CN203820548U - 一种人工湿地用超声波疏堵装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种解决人工湿地堵塞的超声波装置，包括电源、超声波发生器、超声波换能器以及震动面钢板；所述超声波发生器与电源相连接，以产生高频交流信号，并传给所述超声波换能器；所述超声波换能器用于将高频交流信号转换成高频机械震荡波，并将所述高频机械震荡波通过震动面钢板传播到湿地最上层的水面。本实用新型通过超声波在液体中的空化作用所产生的巨大压力破坏积累在湿地中的生物膜而使他们分化于溶液中，一方面破坏生物膜与填料的吸附，另一方面能引起生物膜的破坏而将其驳离，克服了湿地系统孔隙杂乱，一般清理方法深度不够、力度不足的难题。

Description

一种人工湿地用超声波疏堵装置

技术领域

本实用新型属于资源环境保护技术领域，具体涉及一种利用超声波解决人工湿地堵塞的疏堵装置。

背景技术

堵塞是人工湿地推广应用的主要瓶颈。堵塞后填料的渗透系数急剧降低，水流不能按照原有的方式进行而直接溢出湿地系统，使湿地不能发挥应有的处理功能，而且湿地表面的长期积水也带来了蚊蝇滋生、恶臭等卫生问题，造成了环境的二次污染。

针对湿地填料堵塞问题，目前的方法主要在于预防堵塞的发生（专利号：CN101050027A、CN101708899A、CN1970473A、CN101638264A、CN102126791A、CN101723547A和CN101973632A），而对于堵塞发生后的治理措施则明显不足，目前报道的只有利用土壤动物修复堵塞型潜流人工湿地（专利号：CN1923728A），因此有必要寻找一种解决湿地堵塞发生后的解堵方法。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题，是提供一种能利用超声波的特性有效解决人工湿地堵塞的湿地用超声波疏堵装置。

为解决上述技术问题，本实用新型公开了一种解决人工湿地堵塞的超声波装置，包括电源、超声波发生器、超声波换能器以及震动面钢板；所述超声波发生器与电源相连接，以产生高频交流信号，并传给所述超声波换能器；所述超声波换能器用于将高频交流信号转换成高频机械震荡波，并将所述高频机械震荡波通过震动面钢板传播到湿地最上层的水面。

本实用新型中，超声波换能器的频率大于20KHz。

上述超声波疏堵装置在人工湿地解堵中的应用。

本实用新型还公开了人工湿地用超声波疏堵装置在解决湿地堵塞中的应用。一种利用超声波解决湿地堵塞的方法，先将超声波疏堵装置放在已经发生堵塞的湿地表面，然后使湿地运行直至表面浸满水，水面一定要与超声波疏堵装置的震动面钢板接触，随后打开电源，进行超声波清洗，最后等超声波清洗结束后把湿地中原有的水快速排放，并用自来水清洗数次。所述震动面钢板与水表面接触，超声波发生器产生高频交流信号，并将所述高频交流信号传给超声波换能器；所述超声波换能器将所述高频交流信号转换成高频机械震荡波，并将所述高频机械震荡波传播到所述水，使水流动而产生数以万计的微小气泡，存在于水中的微小气泡在声场的作用下振动，气泡闭合时会产生冲击波，在其周围产生上千个大气泡，破坏不溶性污物，并使不溶性污物分散与水中，固体颗粒也会被水冲掉，从而达到疏堵的结果。

本实用新型的利用超声波疏堵装置来解决湿地堵塞的方法可根据湿地的堵塞程度，来确定超声波的作用时间和间隔次数，实现最优的解决堵塞的效果。

有益效果：本实用新型利用声波、水流无孔不入的特性，通过超声波在液体中的空化作用所产生的巨大压力破坏积累在湿地中的生物膜而使他们分化于溶液中，一方面破坏生物膜与填料的吸附，另一方面能引起生物膜的破坏而将其驳离。超声波清洗不论孔隙多么复杂，只要能接触到液体的地方，超声波的清洗作用都能达到。只要产生空化现象，气泡的振动就可对固体表面进行擦洗，污层一旦有缝可钻，气泡振动便使污层脱落。被水波空蚀剥落的生物膜会随着水流一起排出湿地。本实用新型克服了湿地系统孔隙杂乱，一般清理方法深度不够、力度不足的难题。

附图说明

图1为超声波疏堵装置。

图2为装有超声波疏堵装置的湿地单元模型。

具体实施方式

根据下述实施例，可以更好地理解本实用新型。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例中所描述的内容仅用于说明本实用新型，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本实用新型。

如图1所示，本实用新型公开了一种人工湿地用超声波疏堵装置，包括电源1、超声波发生器2、超声波换能器4以及震动面钢板5，超声波发生器2和超声波换能器4之间通过连接线连接；所述超声波发生器2与电源1相连接，以产生高频交流信号，并传给所述超声波换能器3；所述超声波换能器4用于将高频交流信号转换成高频机械震荡波，并将所述高频机械震荡波通过震动面钢板5传播到湿地最上层的水面。超声波换能器的频率大于20KHz。

如图2所示（附图2为效果图，不可避免的使用灰度），本实用新型还公开了湿地用超声波疏堵装置在解决湿地堵塞中的应用。所述应用的温度范围20～40℃。

先将超声波疏堵装置2a放在已经发生堵塞的湿地表面，然后使湿地运行直至表面浸满水，水面2b与超声波疏堵装置的震动面钢板接触；打开电源，进行超声波清洗堵塞层2c、填料层2d以及承托层2e，等超声波清洗结束后打开进出水管2f把湿地中原有的水快速排放，并用自来水清洗数次。

实施例：

在实验室内模拟利用超声波装置对人工湿地进行解堵，选5个人工湿地单元模型（见图2），分别称为湿地模型A、B、C、D和E，每个反应器直径为30cm，高为80cm（相当于在整个湿地中以植株密度为单位截取一单元模型）。湿地反应器底部填充10cm的鹅卵石承托层（d₁₀为小于某粒径的土粒重量累计百分数为10%时，相应的粒径称为有效粒径；d₁₀为0.35mm，不均匀系数Cu为2.1），承托层保证充分排水并且不出现积水情况。承托层上面填充60cm的粗砂（d₁₀为0.15mm，不均匀系数Cu为2.2）作为湿地的主要基质，这是因为湿地的堵塞尤其是生物堵塞过程是很漫长的过程，为了更好的在实验室尺度能够模拟堵塞过程，而采用了粗砂介质。布水系统和集水系统都设置在湿地单元模型底部，反应器的基质表面都种植香蒲。在进水BOD浓度为500mg/L，水力负荷为500mm/d的条件下，连续运行3个月，湿地基本堵塞（渗透系数比初始状态降低3倍），并出现排水不畅表面开始积水的现象，此时我们开始上述所述方法和步骤利用超声波疏堵装置对人工湿地进行解堵，每次超声波作用结束后迅速排出洗液，在下次作用前再把水注满。A作为空白参照，其他湿地模型的具体超声波作用的时间和次数，湿地解堵的效果见下表：

本实用新型提供了一种利用超声波解决湿地堵塞的方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (2)

1.一种人工湿地用超声波疏堵装置，其特征在于，包括电源、超声波发生器、超声波换能器以及震动面钢板；所述超声波发生器与电源相连接，以产生高频交流信号，并传给所述超声波换能器；所述超声波换能器用于将高频交流信号转换成高频机械震荡波，并将所述高频机械震荡波通过震动面钢板传播到湿地最上层的水面。

2.根据权利要求1所述的根据权利要求1所述的一种人工湿地用超声波疏堵装置，其特征在于，超声波换能器的频率大于20KHz。