CN210604621U - 一种河道水环境修复的模拟实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种河道水环境修复的模拟实验装置，包括模拟河道，模拟河道的底部设有淤泥层，淤泥层上方设有用以修复淤泥层的吸附层。模拟实验装置中设置了淤泥层，淤泥层上设有吸附层，吸附层能够吸收淤泥层中的污染物，从而将污染物固定，避免其向水体扩散，达到修复淤泥的目的。

Description

一种河道水环境修复的模拟实验装置

技术领域

本实用新型涉及水污染治理技术领域，特别涉及一种河道水环境修复的模拟实验装置。

背景技术

随着社会的不断发展，人们对环境的要求不断提高，水环境修复也得到越来越多的重视。现有河道水环境处理通常采用曝气、投入化学药剂、设置人工浮岛装置的方法。这些方法只能对水体起到修复作用，而忽视水下的淤泥。淤泥中往往污染较为严重，在淤泥的清理过程中容易造成二次污染。

进行水环境修复前需要进行模拟实验，通过实验确定修复效果。现有的水环境修复实验装置也通常是针对水体进行修复，无法测试对淤泥的修复效果。

因此，如何提供一种能够测试淤泥修复效果的模拟实验装置是本领域技术人员需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种河道水环境修复的模拟实验装置，其设置了淤泥层和吸附层，进而测试对淤泥的修复效果。

为实现上述目的，本实用新型提供一种河道水环境修复的模拟实验装置，包括模拟河道，所述模拟河道的底部设有淤泥层，所述淤泥层上方设有用以修复所述淤泥层的吸附层。

优选地，所述模拟河道的两端分别设有进水口和出水口，所述模拟河道中设有与所述进水口和所述出水口之间的连线具有预设角度、以增加水流长度的阻隔部。

优选地，所述模拟河道的进水口和出水口均与水循环系统相连，所述水循环系统中设有与水泵相连的流量调节机构和用以测量水流量的流量测量机构。

优选地，所述水循环系统中还设有储水箱，所述储水箱的出口与所述水泵相连，所述储水箱的出口与所述水泵间设有开关阀。

优选地，还包括设置于所述模拟河道中的在线监测机构，所述在线监测机构包括用以测量水温的温度探头、用以测量PH值的酸碱度探头以及用以测量水质化学指标的水质检测探头。

优选地，还包括用以增加水中含氧量的曝气机构。

优选地，还包括用以辅助修复水环境的生物辅助系统。

优选地，所述生物辅助系统包括漂浮于水面的浮岛，所述浮岛种植有具有修复功能的植物。

目前城市河道生态修复工程中普遍存在两个误区，一是只注重水体修复而忽视底泥修复，而大多数污染物沉积在水下的淤泥中。即使水体被修复，淤泥中的污染物仍会向水中扩散，严重影响水体的修复效果。二是对底泥的修复主要以清淤疏浚、淋洗等处理方式，处理过程容易造成二次污染，疏浚后的底泥安放也是一个问题。

本实用新型所提供的河道水环境修复的模拟实验装置，包括模拟河道，模拟河道的底部设有淤泥层，淤泥层上方设有用以修复淤泥层的吸附层。

模拟实验装置中设置了淤泥层，淤泥层上设有吸附层，吸附层能够吸收淤泥层中的污染物，从而将污染物固定，避免其向水体扩散，达到修复淤泥的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的河道水环境修复的模拟实验装置的结构示意图；

图2为图1中A-A截面的示意图。

其中，图1和图2中的附图标记为：

模拟河道1、曝气机构2、浮岛3、电磁流量计4、淤泥层5、吸附层6、进水口11、出水口12、阻隔部13。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，图1为本实用新型所提供的河道水环境修复的模拟实验装置的结构示意图；图2为图1中A-A截面的示意图。

本实用新型所提供的河道水环境修复的模拟实验装置包括模拟河道1、水循环系统和在线监测机构。模拟河道1的结构如图1所示，为上端开口的容器，其底部设有淤泥层5，容器中盛水来模仿河道的水环境。模拟河道1的两端分别设有进水口11和出水口12，水循环系统与进水口11和出水口12相连。水循环系统中设有水泵，能够带动模拟河道1中的水体流动，从而使模拟效果更加准确。淤泥层5上方设有吸附层6，吸附层6能够吸附淤泥中的污染物，从而达到修复淤泥的目的。在线监测机构包括多种传感器，实施监测水环境的修复效果。

可选的，吸附层6由粉煤灰制成，粉煤灰为多孔结构，能够有效地吸附污染物。粉煤灰主要成分为二氧化硅，在处理淤泥中污染物的同时不会引入新的污染物。而且粉煤灰作为电厂中固体废料，来源广泛、成本低廉，是治理淤泥污染的理想材料。当然，用户可根据需要采用活性炭、生石灰等材料治理淤泥污染，也可将多种材料按照不同的比例进行配比从而进一步提高修复效果。实验人员可在淤泥层5上方设置不同粒径、不同厚度、不同材料的吸附层6研究水体净化效果。

本实施例中，模拟实验装置设置了淤泥层5和吸附层6，通过吸附层6修复水环境中的淤泥，并通过在线监测机构实时监测修复效果，为研究淤泥修复对水环境修复的影响提供了有效的实施方案。

现有的河道污染治理模型通常采用阶梯结构或挡板隔离结构，两种结构虽然能够达到模拟河道1的目的，但为达到河道模拟的长度要求需要占用较大的面积，为实验带来了较多不便。

可选的，本申请的模拟河道1中设有至少一个阻隔部13，阻隔部13位于进水口11和出水口12之间，并进水口11和出水口12的连线具有预设角度。经阻隔部13的阻挡延长了水流长度，从而在较小的面积内也能够形成较长的水流。图1中阻隔部13为3块垂直模拟河道1侧壁的阻隔板，阻隔板的一侧与模拟河道1侧侧壁固定连接，相邻的两阻隔板固定分别在相对两侧的侧壁上，相邻两阻隔板间距离大致相等，水流在模拟河道1沿图1中的箭头所示方向呈蛇形流动，明显延长了水流长度。当然，用户也可根据需要自行设置阻隔部13的数量、形状和角度，在此不做限定。

另外，不同流速的河道中水环境修复的效果也往往不同，为模拟不同流速的水环境，水循环系统中设置了流量调节机构。具体的，流量调节机构为与水泵相连的调速电机，通过调节电机转速可改变水泵出口流量，从而达到改变水流速度的目的。当然，用户也可根据需要采用其他结构的流量调节机构，例如可在水泵出口设置流量控制阀，通过调节流量控制阀的开度改变水流速度。用户还可将阻隔板设置为间距逐渐增加或逐渐减小的结构，从而改变局部水流速度。

此外，模拟河道1的进水口11或出水口12还可设置电磁流量计4，通过电磁流量计4实时测量水流量，进而换算得到水流速度。实验人员根据水流速度调节流量控制阀的开度，进而实现水流速度的准确控制。当然，用户也可根据需要采用其他形式的流量计作为流量测量机构，在此不做限定。

可选的，水循环系统中还可设置单片机、PLC控制器等控制机构，流量调节机构和流量测量机构均与控制机构相连，控制机构读取流量测量机构测得的水流量控制流量调节机构，进而获得实验需要的水流速度，实现水流速度的闭环控制，提高了控制的准确性和自动化程度。

此外，实验过程中水体不断蒸发会导致水位下降，影响实验的测量结果。因而，水循环系统中还设有用于向模拟河道1中补水的储水箱。具体的，储水箱的出口与水泵相连，二者之间设有开关阀。模拟河道1中设有液位计，液位计和开关阀均与控制机构相连，当模拟河道1中的液位较低时，开关阀开启，经过水泵向模拟河道1中补水。当水位上升到预设高度时，开关阀关闭，补水操作完成。

本实施例中，模拟河道1中设置了阻隔部13，阻隔部13使水流产生弯曲流动，从而在同样面积内可获得较长的水流长度，降低了模拟实验装置的占地面积。另外，水循环系统中还设置了储水箱，当模拟河道1液位较低时，对其进行补水，从而保证水体总量不变，降低了水体蒸发对实验结果的影响。

可选的，水体需要测量的参数为温度、pH、溶解氧、总氮、总磷以及化学需氧量等，因而，在线监测机构包括温度探头、酸碱度探头以及用于测量水质化学指标的水质检测探头。多个探头可集成为探头簇，本申请的一种具体实施方式中，在线检测机构包括三个探头簇，且分布在模拟河道1的进水口11附近、出水口12附近和水流的中部。在线检测机构还可与液晶显示器或数码管显示器等显示机构相连，通过显示机构实时显示水体参数，从而使实验人员更加直观地掌握实验状况。探头的数量和位置用户可根据需要自行设定，在此不做限定。

可选的，模拟实验装置还包括曝气机构2。如图2所示，曝气机构2包括管状的出气头，出气头的侧壁沿轴向设有多个出气孔，出气头的一端与气泵或气罐等机构相连。图2中的出气头设置在模拟河道1的进水口11附近、出水口12附近。用户也可根据需要自行设定出气头的结构、数量和位置，在此不做限定。

另外，模拟实验装置还包括生物辅助系统。水体中的氮和磷等污染物是植物生长必须的无机盐，通过植物吸收氮和磷等污染物是水环境修复的重要手段。当水体中的吸附层6达到对水体中富营养物质吸附平衡时，浮岛3植物仍可以通过植物根茎的吸收水中富营养物质，随着水中氮磷浓度降低，吸附层6会缓慢释放，保证水生生物物所需的养分。

具体的，生物辅助系统包括漂浮于水面的浮岛3，植物种植在浮岛3中，植物的根部与水体接触，进而从水体中吸收氮和磷。浮岛3可具体为木质材料、塑料或泡沫等制成的固定块，植物被种植在固定块中，浮岛3的具体结构可参考现有技术，在此不再赘述。为避免浮岛3被水流冲走，模拟河道1上部还设有固定绳或固定网等结构将浮岛3固定在特定位置。

本实施例中，模拟实验装置还设置了曝气机构2和生物辅助系统，通过氧化作用和植物吸收减少水中的富营养物质，进一步提高水环境的修复速度。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本实用新型所提供的河道水环境修复的模拟实验装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。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，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种河道水环境修复的模拟实验装置，其特征在于，包括模拟河道(1)，所述模拟河道(1)的底部设有淤泥层(5)，所述淤泥层(5)上方设有用以修复所述淤泥层(5)的吸附层(6)。

2.根据权利要求1所述的模拟试验装置，其特征在于，所述模拟河道(1)的两端分别设有进水口(11)和出水口(12)，所述模拟河道(1)中设有与所述进水口(11)和所述出水口(12)之间的连线具有预设角度、以增加水流长度的阻隔部(13)。

3.根据权利要求2所述的模拟试验装置，其特征在于，所述模拟河道(1)的进水口(11)和出水口(12)均与水循环系统相连，所述水循环系统中设有与水泵相连的流量调节机构和用以测量水流量的流量测量机构。

4.根据权利要求3所述的模拟试验装置，其特征在于，所述水循环系统中还设有储水箱，所述储水箱的出口与所述水泵相连，所述储水箱的出口与所述水泵间设有开关阀。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的模拟试验装置，其特征在于，还包括设置于所述模拟河道(1)中的在线监测机构，所述在线监测机构包括用以测量水温的温度探头、用以测量PH值的酸碱度探头以及用以测量水质化学指标的水质检测探头。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的模拟试验装置，其特征在于，还包括用以增加水中含氧量的曝气机构(2)。

7.根据权利要求1至4任意一项所述的模拟试验装置，其特征在于，还包括用以辅助修复水环境的生物辅助系统。

8.根据权利要求7所述的模拟试验装置，其特征在于，所述生物辅助系统包括漂浮于水面的浮岛(3)，所述浮岛(3)种植有具有修复功能的植物。

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