CN212610109U - 一种用于入湖口、入河口的水体净化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于入湖口、入河口的水体净化装置，属于水体除杂技术领域。它由若干个可拼接的过滤吸附装置构成，所述过滤吸附装置包括带孔箱体，所述箱体进水侧的开孔孔径大于出水侧的开孔孔径；由进水侧到出水侧的方向，所述箱体通过带孔隔板依次划分为三层，且带孔隔板的孔径依次减小；设置于所述箱体进、出水侧的过滤层，所述过滤层包括设置于带孔箱体进、出水侧的固定架以及固定悬挂于固定架上的炭素纤维生态草；任意选择性的包括填充于带孔箱体内的填料。本实用新型提供的净化装置，不仅可以同步去除入湖河水中的氮磷、有机物及颗粒物，还可以通过减少底泥向水中释放的污染物，具有结构简单、设计合理、易于制造的优点。

Description

一种用于入湖口、入河口的水体净化装置

技术领域

本实用新型属于水体除杂技术领域，更具体地说，涉及一种用于入湖口、入河口的水体净化装置。

背景技术

由于人们重视经济发展而忽略了对环境的保护，致使湖泊富营养化日益突出，制约了区域经济社会的可持续发展和水生态文明的建设。

湖泊富营养化治理一般应该遵循的路线是控源、生态修复和流域管理。控源包括流域上各种外源负荷以及沉积物释放所产生的内源负荷；生态修复通常是指以水生植物恢复为核心的湖区或湖岸带修复工程；流域管理是指湖泊集水区的合理开发利用，主要涉及外源负荷管理。在这三个环节当中，大量外源性污染物输入是导致湖泊富营养化最根本的原因。因此，控制入湖河流氮磷、有机物及颗粒物的输入是湖泊水环境治理的关键环节和首要步骤。

目前，关于控制入湖河流污染物的输入的措施并不多，且对于污染物(比如氮磷、有机物)及杂质(比如颗粒物、悬浮物)的去除效果偏低或者将河水提升至过滤设备或者设施中需要的费用较高，治理技术推广不易执行。

因此，为了降低流入湖泊、河流的水体对湖泊、河流产生的污染，高效同步去除入湖河水中的氮磷、有机物及颗粒物，提供一种用于入湖口、入河口的水体净化装置具有重要意义。

发明内容

1.要解决的问题

针对现有技术中缺乏对流入湖泊、河流的水体中外源污染物的有效应对方式的问题，本实用新型提供一种用于入湖口、入河口的水体净化装置，通过带孔箱体的拼接及布置形成阻拦墙，利用箱体内部的填料、带孔隔板，箱体外部的炭素纤维生态草，同步高效的去除流入湖泊、河流的水体中的污染物。

2.技术方案

为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种用于入湖口、入河口的水体净化装置，由若干个可拼接的过滤吸附装置构成，所述过滤吸附装置包括：

带孔箱体，所述带孔箱体进水侧的开孔孔径大于出水侧的开孔孔径；由进水侧到出水侧的方向，所述带孔箱体通过带孔隔板依次划分为三层，并依次形成填充有粒径为2～2.5cm的陶粒的吸附过滤层一、填充有粒径为1.5～2cm的陶粒的吸附过滤层二、填充有粒径为1～1.5cm的凹凸棒土颗粒的吸附过滤层三；且由进水侧到出水侧的方向，所述带孔隔板的孔径依次减小；

设置于带孔箱体进、出水侧的过滤层，所述过滤层包括设置于带孔箱体进、出水侧的固定架以及固定悬挂于固定架上的炭素纤维生态草。

优选地方案，相邻两带孔隔板上的开孔呈交错设置；且由进水侧到出水侧的方向，所述带孔隔板的开孔孔径依次为1.5～2cm、0.5～1cm。

优选地方案，位于带孔箱体的进水侧和/或出水侧的固定架均包括两个相对设置的悬臂梁，所述悬臂梁由带孔箱体的进水侧壁和/或出水侧壁向箱体外部延伸；横设于两个悬臂梁之间的支架横梁，所述炭素纤维生态草固定悬挂于支架横梁上。

优选地方案，所述两相对设置的悬臂梁之间，设置有若干根支架横梁或若干根互相平行的支架横梁，每根支架横梁上均固定悬挂有炭素纤维生态草，形成若干层过滤层。

优选地方案，还包括水生植物，所述水生植物种植于带孔箱体内的填料中，所述水生植物种类以挺水植物为主，包括菖蒲、香蒲、美人蕉和鸢尾等。

优选地方案，所述水体净化装置还包括位置固定支架，还包括位置固定支架，所述位置固定支架设置于过滤吸附装置底部，用以插入湖泊/河流底泥中实现过滤吸附装置位置的固定。

优选地方案，所述位置固定支架为镂空带孔圆锥体，所述镂空带孔圆锥体用以填充凹凸棒土颗粒。

3.有益效果

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型提供的用于入湖口、入河口的水体净化装置，可根据应用湖泊/河流入口的断面长度，通过过滤吸附装置的拼接及布置形成阻拦墙，操作简单；利用阻拦墙及期内填充的陶粒、凹凸棒土，顶部种植的水生生物，进、出水侧设置的炭素纤维生态草，同步、高效的去除经由湖泊/河流入口进入的水体中的氮磷、有机物及颗粒物，去除效率高；

除此之外，设置于进水侧的炭素纤维生态草，相当于在过滤吸附装置的进水侧形成了过滤层，能够对水体中的大颗粒/杂质实现过滤，防止过滤吸附装置的堵塞；

由进水侧到出水侧的方向，带孔箱体的开孔孔径、带孔隔板的开孔孔径、其内填充填料的粒径依次减小，可以实现对水体的层级过滤与吸附。

(2)本实用新型提供的用于入湖口、入河口的水体净化装置，相邻所述两带孔隔板上的开孔呈交错设置，可以适当降低水体通过流速、延长水体通过净化装置的时间，进而提升过滤、吸附效果，且能进一步降低装置堵塞率。

(3)本实用新型提供的用于入湖口、入河口的水体净化装置，在进、出水侧均设置有多层的炭素纤维生态草，进而形成多层过滤层，进一步提升了水体净化效果以及防堵塞效果。

设置于所述箱体进、出水侧的过滤层，所述过滤层包括设置于带孔箱体进、出水侧的固定架以及固定悬挂于固定架上的炭素纤维生态草。

(3)本实用新型提供的用于入湖口、入河口的水体净化装置，底部的固定支架内可以装填凹凸棒土颗粒，因而，可以减少底泥向水中污染物的释放，并在一定程度上使底泥得到改善。

(4)实用新型提供的用于入湖口、入河口的水体净化装置，结构简单，设计合理，易于制造。

附图说明

图1为本实用新型的过滤吸附装置的整体结构示意图(未填充有填料)；

图2为本实用新型的过滤吸附装置的俯视结构示意图；

图3为带孔箱体中部拼接单元的结构示意图；

图4为带孔箱体底部拼接单元的结构示意图；

图5为用以悬挂炭素纤维生态草的固定架的结构示意图；

图6为用以悬挂炭素纤维生态草的固定架的多层结构示意图；

图7为位置固定支架的结构示意图；

图8为本实用新型提供的用于入湖口、入河口的水体净化装置一；

图9为本实用新型提供的用于入湖口、入河口的水体净化装置二；

图中：100、带孔箱体；110、带孔隔板；120、吸附过滤层；121、吸附过滤层一；122、吸附过滤层二、123、吸附过滤层三；130、连接板；140、带孔箱体中部拼接单元；150、带孔箱体底部拼接单元；151、底板；200、过滤层；210、固定架；211、悬臂梁；212、支架横梁；220、炭素纤维生态草；300、位置固定支架；310、镂空带孔圆锥体；320、固定片；321、通孔。

具体实施方式

需要说明的是，当元件被称为“安装”于另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以两元件直接为一体；当一个元件被称为“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能两元件直接为一体。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”、“前”、“后”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本文中未注明具体条件者，按照本领域的常规条件或技术人员建议的条件执行；所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

如本文所使用，术语“约”、“靠近”、“接近”等用语，亦仅为便于叙述的明了，用于提供与给定术语、度量或值相关联的灵活性。本领域技术人员可以容易地确定具体变量的灵活性程度。

如本文所使用，“相邻”是指两个结构或元件接近。具体地说，被标识为“相邻”的元件可以邻接或连接。此类元件也可以彼此靠近或接近而不必彼此接触。在一些情况下，接近的精确程度可取决于特定的上下文。

长度、量和其他数值数据可以在本文中以范围格式呈现。应当理解，这样的范围格式仅是为了方便和简洁而使用，并且应当灵活地解释为不仅包括明确叙述为范围极限的数值，而且还包括涵盖在所述范围内的所有单独的数值或子范围，就如同每个数值和子范围都被明确叙述一样。例如，约1至约4.5的数值范围应当被解释为不仅包括明确叙述的1至约4.5的极限值，而且还包括单独的数字(诸如2、3、4)和子范围(诸如1至3、2至4等)。相同的原理适用于仅叙述一个数值的范围，诸如“小于约4.5”，应当将其解释为包括所有上述的值和范围。此外，无论所描述的范围或特征的广度如何，都应当适用这种解释。

本文中所用的陶粒可由市面购买得到，比如登封市盛威水处理材料有限公司；也可由现有制备方法制备得到。

本文中所用的凹凸棒土颗粒可由市面购买得到，比如泗水县亿通膨润土有限公司，订货号:YT-1634；也可由现有制备方法(比如：刘晓东，孙秀云，周学铁，于文敦，王连军.凹凸棒土颗粒吸附剂的制备[J].污染防治技术.1999(3)：168-170)制备得到。

本文中所用的炭素纤维生态草也可称之为碳素纤维生态草。

下面结合具体实施例对本实用新型进一步进行描述。

本实用新型提供的用于入湖口、入河口的水体净化装置，由若干个可拼接的过滤吸附装置拼接构成，所述过滤吸附装置包括带孔箱体100、设置于带孔箱体100进、出水侧的过滤层200、设置于带孔箱体100底部的位置固定支架300、填充于带孔箱体100内部的吸附过滤层120组成；

如图1及图2所示，带孔箱体100的底板151上开设供紧固件穿过的通孔；带孔箱体100四周的侧壁上设置有带有通孔的连接板130，用以实现彼此之间的连接；由进水侧到出水侧的方向，带孔箱体100通过开孔孔径为1.5～2cm的带孔隔板110以及开孔孔径为0.5～1cm的带孔隔板110依次划分为三层。具体来说带孔箱体100进水侧的开孔孔径≥带孔隔板110的孔径≥带孔箱体100出水侧的开孔孔径；由进水侧到出水侧的方向，带孔箱体100内分别填充有粒径为2～2.5cm的陶粒(陶粒固定在带孔箱体100的进水侧侧壁与带孔隔板之间形成吸附过滤层一121)、粒径为1.5～2cm的陶粒(陶粒固定在两相邻带孔隔板之间形成吸附过滤层二122)以及粒径为1～1.5cm的凹凸棒土颗粒(陶粒固定在带孔隔板与带孔箱体100的出水侧侧壁之间形成吸附过滤层三123)。

本实施例中的带孔箱体100可以为一体成形式的，其侧壁上开设有可供紧固件穿过的通孔，带孔隔板110上也开设有可供紧固件穿过的通孔，利用“L”型的连接板(其上开设有可供紧固件穿过的通孔)，通过紧固件(可以为螺钉、螺母)实现两者的固定。

本实施例中的带孔箱体100也可以由带孔箱体中部拼接单元140(如图3所示)与带孔箱体底部拼接单元150(如图4所示)通过拼接形成，带孔箱体底部拼接单元150位于底部，带孔箱体中部拼接单元140依次叠加于其上(其叠加数量可以按照所应用河流/湖泊的水体深度决定)。具体的，如图4所示，带孔箱体底部拼接单元150的底板151上开设供紧固件穿过的通孔，用以与位置固定支架300相连接，带孔箱体底部拼接单元150上部为敞口状，其敞口处的侧壁边缘设置有连接板130(其上开设有可供紧固件穿过的通孔)；如图3所示，带孔箱体中部拼接单元140为上下均呈敞口状的筒体，其上、下敞口处的侧壁边缘均设置有连接板130(其上开设有可供紧固件穿过的通孔)，带孔箱体底部拼接单元150与带孔箱体中部拼接单元140之间、相邻两带孔箱体中部拼接单元140之间均通过连接板130及紧固件实现连接。

如图1、2所示，过滤层200由设置于带孔箱体100进、出水侧的固定架210以及固定悬挂于固定架210上的炭素纤维生态草220形成；具体来说，如图5所示，所述固定架210由两个相对设置的悬臂梁211以及横设于两个悬臂梁211之间的支架横梁212组成，悬臂梁211由带孔箱体100的进、出水侧壁向箱体外部延伸(可以与箱体侧壁所处的平面处于垂直的状态，也可以是非垂直的状态，只要存在一定夹角即可；悬臂梁211可以通过螺钉螺母的方式固定于带孔箱体100的侧壁上，也可以通过其他方式固定于带孔箱体100的侧壁上，只需要保持其与带孔箱体100的位置固定就可以)；支架横梁212可以以榫接的方式与两侧的悬臂梁211(两侧的悬臂梁211上相对应的位置开设有榫眼)相连接，也可以捆绑或螺钉螺母的方式实现固定。

如图6所示，本实用新型中两相对设置的悬臂梁211之间设置有若干根支架横梁212(支架横梁212可以相互平行设置)，每根支架横梁212上均固定悬挂有炭素纤维生态草220，可以在带孔箱体100进、出水侧形成若干层过滤层。

如图1所示，位置固定支架300设置于过滤吸附装置底部(或如图4所示，位置固定支架300设置于带孔箱体底部拼接单元150底部)；具体的位置，如图7所示，位置固定支架300为设置于过滤吸附装置底部的镂空带孔圆锥体310，镂空带孔圆锥体310内填充凹凸棒土颗粒，镂空带孔圆锥体310底端呈尖锥状，顶端为敞口结构，且顶端设置有固定片320；如图5所示，固定片320上开设有可供紧固件穿过的通孔321，因此，镂空带孔圆锥体310通过紧固件(可以为螺钉螺母)固定于带孔箱体100底部，进而实现镂空带孔圆锥体310与带孔箱体100的固定及拆卸。

本实用新型提供的用于入湖口、入河口的水体净化装置，带孔箱体100的顶部可以栽种挺水植物菖蒲、香蒲、美人蕉和鸢尾。

利用本实用新型提供的用于入湖口、入河口的水体净化装置进行水体净化的使用方法及原理下：

一、使用方法：

1)组装过滤吸附装置。

2)选择水体净化装置的构建方案

对湖泊入水口/河流入水口进行探勘，在入水口宽度较窄(宽度≤50m)、水体流速较慢(流速≤15m/s)、无船只通行的湖泊/河流中，选择在整个入水口断面构建水体净化装置，如图9所示，若干个过滤吸附装置依次拼接形成一字型，将整个入水口拦断；

或者，对湖泊入水口/河流入水口进行探勘，在入水口宽度较宽(宽度＞50m)、水体流速较快(150≥流速＞15m/s)、有船只通行的湖泊/河流中，按照如图8所示,选择在靠近湖泊入水口/河流入水口两侧岸边的地方，将若干个过滤吸附装置进行拼接构建水体净化装置，入水口中心处预留可供船只通行的通道；

当然，过滤吸附装置的高度，可以按照湖泊/河流水体深度，通过改变带孔箱体中部拼接单元140的使用个数，来调整带孔箱体100的高度，进行实现；

水体净化装置的构建过程中，各过滤吸附装置通过位置固定支架扦插入底泥中实现固定，各过滤吸附装置之间通过带孔箱体100侧壁外围的连接板130及紧固件实现彼此见的固定。

3)水体净化装置的回收/替换

在运行较长时间后，可回收过滤吸附装置并更换内部的吸附过滤层120及过滤层200的炭素纤维生态草220，更换衰亡的水生植物。

二、发挥作用原理：

水体经湖泊入水口/河流入水口流入时，首先经过位于带孔箱体100进水侧的过滤层200，在炭素纤维生态草220的作用下先对水体中存在的一部分颗粒物/杂质进行过滤，同时对水体中的部分污染物(氮磷污染物、其他有机污染物)产生一定的吸附作用；

随后，水体通过带孔箱体100，依次经过开孔孔径为1.5～2cm的带孔箱体100进水侧壁、粒径范围为2～2.5cm的吸附过滤层一121、开孔孔径为1.5～2cm的带孔隔板110、粒径范围为1.5～2cm的吸附过滤层二122、开孔孔径为0.5～1cm的带孔隔板110、粒径范围为1～1.5cm的吸附过滤层三123以及开孔孔径为0.5～1cm的带孔箱体100出水侧壁，同时在水生生物的作用下，可以实现对水体的层级过滤与吸附；且由于相邻所述两带孔隔板上的开孔呈交错设置，可在一定程度上适当降低水体通过的流速、延长水体通过净化装置的时间，进而提升过滤、吸附效果，且能进一步降低装置堵塞率；

最后，经由带孔箱体100流出的水体，经过位于带孔箱体100出水侧的过滤层200，进一步实现对水体的过滤与吸附；

需要说明的是，在水体净化过程中，陶粒、凹凸棒土颗粒以及炭素纤维生态草220还可以作为生物填料，供微生物附着形成生物膜，进一步提升了水体中各种污染物的去除效果；同时，位置固定支架300即镂空带孔圆锥体310内也填充有凹凸棒土颗粒，可以实现对底泥的改善，减少底泥向水中释放的污染物，从而大大改善湖泊生态系统。

以上对本实用新型的技术方案作出示意性说明，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述内容，凡属于本实用新型构思下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于入湖口、入河口的水体净化装置，由若干个可拼接的过滤吸附装置构成，其特征在于：所述过滤吸附装置包括：

带孔箱体，所述带孔箱体进水侧的开孔孔径大于出水侧的开孔孔径；由进水侧到出水侧的方向，所述带孔箱体通过带孔隔板依次划分为三层，并依次形成填充有粒径为2～2.5cm的陶粒的吸附过滤层一、填充有粒径为1.5～2cm的陶粒的吸附过滤层二、填充有粒径为1～1.5cm的凹凸棒土颗粒的吸附过滤层三；且由进水侧到出水侧的方向，所述带孔隔板的孔径依次减小；

设置于带孔箱体进、出水侧的过滤层，所述过滤层包括设置于带孔箱体进、出水侧的固定架以及固定悬挂于固定架上的炭素纤维生态草。

2.根据权利要求1所述的用于入湖口、入河口的水体净化装置，其特征在于：相邻两带孔隔板上的开孔呈交错设置；且由进水侧到出水侧的方向，所述带孔隔板的开孔孔径依次为1.5～2cm、0.5～1cm。

3.根据权利要求1所述的用于入湖口、入河口的水体净化装置，其特征在于：位于带孔箱体的进水侧和/或出水侧的固定架均包括两个相对设置的悬臂梁，所述悬臂梁由带孔箱体的进水侧壁和/或出水侧壁向箱体外部延伸；

横设于两个悬臂梁之间的支架横梁，所述炭素纤维生态草固定悬挂于支架横梁上。

4.根据权利要求3所述的用于入湖口、入河口的水体净化装置，其特征在于：两个相对设置的悬臂梁之间，设置有若干根支架横梁或若干根互相平行的支架横梁，每根支架横梁上均固定悬挂有炭素纤维生态草，形成若干层过滤层。

5.根据权利要求1所述的用于入湖口、入河口的水体净化装置，其特征在于：还包括水生植物，所述水生植物种植于带孔箱体内的填料中，所述水生植物包括菖蒲、香蒲、美人蕉和鸢尾。

6.根据权利要求1所述的用于入湖口、入河口的水体净化装置，其特征在于：还包括位置固定支架，所述位置固定支架设置于过滤吸附装置底部，用以插入湖泊/河流底泥中实现过滤吸附装置位置的固定。

7.根据权利要求6所述的用于入湖口、入河口的水体净化装置，其特征在于：所述位置固定支架为镂空带孔圆锥体，所述镂空带孔圆锥体用以填充凹凸棒土颗粒。

Images