过程中,电机14带动第一螺杆16和第二螺杆转动,从而带动移动环整体上下移动,从而带动第二管道9绕第一管道10转动,扩大碳源的作用面积,以及提高碳源的作用效率,当漏斗1以及第一管道10和第二管道9中的碳源反应完毕后,第一管道10和第二管道9还存在残留物,需要在添加碳源过程中,将残留物去除。将第一卡箍单元15和第二卡箍单元锁紧,与第一螺杆16和第二螺杆配合,将第一管道10上移,卷扬装置工作,以及电机14带动移动环上移,将第一管道10和第二管道9中的残留物通过盖板8排出。电机14反转,将第一管道10放回,当到达指定位置后,卷扬装置松开,盖板8闭合。电机14继续将移动环下移,使得第二管道9呈下倾斜状态,通过漏斗1向第一管道10和第二管道9添加碳源,当加满后,封闭封盖,进入下一个工作周期。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种生态湿地快速更换碳源的装置,其特征在于:包括浮板,所述浮板上安装有第一管道,所述第一管道下端的壁上设有若干个小孔,在第一管道的底端设有可闭合的盖板,在第一管道底端的外侧周向设有多个第二管道,第二管道通过软管与第一管道连通,在第二管道的壁上设有若干个小孔;所述浮板上安装有可开启盖板的卷扬装置,浮板上还安装有电机,电机与位于浮板上的电池单元连接,所述电机竖直安装在浮板上,电机上安装有电机轴,电机轴上安装有第一齿轮,第一齿轮同时与第二齿轮和第三齿轮啮合,第二齿轮和第三齿轮分别与第一螺杆和第二螺杆连接,第一螺杆和第二螺杆分别通过轴承和支架安装在第一管道上,在第一管道上套有移动环,移动环通过螺纹与第一螺杆和第二螺杆连接,移动环通过连接绳与第二管道连接。
2.根据权利要求1所述的生态湿地快速更换碳源的装置,其特征在于:所述浮板上安装有第一卡箍单元和第二卡箍单元,第一卡箍单元和第二卡箍单元分别包含第一半圆和第二半圆,第一半圆和第二半圆分别与固定柱铰接,第一半圆和第二半圆通过螺栓固定在第一螺杆或第二螺杆上,第一半圆和第二半圆形成的第一卡箍单元或第二卡箍单元内壁设有螺纹,螺纹与第一螺杆或第二螺杆配合使用;当需要更换碳源时,将第一半圆和第二半圆通过螺栓锁紧,通过电机将第一管道上移。
3.根据权利要求1所述的生态湿地快速更换碳源的装置,其特征在于:所述卷扬装置包含第一卷扬单元和第二卷扬单元,第一卷扬单元和第二卷扬单元分别包含第一转轴和拉绳,拉绳穿过滑轮与盖板连接,通过第一转轴的旋转带动拉绳移动,从而将盖板打开,可开闭的盖板通过扭簧安装在第一管道上。
4.根据权利要求1所述的生态湿地快速更换碳源的装置,其特征在于:所述第一管道的顶端安装有漏斗,漏斗上安装可闭合的封盖。
5.根据权利要求1所述的生态湿地快速更换碳源的装置,其特征在于:所述电池单元包含太阳能板和太阳能电池,太阳能电池与电机连接,为电机提供动力。
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