CN210764484U - 一种景观水体污染治理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种景观水体污染治理装置。景观水体污染治理装置包括外壳、固定在外壳上的漂浮板和设置在外壳内的太阳能电池板，外壳具有没入水内的处理腔和与处理腔通过隔板隔开的密封腔，处理腔处于密封腔下侧，且处理腔的腔壁上具有供水进出的过水孔；处理腔中设有用于对水中有机物进行电解氧化的电化学氧化电极；漂浮板上设有用于驱动外壳和漂浮板一同在水中移动的动力装置，还设有用于检测水上障碍物的测距传感器；密封腔中设有与太阳能电池板电连接的电池和控制装置，控制装置通过接收红外线测距传感器检测的信号，控制动力装置的转向以避让水中障碍物。上述技术方案能够高效节能的实现对景观水体的净化。

Description

一种景观水体污染治理装置

技术领域

本实用新型涉及水处理技术领域，具体涉及一种景观水体污染治理装置。

背景技术

近年来，在城市绿地、公园建设和居住小区的建设中，景观泊、景观池塘及景观水池不断涌现。城市景观水体多为静止或者流动性差的封闭缓流水体，一般具有水域面积小、易污染、水环境容量小、水体自净能力低等特点。随着景观水体内源污染物的积累和外源污染物的持续输入，景观水体逐渐富营养化，有机物及其他杂质日益增多，水体溶解氧浓度剧烈起伏，水体中大量的微生物开始繁殖，甚至还出现大量浮游动植物，使得水色、水味恶化，鱼类和其它生物大量死亡，影响景观整体的美感和居民的生活环境。为此，有必要定期对景观水体进行处理，以保持景观水体的生动、灵气和美感。

现有技术中通常使用电化学氧化技术快速去除水中的有机污染物，电化学氧化技术的基本原理是使污染物在电极上发生直接电化学反应或间接电化学转化而从废水中减少或去除，它可分为直接电解和间接电解。直接电解是指污染物在电极上直接被氧化或还原而从废水中去除。间接电解是指利用电化学产生的氧化还原物质(如具有强氧化性的氯酸盐、次氯酸盐、H₂O₂和O₃以及溶剂化电子、OH^-、O₂ ^-等自由基)作为氧化剂，使污染物转化为无毒无污染的物质。电催化处理技术具有多功能性、高灵活性、无污染或少污染、易于控制性等特点，同时其设备小、占地少、运行管理简单和处理效果好，日益受到人们的重视。但由于其在实际运用中尚存在电能消耗高、效果不稳定等缺点，同时考虑到现市场上没有对于景观水有效的处理方式，只有花费大量的人力手动过滤不溶或微溶物或换水的方式，对现有资源造成了极大的浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高效节能的景观水体污染治理装置。

为实现上述目的，本实用新型的景观水体污染治理装置的技术方案是：

景观水体污染治理装置包括：

外壳，包括壳体和封盖，外壳具有没入水内的处理腔和与处理腔隔开的密封腔，处理腔处于密封腔下侧，且处理腔的腔壁上具有供水进出的过水孔；

漂浮板，固定在外壳上；

电化学氧化电极，设置在处理腔中，用于对有机物进行电解氧化；

隔板，用于分隔处理腔与密封腔，隔板上设有用于密封穿装导线的导线穿孔，并且隔板与外壳密封配合；

动力装置，设置在漂浮板上，用于驱动外壳和漂浮板一同在水中移动；

测距传感器，设置在漂浮板上，用于检测一定距离范围内的水上障碍物；

电池，设置在密封腔中；

控制装置，设置在密封腔中，与测距传感器通讯连接，与动力装置控制连接，通过接收测距传感器检测的信号，控制动力装置的转向以避让水中障碍物；

光伏发电装置，与所述电池电连接。

有益效果：本实用新型的景观水体污染治理装置利用光伏发电装置为电池充电，以提供电化学氧化电极电解所需要的电能，无需采用额外的供电装置，节能环保；通过测距传感器能够在外壳和漂浮板移动时检测一定距离内的水中障碍物，并通过控制装置控制动力装置的转向，避开水中障碍物，从而保证整个装置在行进过程中的安全；电化学氧化电极采用电化学氧化技术，能够快速将从过水孔进入的污水中的有机污染物直接或间接氧化为无毒无害的无机物质，从而达到净化景观水的目的，处理效率高。

进一步地，所述景观水体污染治理装置还包括与电化学氧化电极密封配合用于封装其接线部分以避免其接线部分与水接触的防水盖，防水盖上设有处于电化学氧化电极的接线部分所朝向一侧用于密封穿装电极接线的进线口，和处于电化学氧化电极的氧化处理部分所朝向一侧供电化学氧化电极的氧化处理部分与污水接触的污水处理口。

有益效果：防水盖能够避免电化学氧化电极的接线部分与污水接触，从而保证电化学氧化电极的正常工作。

进一步地，所述防水盖包括围设在电化学氧化电极外围的密封圈、夹装在密封圈两侧压紧密封圈的氧化处理侧盖板和接线侧盖板，所述密封圈与电化学氧化电极外周密封配合，或者，密封圈与电化学氧化电极外周间隔设置，且氧化处理侧盖板与电化学氧化电极压紧密封，其中氧化处理侧盖板处于电化学氧化电极的氧化处理部分所朝向的一侧，接线侧盖板处于电化学氧化电极的接线部分所朝向的一侧，污水处理口设置在氧化处理侧盖板上，进线口设置在接线侧盖板上。

有益效果：防水盖采用两盖板夹紧密封圈的形式，结构简单，氧化处理侧盖板与电化学氧化电极压紧密封，密封圈与电化学氧化电极密封配合，更好的起到防水效果。

进一步地，所述氧化处理侧盖板背向电化学氧化电极的一侧设有阴极板，阴极板与所述氧化处理侧盖板间隔设置。

有益效果：阴极板与氧化处理侧盖板之间的间隔形成一个过水通道，便于电化学氧化电极对污水进行氧化处理。

进一步地，所述外壳为球形外壳。

有益效果：球形外壳易旋转，在水中时容易在不同方向上移动，从而便于对不同位置处的污水进行电化学氧化处理。

进一步地，所述外壳为对扣式结构。

有益效果：结构简单，便于外壳内各部件的安装。

进一步地，所述动力装置为均匀分布在漂浮板周向上的水下直流电机。

有益效果：通过水下直流电机便能驱动外壳和漂浮板的移动，无需设置其他动力结构，结构简单，节省成本；并且水下直流电机均布在漂浮板的周向，能够实现良好的转向作用。

进一步地，所述隔板粘接在外壳内壁上。

有益效果：连接形式简单，便于安装，同时能够实现隔板与外壳的密封配合。

进一步地，所述外壳内还设有安装板，安装板位于隔板的上方并与外壳密封配合，安装板的下板面与隔板的上板面以及外壳的内壁面之间形成所述密封腔，所述光伏发电装置设置在所述安装板的上板面上。

有益效果：安装板和隔板将整个外壳内腔分成三个腔室，各部件分别安装在对应的腔室内互不干涉，能够有效利用外壳内腔的安装空间。

进一步地，所述外壳为对扣式结构，所述安装板安装在封盖内，所述隔板安装在壳体内。

有益效果：安装板和隔板分别对应安装在封盖和壳体内，安装方便，便于操作。

附图说明

图1为本实用新型的景观水体污染处理装置的立体结构示意图；

图2为本实用新型的景观水体污染处理装置的俯视图；

图3为图2的A-A剖视图；

图4为图3的B-B剖视图；

图5为图4的C-C剖视图；

图6为图5的D-D剖视图；

图7为本实用新型的景观水体污染处理装置中电极模块的结构示意图；

图8为图7中电极模块的剖视图。

附图标记说明：1-外壳，2-漂浮板，3-供电腔，4-密封腔，5-处理腔，6-安装板，7-隔板，8-水下直流电机，9-红外线测距传感器，10-太阳能电池板，11-锂电池，12-主控板，13-过水孔，14-污水处理口，15-GPS模块，16-电量监测器，17-红外避障模块，18-电极模块，19-灯具安装孔，20-接线侧盖板，21-氧化处理侧盖板，22-密封圈，23-电化学氧化电极，24-阴极板，25-密封垫，26-长螺栓，27-螺母。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。

本实用新型的景观水体污染处理装置的具体实施例：

如图1和图2所示，景观水体污染处理装置包括外壳1和固定在外壳1上的漂浮板2。其中，外壳1为球形外壳，并且外壳1为对扣式结构，呈透明状，包括能够上下对扣的封盖和壳体；漂浮板2为环形板，中心位置开设有用于穿装外壳1的外壳穿孔，漂浮板2套装在外壳1的外部且位于外壳1的赤道线位置处，通过亚克力胶与外壳1粘接固定。如图3所示，壳体内设有横截面为圆形的隔板7，隔板7通过密封胶粘接在壳体的内壁上，并与壳体密封配合；封盖内设有横截面为圆形的安装板6，安装板6通过密封胶粘接封盖的内壁上，并与封盖密封配合。封盖和壳体对扣后，安装板6和隔板7呈上下平行间隔布置，并将外壳1的内腔在上下方向上依次分隔成供电腔3、密封腔4和处理腔5，即安装板20的上板面与外壳1内壁面形成供电腔3、安装板20下板面与隔板7上板面以及外壳1内壁面之间形成密封腔4、隔板7下板面与外壳1内壁面之间形成处理腔5。安装板20和隔板7上均设有密封穿装导线的导线穿孔。

如图3和图5所示，漂浮板2上设有用于驱动外壳1和漂浮板2在水中移动的动力装置，本实施例中，动力装置包括均匀分布在漂浮板2周向且位于漂浮板2下方的四台水下直流电机8，水下直流电机的制动距离为0.5m。其中相对布置的两台水下直流电机8的布置方向与另外相对布置的两台水下直流电机的布置方向垂直。工作时，水下直流电机8没入水中，通过其上的转子叶片旋转来推动外壳1和漂浮板2移动。漂浮板2上还设有用于检测水中障碍物的测距传感器，本实施例中，测距传感器采用红外线测距传感器9，红外线测距传感器9能够感应半径为1m范围内水中的障碍物。

如图3和图4所示，供电腔3内设有光伏发电装置，本实施例中，光伏发电装置为太阳能电池板10，太阳能电池板10固定在安装板6的上板面上。如图3和图5所示，密封腔4中设有锂电池11，锂电池11与太阳能电池板10电连接，太阳能电池板10转化的电能能够在锂电池11中储存起来；密封腔4中还设有控制装置，控制装置包括设置在隔板7上的主控板12，主控板12为Arduino主控板，与锂电池11电连接；密封腔中还设有型号为E18-D80NK的红外避障模块17、型号为L298N的电机驱动器、型号为hc-05的蓝牙模块、GPS模块15和型号为ATMEGA328P的电量监测器16。其中，锂电池11通过电机驱动器与水下直流电机8电连接，电机驱动器能够转化锂电池11的电压，使水下直流电机8在其工作电压下动作；红外避障模块17与红外线测距传感器9通讯连接，并与电机驱动器通讯连接；电机驱动器与水下直流电机8控制连接，能够控制水下直流电机8的正反转，从而控制外壳1和漂浮板2的转向；主控板12与电机驱动器、蓝牙模块、电量监测器16通讯连接，电量监测器16和蓝牙模块、GPS模块15通讯连接。

主控板12用于控制整个景观水体污染处理装置的运动；当红外线测距传感器9检测到前进方向1m范围内存在障碍就会产生电信号传递给红外避障模块17，红外避障模块17将信号反馈给主控板12，主控板12接收到反馈信号后给电机驱动器命令，以驱使水下直流电机8反转，进而实现避障功能；GPS模块15可以对整个装置的位置进行实时监控，电量监测器16实时对锂电池11的电量进行监测；蓝牙模块可用于接收电机信号、GPS信息和电量反馈信息，并可连接终端设备，比如手机，通过手机可直观获得蓝牙模块反馈的数据信息，进而通过操作手机便能实现手动、自动切换和手动控制时运动信号的发送与接收，方便人工对整个装置进行系统的管理。

如图1、图2和图3所示，供电腔3的腔壁上设有可安装灯具的灯具安装孔19，灯具与锂电池11电连接，这样整个装置在晚上工作时，能够照亮附近的水域，方便人工观察和控制。

景观水体污染处理装置在工作时，处理腔5没入水中，处理腔5的腔壁上设有供水进出的过水孔13。处理腔5内还设有与锂电池电连接的电极模块18和吸附材料，如图6、图7和图8所示，电极模块18包括电化学氧化电极23和阴极板24，其中，电化学氧化电极23为尺寸为20mm*30mm*3mm呈长方体块状的二氧化钛米束/掺硼金刚石复合电极，其材料与授权公告号为CN105401150B的中国实用新型专利文献中TiO2纳米束/掺硼金刚石薄膜复合光电催化电极的材料相同，阴极24为不锈钢圆板。电极模块18还包括与电化学氧化电极23密封配合用于封装其接线部分以避免其接线部分与水接触的防水盖。防水盖包括围设在电化学氧化电极23外围的密封圈22、夹装在密封圈22两侧并压紧密封圈22的氧化处理侧盖板21和接线侧盖板20，电化学氧化电极23设置在氧化处理侧盖板21和接线侧盖板20之间，氧化处理侧盖板21处于电化学氧化电极23的氧化处理部分所朝向的一侧，接线侧盖板20处于电化学氧化电极的接线部分所朝向的一侧；密封圈22与电化学氧化电极23外周间隔布置。接线侧盖板20、氧化处理侧盖板21和密封圈22通过长螺栓26和螺母27固定连接在一起，螺母27与氧化处理侧盖板21之间设有密封垫25，密封垫25套设在长螺栓26上，将螺母27紧固时，螺母27压缩密封垫25，氧化处理侧盖板21和接线侧盖板20压缩密封圈22，同时电化学氧化电极23与氧化处理侧盖板21压紧密封，密封圈22被压缩后的厚度与电化学氧化电极23的厚度相当，从而起到对电化学氧化电极23的接线部分的防水作用。接线侧盖板20上设有用于密封穿装电极接线的进线口，氧化处理侧盖板上设有供电化学氧化电极的氧化处理部分与污水接触的污水处理口14。阴极板24设置在氧化处理侧盖板21背向电化学氧化电极的一侧，并与氧化处理侧盖板间隔设置，阴极板24通过长螺栓27和阴极板固定螺母与氧化处理侧盖板固定连接。这里所用的螺母和螺栓均由塑料制成，以避免电化学氧化电极23与阴极板24短路。本实施例中的氧化处理侧盖板和接线侧盖板均为亚克力板，整个电极模块18通过亚克力胶粘附固定在外壳1上，并且接线侧盖板20通过亚克力胶粘附固定在隔板7上。吸附材料为活性炭，用于吸附水中的重金属元素。在太阳能电池板提供的电能作用下，阳极产生大量的具有强氧化作用的羟基自由基，将水中的有机物直接或间接氧化，彻底分解为CO₂和H₂O等无机无毒物质，从而达到净化水的目的。白天时，太阳能电池板将太阳能转化为电能在锂电池中储存，通过锂电池给电化学氧化电极供电，进行水处理作业；阴天或黑夜时，单独通过储存在锂电池中的电能给电化学氧化电极供电，使整个装置在不同的环境下均能作业。

本实用新型的景观水体污染处理装置通过太阳能电池板供电，节能环保；在漂浮板2的作用下能够实现水面悬浮的功能；在电机驱动器、红外线测距传感器和红外避障模块的协同作用下能够实现自动巡航功能；在蓝牙模块和电量监测器的作用下能够实现电量监控功能；通过GPS模块能够实现精准定位功能；通过蓝牙模块和水下直流电机8共用协同作用，能够实现手动返航功能；通过电极模块和活性炭的共同作用实现水体净化功能。

上述实施例中，在电化学氧化电极的外周密封配合有将其接线部分封装的防水盖，在其他实施例中，也可以不设置防水盖，此时可以将电化学氧化电极直接固定在隔板上，相应的，可以将外壳的壳体做大一些，此时电化学氧化电极只有其氧化处理部分与污水接触，电化学氧化电极的接线部分位于水面之上，从而有效保证电化学氧化电极的正常工作。

上述实施例中，防水盖包括密封圈和夹设在密封圈两侧的接线侧盖板和氧化处理侧盖板，在其他实施例中，防水盖也可以采用其他结构，例如，防水盖可以做成与电化学氧化电极形状相同的柱状结构，柱状结构内设有供电化学氧化电极插装的插孔，插孔内设有与电化学氧化电极过盈配合的密封圈。

上述实施例中，密封圈与电化学氧化电极的外周间隔布置，在其他实施例中，密封圈也可以与电化学氧化电极的外周密封配合。

上述实施例中，阴极板与氧化侧盖板间隔设置，在其他实施例中，阴极板也可以与氧化侧盖板贴设，此时可在阴极板上开设与污水处理口连通的过水口。

上述实施例中，外壳为球形外壳，在其他实施例中，外壳也可以采用四方体、六方体状的外壳。

上述实施例中，外壳为对扣式结构，在其他实施例中，外壳也可以采用一体式结构，即封盖和壳体为一体式结构，此时封盖可以与壳体铰接，安装电器元件时，掀开封盖，安装完闭后放下封盖。

上述实施例中，外壳内腔被安装板和隔板分隔成供电腔、密封腔和处理腔三个腔室，在其他实施例中，也可以不设置安装板，而仅设置一块隔板，此时只有密封腔和处理两个腔室，太阳能电池板和各电器元件均设置在密封腔中。或者在其他实施例中，安装板也可以与隔板垂直设置，这样一来，供电腔和密封腔在水平方向上被安装板隔开，此时密封腔由安装板的右板面、外壳内壁面和隔板的一部分板面形成。

上述实施例中，太阳能电池板设置在外壳内，在其他实施例中，太阳能电池板也可以设置在漂浮板上，此时需要在外壳上设置导线穿孔，使太阳能电池板与锂电池电连接。

上述实施例中，动力装置为水下直流电机，通过水下直流电机能够直接实现外壳和漂浮板的移动；在其他实施例中，动力装置也可以采用普通的电机，在电机的输出轴上连接转轴，在转轴上连接涡轮，通过涡轮的旋转带动外壳和漂浮板移动。

上述实施例中，安装板设置在封盖内，隔板设置在壳体内，在其他实施例中，也可以同时将安装板和隔板设置在壳体内，或者同时将安装板和隔板设置在封盖内，此时需要相应做大壳体或封盖的尺寸。

Claims (10)

1.景观水体污染治理装置，其特征在于，包括：

外壳，包括壳体和封盖，外壳具有没入水内的处理腔和与处理腔隔开的密封腔，处理腔处于密封腔下侧，且处理腔的腔壁上具有供水进出的过水孔；

漂浮板，固定在外壳上；

电化学氧化电极，设置在处理腔中，用于对有机物进行电解氧化；

隔板，用于分隔处理腔与密封腔，隔板上设有用于密封穿装导线的导线穿孔，并且隔板与外壳密封配合；

动力装置，设置在漂浮板上，用于驱动外壳和漂浮板一同在水中移动；

测距传感器，设置在漂浮板上，用于检测一定距离范围内的水上障碍物；

电池，设置在密封腔中；

控制装置，设置在密封腔中，与测距传感器通讯连接，与动力装置控制连接，通过接收测距传感器检测的信号，控制动力装置的转向以避让水中障碍物；

光伏发电装置，与所述电池电连接。

2.根据权利要求1所述的景观水体污染治理装置，其特征在于，所述景观水体污染治理装置还包括与电化学氧化电极密封配合用于封装其接线部分以避免其接线部分与水接触的防水盖，防水盖上设有处于电化学氧化电极的接线部分所朝向一侧用于密封穿装电极接线的进线口，和处于电化学氧化电极的氧化处理部分所朝向一侧供电化学氧化电极的氧化处理部分与污水接触的污水处理口。

3.根据权利要求2所述的景观水体污染治理装置，其特征在于，所述防水盖包括围设在电化学氧化电极外围的密封圈、夹装在密封圈两侧压紧密封圈的氧化处理侧盖板和接线侧盖板，所述密封圈与电化学氧化电极外周密封配合，或者，密封圈与电化学氧化电极外周间隔设置，且氧化处理侧盖板与电化学氧化电极压紧密封，其中氧化处理侧盖板处于电化学氧化电极的氧化处理部分所朝向的一侧，接线侧盖板处于电化学氧化电极的接线部分所朝向的一侧，污水处理口设置在氧化处理侧盖板上，进线口设置在接线侧盖板上。

4.根据权利要求3所述的景观水体污染治理装置，其特征在于，所述氧化处理侧盖板背向电化学氧化电极的一侧设有阴极板，阴极板与所述氧化处理侧盖板间隔设置。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的景观水体污染治理装置，其特征在于，所述外壳为球形外壳。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的景观水体污染治理装置，其特征在于，所述外壳为对扣式结构。

7.根据权利要求1-4任意一项所述的景观水体污染治理装置，其特征在于，所述动力装置为均匀分布在漂浮板周向上的水下直流电机。

8.根据权利要求1-4任意一项所述的景观水体污染治理装置，其特征在于，所述隔板粘接在外壳内壁上。

9.根据权利要求1-4任意一项所述的景观水体污染治理装置，其特征在于，所述外壳内还设有安装板，安装板位于隔板的上方并与外壳密封配合，安装板的下板面与隔板的上板面以及外壳的内壁面之间形成所述密封腔，所述光伏发电装置设置在所述安装板的上板面上。

10.根据权利要求9所述的景观水体污染治理装置，其特征在于，所述外壳为对扣式结构，所述安装板安装在封盖内，所述隔板安装在壳体内。

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