CN206562378U - 一种沉水植物补光‑曝气一体化装置 - Google Patents

一种沉水植物补光‑曝气一体化装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种沉水植物补光‑曝气一体化装置。本实用新型的目的在于提供一种沉水植物补光‑曝气一体化装置。本实用新型包括顶罩、悬浮体和可伸缩曝气套管，其特征在于：A所述顶罩的外部固定有光感开关、太阳能电池板和风力发动机；B、所述悬浮体通过锚绳与铁锚相连，悬浮体内设有蓄电池、曝气装置和电源控制器，蓄电池通过电源控制器分别与太阳能电池板及风力发电机相连；C、所述可伸缩曝气套管包括外管和内管，内管壁上安装有LED灯泡，该LED灯泡通过光感开关与蓄电池相连，外管的一端与曝气装置连通，另一端与内管套接，该内管一端的出气口通过外管与曝气装置连通。本实用新型主要用于向深层富营养化水体中的植物修复提供光照和曝气。

Description

一种沉水植物补光-曝气一体化装置
技术领域
本实用新型涉及一种一体化装置，尤其涉及一种沉水植物补光-曝气一体化装置。
背景技术
水体富营养化已成为国内外水环境污染治理的难题之一，恢复和重建水生态系统是富营养化水体生态修复的主要任务。运用水生植物尤其是沉水植物恢复和重建水生态系统已成为富营养化水体生态修复的重要手段之一。沉水植物作为水生态系统的初级生产者不仅能够吸收水体中的营养物质，增加水体中溶解氧含量，降低水体中的营养盐浓度，同时与藻类竞争营养盐，抑制水华的暴发。然而沉水植物在对水体生态系统进行调节的同时，其自身也受到环境的影响。
沉水植物的光合作用、光补偿点等特征大大限制了其在水下可分布的最大深度、光合产量和竞争能力。在深层水体以及藻类富集的富营养化水体中，由于水体中悬浮物以及浮游藻类的存在使水体透明度低、溶解氧含量少，限制沉水植物进行正常的光合作用和呼吸作用。导致沉水植物难以大面积成活从而形成稳定的群落。因此，恢复沉水植物群落的最基本要求之一就是增加水下光照强度。
目前解决沉水植物光抑制的方法主要有降低水位、提高水体透明度、垂直改变沉水植物在水中位置等。然而这些方法耗资巨大、历时长且效果不是很理想。
因此，本实用新型合理的利用光能和风能为沉水植物提供连续可靠的光照支持，同时以曝气方式提高水体溶解氧，从而实现了沉水植物在不同水位及透明度状况下获得持续稳定的光照，而溶解氧的提升有利于富营养化水体的自净。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种沉水植物补光-曝气一体化装置，以实现运用水生植物尤其是沉水植物恢复和重建富营养化水体的生态系统。
为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：一种沉水植物补光-曝气一体化装置，包括顶罩、悬浮体和可伸缩曝气套管，其特征在于：
A、所述顶罩1的外部固定有光感开关4、太阳能电池板5和风力发动机6；
B、所述悬浮体2通过锚绳12与铁锚13相连，悬浮体内设有蓄电池7、曝气装置8和电源控制器9，蓄电池7通过电源控制器9分别与太阳能电池板5及风力发电机6相连；
C、所述可伸缩曝气套管包括外管3和内管14，内管壁上安装有LED灯泡10，该LED灯泡通过光感开关4与蓄电池7相连，外管3的一端与曝气装置8连通，另一端与内管14套接，该内管一端的出气口11通过外管3与曝气装置8连通。
所述LED灯泡10与曝气装置8由太阳能电池板5、风力发电机6通过蓄电池7充电，并通过光感开关4控制LED灯泡10的开、关。
所述的悬浮体2为圆形中空聚乙烯材质制成的半封闭结构防腐浮块，其直径100-200cm，高度30-50cm。
所述内管14上LED灯泡相邻间距为5.5-8.5mm，灯泡直径5-12mm。
所述可伸缩曝气套管为轻质防腐铝合金套管，外管3直径3-6cm，整个套管最大伸展长度为2.5-3.5m。
所述蓄电池7、曝气装置8及电源控制器9外壳表面均设有防水涂层。
所述可伸缩曝气套管的数量至少3个，分别设置在悬浮体2的周围。
所述曝气出气口11直径1cm，曝气装置功率35W，排气量40L/min。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型可应用于深层及富营养化水体，利用水下LED灯泡为沉水植物进行补光。
2、可调节LED光源在水下深度，满足不同沉水植物对光强的需要，同时还可选取特定波长的LED灯泡，具有较好的灵活性及特异性。
3、充分利用风能和太阳能的天然相互性，大大提高了蓄电池的电量存储，提高了整个系统的运行可靠性，无需岸上供电设备及电缆等设备，适用于各种自然条件水体，节能环保。
4、在消除光限制的同时，曝气装置可改善水中溶解氧，提高水体自净能力，进一步提高了水质改善的效率。
5、可移动性，可根据水域面积灵活使用，既能单个装置长期在某一水域处理，也可多个装置在该水域集中应用。建造简单，便于维护，安置成功后不需人为现场值守。
6、该装置不仅有利于沉水植物生长，同时可增加水体中溶解氧。解决了富营养化水体修复过程中沉水植物种植后维护成本高、死亡率高的现有难题。具有使用方便，成本较低，节能环保等优点。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图中：1-顶罩；2-悬浮体；3-外管；4-光感开关；5-太阳能电池板；6-风力发电机；7-蓄电池；8-曝气装置；9-电源控制器；10-LED灯泡；11-出气口；12-锚绳；13-铁锚；14-内管。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型及其具体实施方式作进一步详细说明。
参见图1，本实用新型包括顶罩、悬浮体和可伸缩曝气套管，其特征在于：
A、所述顶罩1的外部固定有光感开关4、太阳能电池板5和风力发动机6；
B、所述悬浮体2通过锚绳12与铁锚13相连，悬浮体内设有蓄电池7、曝气装置8和电源控制器9，蓄电池7通过电源控制器9分别与太阳能电池板5及风力发电机6相连；
C、所述可伸缩曝气套管包括外管3和内管14，内管壁上安装有LED灯泡10，该LED灯泡通过光感开关4与蓄电池7相连，外管3的一端与曝气装置8连通，另一端与内管14套接，该内管一端的出气口11通过外管3与曝气装置8连通。
所述LED灯泡10与曝气装置8由太阳能电池板5、风力发电机6通过蓄电池7充电，并通过光感开关4控制LED灯泡10的开、关。
所述的悬浮体2为圆形中空聚乙烯材质制成的半封闭结构防腐浮块，其直径100-200cm，高度30-50cm。
所述内管14上LED灯泡相邻间距为5.5-8.5mm，灯泡直径5-12mm。
所述可伸缩曝气套管为轻质防腐铝合金套管，外管3直径3-6cm，整个套管最大伸展长度为2.5-3.5m。
所述蓄电池7、曝气装置8及电源控制器9外壳表面均设有防水涂层。
所述可伸缩曝气套管的数量至少3个，分别设置在悬浮体2的周围。
所述曝气出气口11直径1cm，曝气装置功率35W，排气量40L/min。
实例1
利用风能和太阳能的天然相互性，大大提高了蓄电池的电量存储。悬浮体是圆形中空的聚乙烯材质制成的防腐浮块，采用半封闭结构，具有防水、散热的功能，外直径120cm，高度30cm，其体积、厚度根据其所承受重量确定，确保其浮力为所承受重量的1.2倍。三根直径4cm的轻质防腐铝合金制成中空可伸缩曝气套管，环绕安装在悬浮体2的外围，确保悬浮体受力均匀、姿态平稳，最大伸缩长度可达3m，可以通过伸缩套管长度调节光照强度，内管14外壁上安装有一体化的LED灯泡10，相邻LED灯泡的中心距为8.5mm，灯泡直径8mm，单个管壁最大光照强度可达10000lx，LED灯泡10通过光感开关4与蓄电池7连接实现白天黑暗交替，整个LED补光装置采用密封防水结构。中空可伸缩曝气套管的内管端部作为曝气装置出气口11，出气口直径1cm，表面固定不锈钢筛网。曝气装置8功率35W，尺寸260*180*109mm，排气量40L/min。太阳能电池板5额定功率50w，外形尺寸510*235*30mm，风力发电机6额定功率50w，叶轮直径510mm。锚绳12将悬浮体2与铁锚13连接起到固定作用，锚绳选用麻绳、尼龙绳、合成纤维均可，锚绳长度根据本实用新型投放处水深确定，总长度比水深长50-100cm，冗余长度用于连接悬浮体与铁锚。
在实际操作时要根据水深程度和沉水植物种类合理选择LED光源深度及LED光源波长，装置安装后，将铁锚抛入水底进行定位，通过太阳能电池板和风力发电机将太阳能和风能转化为电能供LED灯泡及曝气装置使用。光感开关控制LED灯泡的开、关，有光照时LED灯泡开启，无光照时LED灯泡关闭，曝气装置不间断工作。根据水域面积及透明度合理调节装置安放密度。
实例2
一景观水体60亩左右，水深1.5-2.5m，由于多年的生活污水排入，导致水体严重富营养化。每年夏季，浮游藻类大量繁殖，水生态环境恶化，水体散发严重异味。2015年8月份检测水体总氮12.9mg/L，总磷0.9mg/L，溶解氧5.1mg/L，水体透明度不足20cm，沉水植物除浅水区零星分布外基本没有。
在该水体运用本实用新型装置：2016年4月初在该水体人工混合种植伊乐藻，菹草、轮叶黑藻、苦草等沉水植物种植密度为80-120株/m2，同时按照实施例1安放本实用新型装置，安放密度80-150m2/个。同年8月底，该水体沉水植物成活率达92％以上，沉水植物覆盖率达到60-85％。总氮、总磷含量下降了51.5％和45.2％，溶解氧含量增加了26％，透明度高达65cm。综合判断，通过沉水植物的恢复，该水体已恢复了部分自净能力。
上述实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种沉水植物补光-曝气一体化装置，包括顶罩、悬浮体和可伸缩曝气套管，其特征在于：
A、所述顶罩(1)的外部固定有光感开关(4)、太阳能电池板(5)和风力发电机(6)；
B、所述悬浮体(2)通过锚绳(12)与铁锚(13)相连，悬浮体内设有蓄电池(7)、曝气装置(8)和电源控制器(9)，蓄电池(7)通过电源控制器(9)分别与太阳能电池板(5)及风力发电机(6)相连；
C、所述可伸缩曝气套管包括外管(3)和内管(14)，内管壁上安装有LED灯泡(10)，该LED灯泡通过光感开关(4)与蓄电池(7)相连，外管(3)的一端与曝气装置(8)连通，另一端与内管(14)套接，该内管一端的出气口(11)通过外管(3)与曝气装置(8)连通。
2.按权利要求1所述一体化装置，其特征在于所述LED灯泡(10)与曝气装置(8)由太阳能电池板(5)、风力发电机(6)通过蓄电池(7)充电，并通过光感开关(4)控制LED灯泡(10)的开、关。
3.按权利要求1所述一体化装置，其特征在于，所述的悬浮体(2)为圆形中空聚乙烯材质制成的半封闭结构防腐浮块，其直径100-200cm，高度30-50cm。
4.按权利要求1所述一体化装置，其特征在于，所述内管(14)上LED灯泡相邻间距为5.5-8.5mm，灯泡直径5-12mm。
5.按权利要求1所述一体化装置，其特征在于，所述可伸缩曝气套管为轻质防腐铝合金套管，外管(3)直径3-6cm，整个套管最大伸展长度为2.5-3.5m。
6.按权利要求1所述一体化装置，其特征在于，所述蓄电池(7)、曝气装置(8)及电源控制器(9)外壳表面均设有防水涂层。
7.按权利要求1所述一体化装置，其特征在于，所述可伸缩曝气套管的数量至少3个，分别设置在悬浮体(2)的周围。
8.按权利要求1所述一体化装置，其特征在于，所述曝气出气口(11)直径1cm，曝气装置功率35W，排气量40L/min。
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